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(huán)境工程學院，武漢 430070；2.武漢劉丫種養(yǎng)殖有限公司，武漢 430303；3.卓爾發(fā)展(孝感)有限公司，湖北 432013；4、武漢廣廈潤田農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，武漢 430091)

施用化肥和農(nóng)藥是保證農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的主要手段，但化肥造成土壤板結(jié)、農(nóng)藥造成污染和殘留等都造成了嚴重的環(huán)境問題。因此，如何研制出一種既可穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，又無任何污染的高效環(huán)保型的新型肥料是一項十分緊迫的研究課題[1-6]。筆者經(jīng)過十多年的科技攻關(guān)，終于研制出了一種高效環(huán)保型的有機水溶肥(禾之壯牌有機水溶肥)，并獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的肥料新產(chǎn)品登記證書(登記證書號：農(nóng)肥-2018-準字8799號)和兩項國家發(fā)明專利(專利號：201510510213.3和202010993950.4)。通過將其用于火龍果的生產(chǎn)種植，采用灌根和噴施等兩種方法來取代傳統(tǒng)化肥和農(nóng)藥，實現(xiàn)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(cè)均勻噴施)，噴施禾之壯有機肥后的火龍果產(chǎn)量較施用傳統(tǒng)化肥和農(nóng)藥的火龍果的產(chǎn)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(huán)保安全性均顯著超過傳統(tǒng)化肥和農(nóng)藥，真正實現(xiàn)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(huán)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(yǎng)箱(WS-01，黃石市恒豐醫(yī)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(guī)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(huán)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(qū)祁家灣劉丫種養(yǎng)殖家庭農(nóng)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(zhì)“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(huán)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(zhì)量比為：m(環(huán)烷酸鈷)∶m(氫氣)∶m(天然高分子多糖)=1∶6∶56；反應完后再經(jīng)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(diào)節(jié)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(zhì)中進行反應，反應中3者的質(zhì)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(jīng)中和、重結(jié)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(jīng)重結(jié)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(zhì)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(zhì)按質(zhì)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(jīng)100目篩網(wǎng)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(jù)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(tǒng)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(tǒng)化肥農(nóng)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(shù)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(qū)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(qū)間，每株灌根液用量為 200 g；2-3號區(qū)間，每株灌根液用量為 300 g；3-4號區(qū)間，每株灌根液用量為 400 g；4-5號區(qū)間，每株灌根液用量為 500 g；即4個區(qū)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(guī)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(cè)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(tǒng)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(qū)間(223株)每次均勻噴施8 kg，左右兩側(cè)各均勻噴施 4 kg；追肥灌根時，與右邊一條2-3區(qū)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(tǒng)化肥農(nóng)藥用法用量全部相同。

2 結(jié)果與討論

2.1 火龍果的產(chǎn)量結(jié)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(chǎn)量進行了測產(chǎn)分析，左右兩條共6段或6個處理的火龍果的平均質(zhì)量和平均畝產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量明顯增加，底肥增加到3-4號用量時，火龍果產(chǎn)量達到最高值，它相對于全用傳統(tǒng)肥料的火龍果畝產(chǎn)提高了20.2%，增產(chǎn)效果十分明顯；在此基礎上再增加底肥用量時，則產(chǎn)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(chǎn)量最高。同時也說明底肥或灌根在火龍果增產(chǎn)方面起著關(guān)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(chǎn)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(tǒng)化肥的火龍果(7-8號)增產(chǎn) 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(chǎn)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(jīng)濟效益十分明顯。

2.2 火龍果的口感品質(zhì)結(jié)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(zhì)等進行了對比分析和測試，結(jié)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(tǒng)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(jié)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(zhì)，大大提高了產(chǎn)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(chǎn)量起著決定性的關(guān)鍵作用，且隨著底肥用量的增加，火龍果的產(chǎn)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(chǎn)量達到最高，它較全用傳統(tǒng)肥料的火龍果畝產(chǎn)提高了20.2%，增產(chǎn)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(tǒng)化肥和農(nóng)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(chǎn)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(jīng)濟效益十分明顯。同時農(nóng)殘大大降低，土壤更加活化，具有顯著的經(jīng)濟與環(huán)境效益。