一種綠色高效有機水溶肥的研制及其在火龍果上的應用*

容偉乾，曾德芳**，方金福，田 旭，克里斯，冥 想，趙保林，何 方，楊紅剛，劉翠娥，張保磊，陳三秀

(1.武漢理工大學資源與環境工程學院，武漢 430070；2.武漢劉丫種養殖有限公司，武漢 430303；3.卓爾發展(孝感)有限公司，湖北 432013；4、武漢廣廈潤田農業發展有限公司，武漢 430091)

施用化肥和農藥是保證農作物穩產高產的主要手段，但化肥造成土壤板結、農藥造成污染和殘留等都造成了嚴重的環境問題。因此，如何研制出一種既可穩產高產，又無任何污染的高效環保型的新型肥料是一項十分緊迫的研究課題[1-6]。筆者經過十多年的科技攻關，終于研制出了一種高效環保型的有機水溶肥(禾之壯牌有機水溶肥)，并獲得農業部頒發的肥料新產品登記證書(登記證書號：農肥-2018-準字8799號)和兩項國家發明專利(專利號：201510510213.3和202010993950.4)。通過將其用于火龍果的生產種植，采用灌根和噴施等兩種方法來取代傳統化肥和農藥，實現了火龍果用肥用藥的全取代、零污染零殘留和全綠色。每株火龍果的最佳底肥灌根量為 400 g(1∶300兌水稀釋后的重量)，每100株火龍果的最佳噴施量為 4.5 kg(1∶500兌水稀釋后的重量，在火龍果兩側均勻噴施)，噴施禾之壯有機肥后的火龍果產量較施用傳統化肥和農藥的火龍果的產量提高了20.2%，火龍果的甜度提高了46.5%，其肥料性價比和環保安全性均顯著超過傳統化肥和農藥，真正實現了綠色、高效。

1 材料與方法

1.1 主要藥品與儀器

天然高分子多糖(自制)，環烷酸鈷、腐殖酸、硫酸鋅、吲哚丁酸鉀、氯化銨、EDTA、OP-10、75%乙醇(分析純，湖北大學化工廠)，生物抑菌劑(自制)，無離子水(自制)。

電子天平(FA2001型，上海悅豐儀器儀表有限公司)，電子恒速攪拌器(GS28B型，上海安亭電子儀器廠)，恒溫恒濕培養箱(WS-01，黃石市恒豐醫療器械有限公司)，干燥箱(Φ300 mm，廣州市昕迪實驗器材有限公司)，日本原裝進口“愛拓牌”甜度計(PAL-1型，日本愛拓科技有限公司)。

1.2 試驗作物及品種

火龍果：紅龍果型。

1.3 試驗肥料

試驗肥料：“禾之壯”有機水溶肥；

常規施肥：史丹利顆粒復合肥。

1.4 試驗地點

“禾之壯”有機水溶肥制備實驗：武漢理工大學資源與環境工程學院實驗室；

“禾之壯”有機水溶肥田間試驗：武漢市黃陂區祁家灣劉丫種養殖家庭農場。

1.5 試驗方法

1.5.1 “禾之壯”有機水溶肥的研制

“禾之壯”有機水溶肥的制備通過以下3步工藝完成[7]：

1)主要活性物質“H-高分子多糖”的制備

從無污染的深海水生物中提取一種天然高分子多糖，然后在 55 ℃ 和1.5個大氣壓下，用環烷酸鈷作為催化劑，用氫氣與該天然高分子多糖進行加成反應，反應中3者的質量比為：m(環烷酸鈷)∶m(氫氣)∶m(天然高分子多糖)=1∶6∶56；反應完后再經中和純化制得H-高分子多糖。

2)主要助劑的制備

①植物生長調節劑“腐殖酸鋅”的制備；

在 25 ℃、攪拌速度 120 r/min 和常壓下，用腐殖酸與硫酸鋅在無離子水介質中進行反應，反應中3者的質量比為：m(腐殖酸)∶m(硫酸鋅)∶m(無離子水)=5∶3∶20；反應完后再經中和、重結晶提純后制得腐殖酸鋅。

②生物抑菌劑的制備

在 85 ℃ 的溫度和1.5個大氣壓下，采用特殊工藝從藿香和艾蒿等植物中提取汁劑后，再在常溫常壓下經重結晶和過濾后制得生物抑菌劑。

③混合助劑的制備：

按m(吲哚丁酸鉀)∶m(氯化銨)∶m(EDTA)∶m(去離子水)=1∶2∶0.2∶10的質量比將4者混合均勻后，置于反應釜中，在 25 ℃ 和 200 r/min 的條件下攪拌 1 h，得到有機有機肥混合助劑。

3)有機肥水溶肥成品的制備

將以上制得到的H-高分子多糖、腐殖酸鋅、生物抑菌劑、混合助劑和無離子水等物質按質量比1∶5∶2∶2.4∶22混合均勻后，在 35 ℃ 和 200 r/min 的條件下攪拌 3 h，再經100目篩網過濾后最終得到有機水溶水溶肥成品。

1.5.2 “禾之壯”有機水溶肥用于火龍果的田間試驗方法

1)田間試驗的基本方法

根據同比試驗的原則，將條件完全相同的一個大棚分為2條(0.75畝，共716株,955株/畝)，其中左邊一條等分為2段或2個處理，共有361株，其中第一段(標號：6-7號為223株)除2次底肥與傳統相同外，其余全部用禾之壯噴施和灌根，其時間和方法與右邊一樣。第二段(標號：7-8號為138株)與傳統化肥農藥方法完全一樣進行種植。右邊一條分為4段或4個處理，共有355株，它們標號和株數分別為：1-2號為84株；2-3號為82株；3-4號為80株；4-5號為109株。整個大棚2條火龍果共分為6個處理，這6各處理的方法和加量都有所不同，看其中哪個處理的綜合效果最好或性價比最高，由此確定火龍果的最佳用肥量和用肥方法。

2)田間試驗的具體試驗方法

①右邊一條(1-5號)火龍果試驗方案

各處理底肥的灌根時間和用量：

兩次底肥的2次灌根時間分別為：2021年1月13日和2021年4月16日；

底肥灌根時的用量：首先將禾之壯有機肥原液搖勻后，再按1∶300的兌水比例將搖勻后的禾之壯有機肥原液加入到300倍的水中并混合均勻便得到禾之壯有機肥的灌根液，然后再按以下不同編號區間使用不同量的灌根液對每株火龍果根部進行灌根，1-2號區間，每株灌根液用量為 200 g；2-3號區間，每株灌根液用量為 300 g；3-4號區間，每株灌根液用量為 400 g；4-5號區間，每株灌根液用量為 500 g；即4個區間處理的灌根量分別為：200 g、300 g 400 g、500 g，灌根量依次增加。

②各處理葉面噴施時間和用量

(a)噴施時間：第一次噴施時間為2021年4月16日(2021-4-10大棚塑料布拆掉并敞開)，第二次噴施時間為2021年5月30日(此時剛長出幼果)；以后每采摘一次后就噴施一次，如果采摘沒有規律，就每隔15-20天噴施一次，直到火龍果全部收獲完畢前的20天停止噴施。且選在晴天下午噴施，30 ℃ 以上時，則在上午噴施，陰雨天不能噴施。

(b)噴施用量：首先將禾之壯有機肥原液搖勻后，再按1∶500的兌水比例將搖勻后的禾之壯有機肥原液加入到500倍的水中并混合均勻便得到禾之壯有機肥的噴施液。每次每條噴施 16 kg(剛好一壺)，在一條火龍果的兩側葉面上各均勻噴施 8 kg(半壺)，一條火龍果共計噴施 16 kg。

(c)各處理追肥時間和用量：

追肥灌根時間：5月中旬，7月中旬，8月中旬，9月中旬，共灌根追肥4次；

灌根追肥用量：首先將禾之壯原液搖勻后兌水300倍并混合均勻便得到追肥灌根液，然后每次每株灌根 200 g 即可。

(d)左邊一條(6-8號)試驗方案：

6-7號(223株)試驗方案:2次底肥與傳統底肥的用法用量全部相同，而噴施和灌根的時間和用法與右邊一條完全一樣。噴施時，將禾之壯有機肥按1∶500兌水稀釋混勻后，左邊6-7區間(223株)每次均勻噴施8 kg，左右兩側各均勻噴施 4 kg；追肥灌根時，與右邊一條2-3區間一樣，將禾之壯有機肥原液按1∶300兌水稀釋混勻后，每株灌根量為 300 g。

7-8號(138株)試驗方案：與傳統化肥農藥用法用量全部相同。

2 結果與討論

2.1 火龍果的產量結果對比

于2021年7月31日對以上兩條火龍果的試驗大棚中的火龍果產量進行了測產分析，左右兩條共6段或6個處理的火龍果的平均質量和平均畝產見以表1所示。

表1 6個處理的火龍果的平均重量和平均畝產對比

由表1看出，在右邊一條全用禾之壯有機肥的4個處理的火龍果中，隨著底肥用量的增加，火龍果產量明顯增加，底肥增加到3-4號用量時，火龍果產量達到最高值，它相對于全用傳統肥料的火龍果畝產提高了20.2%，增產效果十分明顯；在此基礎上再增加底肥用量時，則產量開始下降，說明3-4號的底肥用量為最佳值，即每株火龍果的底肥灌根量為每株 400 g 時(1∶300兌水稀釋后的灌根量)，其產量最高。同時也說明底肥或灌根在火龍果增產方面起著關鍵或決定的作用。另外，從表1中的3-4號和7-8號的火龍果產量比較可看出，每次每畝采摘禾之壯有機肥的火龍果(3-4號)要比傳統化肥的火龍果(7-8號)增產 117 kg，按照目前每年火龍果至少可以采摘6次計算，每年每畝火龍果增產總量為 702 kg，按照火龍果最低市場收購價12元/kg計算，每年每畝火龍果可以增收8424元，除去禾之壯有機肥的肥料成本800元，每年每畝火龍果可以凈增收7624元。所以，將禾之壯有機肥用于火龍果種植其經濟效益十分明顯。

2.2 火龍果的口感品質結果對比

將以上采摘的火龍果中的3-4號和7-8號的火龍果的口感外觀品質等進行了對比分析和測試，結果3-4號和7-8號的甜度分別為23.3和15.9，禾之壯有機肥的火龍果較傳統火龍果的甜度提高7.4度，即火龍果的甜度提高了46.5%，且禾之壯火龍果的果香味更濃、水分更足、外觀色澤更加鮮艷光亮和豐滿。

3 結論

1)禾之壯有機肥用于火龍果，可以明顯提高火龍果的口感和品質，大大提高了產品的市場競爭力。

2)禾之壯有機肥用作火龍果的底肥灌根處理，對提高火龍果的口感和產量起著決定性的關鍵作用，且隨著底肥用量的增加，火龍果的產量明顯增加，當每株火龍果的底肥灌根量達到每株 400 g 時，其產量達到最高，它較全用傳統肥料的火龍果畝產提高了20.2%，增產效果十分明顯。所以禾之壯有機肥對火龍果的最佳底肥灌根量為 400 g/株(1∶300兌水灌根)。

3)用禾之壯有機肥全取代傳統化肥和農藥后，甜度提高7.4，即火龍果的甜度提高了46.5%，色澤外觀更加鮮艷豐滿，火龍果的產量提高20.2%，每年每畝火龍果可以凈增收7624元以上。所以，將禾之壯有機肥用于火龍果種植其經濟效益十分明顯。同時農殘大大降低，土壤更加活化，具有顯著的經濟與環境效益。