不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥的研制及其對(duì)水稻發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響*

龍素霞, 湛毅強(qiáng), 王連林, 張志成, 江 瑤, 陳鐵成

(1.河北省玉田縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河北玉田 064100;2.灃田寶農(nóng)業(yè)科技有限公司 河北玉田 064109)

0 前言

隨著大量元素化肥長(zhǎng)期不合理的等比例施用,氮、磷等大量元素在土壤中積聚,致使土壤板結(jié)酸化,耕地質(zhì)量下降,土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、質(zhì)地變差,容重逐步增大,造成土壤耕性變差、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、產(chǎn)投效益降低;同時(shí),工業(yè)企業(yè)不規(guī)范的污染物排放、養(yǎng)殖業(yè)廢棄物未經(jīng)無(wú)害化處理便施于農(nóng)田等,導(dǎo)致農(nóng)田土壤被重金屬污染,引發(fā)農(nóng)作物生長(zhǎng)異常、農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量超標(biāo)等問題,不僅影響了當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),而且對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與消費(fèi)者的身心健康造成了危害。

大量元素氮、磷、鉀與各種微量元素的配合比例與肥料的利用率、土壤肥力、土壤結(jié)構(gòu)、作物產(chǎn)量和品質(zhì)、作物抗逆性等有著密切的關(guān)系。國(guó)外采用乙二胺四乙酸(EDTA)、檸檬酸等作為螯合劑,有效防止了微量元素間的拮抗,提高了元素的穩(wěn)定性和利用率。但這些螯合劑成本高,在用戶對(duì)全元素平衡施肥缺乏認(rèn)識(shí)的情況下,接受并使用高價(jià)肥料的難度較大。

通過稀土多元素螯合復(fù)混肥在內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、山東、河北等地長(zhǎng)達(dá)8 a的施肥對(duì)比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)施用稀土多元素螯合復(fù)混肥后,不僅小麥、玉米、黃瓜、甘藍(lán)、蘋果和梨的產(chǎn)量可以提高10%以上,而且能提高中微量元素和可溶性固形物的含量,并改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)[1]。在同等投入的情況下,桃子產(chǎn)量增加9.61%,可溶性固形物含量增加9.1%,硬度增加5.9%,單果質(zhì)量提高4.46%,產(chǎn)品的商品性能明顯提高[2]。施用雙螯合多微復(fù)混肥可減小土壤容重,提高土壤田間持水量;可顯著提高小麥、玉米、馬鈴薯、蔬菜、甜瓜、葡萄和桃的產(chǎn)量,并可提升甜瓜、葡萄和桃的品質(zhì)[3]。黃瓜施用多元素螯合復(fù)混肥后,普遍表現(xiàn)出對(duì)人體有益的微量元素積累量增加,特別是鐵增加幅度高達(dá)9倍,適口性明顯增強(qiáng),而鉛的含量則減少94.23%[1]。稀土多元素螯合復(fù)混肥在河北省玉田縣亮甲店鎮(zhèn)、豐寧滿族自治縣魚兒山鎮(zhèn)、沽源縣彥龍農(nóng)場(chǎng)的示范性應(yīng)用結(jié)果表明,綜合增產(chǎn)率為9.79%,可增加經(jīng)濟(jì)效益5 607元/hm2,土壤容重減小8.21%,充分體現(xiàn)了創(chuàng)新型肥料在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增收和土壤改良上的顯著效果[4]?；谏鲜鲅芯砍晒?結(jié)合當(dāng)前土壤有機(jī)肥施用面積小、施用難度大、多數(shù)農(nóng)民擔(dān)心施用有機(jī)肥減產(chǎn)等問題,進(jìn)行了稀土微量元素螯合有機(jī)肥的開發(fā)。

1 稀土微量元素螯合有機(jī)肥生產(chǎn)工藝

根據(jù)多年、多種作物對(duì)比施肥的試驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,經(jīng)專家論證,灃田寶農(nóng)業(yè)科技有限公司明確了不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥的開發(fā)目標(biāo)及產(chǎn)品種類,確定了以提質(zhì)增效型、土壤改良型和重金屬污染土壤修復(fù)型稀土微量元素螯合有機(jī)肥為重點(diǎn)開發(fā)產(chǎn)品。

1.1 產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)路線

利用自主研發(fā)的“雙螯合多微添加劑的研發(fā)與工藝創(chuàng)制”技術(shù)體系[5],首先制備稀土微量元素螯合劑,得到具有較強(qiáng)活性的輔助添加劑;其次依據(jù)作物對(duì)大量元素氮、磷、鉀需求比例(1∶0.3～0.5∶1.2～1.5),確定各元素的配合式;最終針對(duì)不同的土壤類型,合理確定有機(jī)物、螯合劑的添加比例及pH調(diào)節(jié)劑用量。

1.1.1 螯合中微量元素生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)述

從規(guī)避植物所需各營(yíng)養(yǎng)元素的拮抗作用入手,利用每個(gè)單體反應(yīng)釜在設(shè)定溫度、溶解度的前提下,分別采用黃腐酸和氨基酸按質(zhì)量比1∶2的比例進(jìn)行同步螯合植物所需及土壤缺乏的鎂、鋅、鐵、鉬、銅、硼、錳等元素,形成不同形態(tài)的黃腐酸螯合、氨基酸螯合的雙螯態(tài)微量元素個(gè)體,消除了各營(yíng)養(yǎng)元素間的拮抗作用,然后按不同植物需求量分別添加到載體腐殖酸中進(jìn)行稀釋,最終實(shí)現(xiàn)各自功能的同化。生產(chǎn)工藝流程參見文獻(xiàn)[5]。

1.1.2 中微量元素主要原料的選配與投放量標(biāo)定

1.1.2.1 確定所需螯合中微量元素的原料用量

根據(jù)不同中微量元素在相應(yīng)溫度下的最佳溶解度范圍,設(shè)定各元素在螯合時(shí)投放量的上限及下限,同時(shí)依據(jù)測(cè)定值,計(jì)算確定對(duì)應(yīng)原料在螯合時(shí)的投放量,見表1。

表1 不同螯合中微量元素的原料投放量測(cè)算表

1.1.2.2 主要中微量元素對(duì)應(yīng)原料的溶解情況

投料前,按設(shè)定溫度下各中微量元素對(duì)應(yīng)原料的最大溶解度分別向加熱反應(yīng)釜中注入可完全溶解的水并加熱,溶解情況見表2。

表2 不同中微量元素對(duì)應(yīng)原料在設(shè)定溫度下的溶解情況

1.1.2.3 主要操作工藝

(1)測(cè)定所需螯合營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)應(yīng)原料的養(yǎng)分含量,根據(jù)測(cè)定值,計(jì)算確定每種營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)應(yīng)原料的投放量。

(2)依據(jù)原料的投放量確定每個(gè)反應(yīng)釜中應(yīng)注入設(shè)定溫度下使原料完全溶解的加水量;當(dāng)加水量達(dá)到設(shè)定值的50%～60%時(shí),自動(dòng)加熱裝置和攪拌裝置啟動(dòng);當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度的50%時(shí),自動(dòng)計(jì)量投料秤啟動(dòng),開始投料,投料順序?yàn)樗栩显貙?duì)應(yīng)的原料、黃腐酸、氨基酸;全部注水、投料完成且溫度達(dá)到設(shè)定值后,停止注水和投料,保持設(shè)定溫度繼續(xù)攪拌30～45 min,螯合反應(yīng)完成。

(3)將完成螯合反應(yīng)的每種營(yíng)養(yǎng)元素按設(shè)定比例,采用計(jì)量投料泵均勻地噴入腐殖酸中。皮帶計(jì)量秤計(jì)量投入的腐殖酸(褐煤)采用對(duì)輥絞龍推進(jìn)器推進(jìn)攪拌,攪拌的同時(shí)將每種完成螯合的營(yíng)養(yǎng)元素液體及含有鐠、釹、鑭、鈰等元素的2種、3種或4種硝酸稀土(固態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%,液態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%)按設(shè)定的投放比例均勻地噴灑到腐殖酸上,最終形成含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%～22%且含有鎂、鋅、鐵、鉬、銅、硼、錳及稀土等元素的雙螯合多微添加劑。

經(jīng)2016—2021年多點(diǎn)、多作物應(yīng)用試驗(yàn)、示范證明,雙螯合多微添加劑添加到不同肥料產(chǎn)品中,具有改善土壤養(yǎng)分供給結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤微環(huán)境的功效[3-4],同時(shí)可調(diào)節(jié)pH(5.5～6.5),能發(fā)揮微量元素的最佳效應(yīng)[6],實(shí)現(xiàn)了肥料效應(yīng)的最佳化,避免了多余營(yíng)養(yǎng)元素在土壤中的富集。

1.2 不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥的主要原料配合比例

1.2.1 提質(zhì)增效型稀土微量元素螯合有機(jī)肥

針對(duì)當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與效益普遍降低的問題,結(jié)合農(nóng)作物對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)元素的需求特點(diǎn),通過適當(dāng)調(diào)減大量元素應(yīng)用比例,合理增加螯合態(tài)稀土及中微量元素,以無(wú)害化處理的畜禽糞便為載體和黏結(jié)劑,開發(fā)了N-P2O5-K2O為15-5-10、螯合態(tài)稀土及中微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥2%、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥15%的提質(zhì)增效型稀土微量元素螯合有機(jī)肥,其主要原料配比見表3。其中：產(chǎn)品執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料》(GB/T 18877—2020)中的Ⅰ型指標(biāo);無(wú)害化處理畜禽糞便大量元素養(yǎng)分含量未計(jì)入,下同。

表3 提質(zhì)增效型稀土微量元素螯合有機(jī)肥主要原料配比

產(chǎn)品主要特點(diǎn)：以穩(wěn)產(chǎn)、提質(zhì)為目標(biāo),重點(diǎn)解決因土壤中有機(jī)質(zhì)、中微量元素不足而導(dǎo)致的病害多發(fā)、產(chǎn)量不穩(wěn)、品質(zhì)下降、坐果率和成穗率低等問題。

1.2.2 土壤改良型稀土微量元素螯合有機(jī)肥

由于多數(shù)農(nóng)田長(zhǎng)期單一偏施化肥,農(nóng)家肥施用量嚴(yán)重不足,重氮肥、輕磷鉀肥或等比例施用化肥,致使土壤有機(jī)質(zhì)含量下降,腐殖質(zhì)無(wú)法得到及時(shí)補(bǔ)充,引起土壤板結(jié)。在確保穩(wěn)定當(dāng)前農(nóng)作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上,以化解土壤板結(jié)為重點(diǎn),合理增加有機(jī)肥投入量,開發(fā)了N-P2O5-K2O為10-5-5、螯合態(tài)稀土及中微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥2%、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥25%的土壤改良型稀土微量元素螯合有機(jī)肥,其主要原料配比見表4。

表4 土壤改良型稀土微量元素螯合有機(jī)肥主要原料配比

產(chǎn)品主要特點(diǎn)：以高有機(jī)質(zhì)含量的牛糞、羊糞為主要原料,輔以高蛋白含量的豬糞、雞糞混合發(fā)酵物,以褐煤為輔助填充料,增加有機(jī)質(zhì)含量;輔以適量的大、中微量元素,保證在改良土壤結(jié)構(gòu)的同時(shí),提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.2.3 重金屬污染土壤修復(fù)型稀土微量元素螯合有機(jī)肥

土壤重金屬來(lái)源廣泛,主要為農(nóng)藥、化肥、未經(jīng)腐熟的畜禽糞便的施用,以及采礦、冶金、化工等工業(yè)排放的三廢和汽車排放的尾氣等。土壤重金屬污染具有隱蔽性、富集性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn),直接或間接地污染地下水、空氣,危害農(nóng)作物及生物,甚至危及人類的健康和生命[7]。有資料表明,采用植物修復(fù)技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)去除土壤中重金屬及其膠體的效果較好[8]。已報(bào)道的能夠修復(fù)重金屬污染的細(xì)菌主要有芽孢桿菌、弗蘭克氏菌、惡臭假單胞菌、鏈霉菌、球菌等[9],其中對(duì)芽孢桿菌的研究較多,蠟狀芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等對(duì)重金屬均具有良好的耐受性和吸附性[10]。另?yè)?jù)各地對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)研究的相關(guān)報(bào)道,在化學(xué)修復(fù)技術(shù)中以多硫化物、石硫合劑、腐殖酸類、氨基酸類、乙二胺四乙酸(EDTA)、金屬離子捕捉劑(EDDHA-Na)等為主要土壤重金屬修復(fù)劑。匯集各種資料,結(jié)合項(xiàng)目研究任務(wù)、目標(biāo),制定了重金屬污染土壤修復(fù)型稀土微量元素螯合有機(jī)肥生產(chǎn)技術(shù)方案,以具有螯合能力的腐殖酸為主導(dǎo)原料,無(wú)害化處理的畜禽糞便為輔助材料,同時(shí)添加自主研發(fā)的具有降解、螯合重金屬能力的復(fù)合微生物菌劑。該復(fù)合微生物菌劑主要以膠質(zhì)芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、金屬還原地桿菌、酵母菌等為主要重金屬降解菌,各菌種的質(zhì)量比為膠質(zhì)芽孢桿菌∶枯草芽孢桿菌∶巨大芽孢桿菌∶膠凍樣芽孢桿菌∶金屬還原地桿菌∶酵母菌=4.5∶2.5∶2.5∶1∶1∶1.5,同時(shí)適量添加螯合態(tài)中微量元素,解決土壤中微量營(yíng)養(yǎng)元素不足的問題。其中：膠質(zhì)芽孢桿菌具有溶磷、釋鉀和固氮功能;巨大芽孢桿菌具有解磷(磷細(xì)菌)功效;膠凍樣芽孢桿菌可解鉀并釋放可溶磷鉀元素及鈣、硫、鎂、鐵、鋅、鉬、錳等中微量元素;金屬還原地桿菌可同化還原Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅳ),異化還原鈾(Ⅵ),厭氧氧化苯甲酸酯、甲苯、苯酚和對(duì)甲酚;酵母菌能促進(jìn)微生物增殖。

重金屬污染土壤修復(fù)型稀土微量元素螯合有機(jī)肥的主要原料配比見表5,產(chǎn)品執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《復(fù)合微生物肥料》(NY/T 798—2015)。

表5 重金屬污染土壤修復(fù)型稀土微量元素螯合有機(jī)肥主要原料配比

產(chǎn)品的主要特點(diǎn)：以高含量腐殖酸及有機(jī)質(zhì)的褐煤、多功能復(fù)合微生物菌劑為重金屬降解材料,適當(dāng)補(bǔ)充大量元素氮、磷、鉀和螯合態(tài)中微量元素;產(chǎn)品中的腐殖酸、微生物菌劑能有效吸附、固化、降解土壤中有害重金屬,減少作物對(duì)重金屬的吸收,有利于改良土壤結(jié)構(gòu),提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì);添加的大中微量元素能穩(wěn)定和提高作物產(chǎn)量。

1.3 不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥生產(chǎn)工藝技術(shù)

利用項(xiàng)目研發(fā)的高強(qiáng)度顆粒有機(jī)肥成型設(shè)備[11]進(jìn)行不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥生產(chǎn),主要工藝流程見圖1。

圖1 不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥生產(chǎn)工藝流程

向計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)輸入不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥的原料投入量后,啟動(dòng)所有設(shè)備,并利用鏟車或人工向?qū)?yīng)的投料斗投料。在投料過程中,必須保證每個(gè)投料斗的存料量始終處于60%以上,避免出現(xiàn)空斗而影響投料精準(zhǔn)度。整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)全程采用計(jì)算機(jī)在線監(jiān)視控制,中間環(huán)節(jié)無(wú)需人工操作,每個(gè)班次僅設(shè)1名巡視員、3～4名投料員、2～3名灌裝員,班產(chǎn)能可達(dá)200～300 t。

2 不同類型稀土微量元素螯合有機(jī)肥的應(yīng)用效果

為驗(yàn)證提質(zhì)增效型、土壤改良型、重金屬污染土壤修復(fù)型稀土微量元素螯合有機(jī)肥在節(jié)本增效、增產(chǎn)提質(zhì)、改良土壤等方面的效果,2021—2022年進(jìn)行了田間試驗(yàn)示范。

2.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在河北省唐?？h農(nóng)業(yè)科技示范產(chǎn)業(yè)園區(qū),該地塊地勢(shì)平整,灌水條件好。該區(qū)域?qū)贃|部季風(fēng)區(qū)溫帶半濕潤(rùn)地區(qū),大陸性季風(fēng)特征明顯,年平均氣溫為11 ℃,年降水量為636 mm,四季分明。試驗(yàn)地土壤狀況見表6、表7。

表6 試驗(yàn)地土壤理化性狀

表7 試驗(yàn)地鹽堿化與中微量元素、重金屬含量狀況

2.2 示范設(shè)計(jì)

示范作物選用水稻,品種為新豐2號(hào)。采用同田對(duì)比,試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理,空白處理(CK)為習(xí)慣施肥,T1處理施用提質(zhì)增效型稀土微量元素螯合有機(jī)肥,T2處理施用土壤改良型稀土微量元素螯合有機(jī)肥,T3處理施用重金屬污染土壤修復(fù)型稀土微量元素螯合有機(jī)肥。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù),小區(qū)面積1畝(1畝=667 m2),各處理間田間管理措施均相同。不同處理的施肥品種及用量見表8,其中示范用肥的基肥由灃田寶農(nóng)業(yè)科技有限公司提供,追肥尿素[w(N)=46%]由唐山邦力大銀化工有限公司生產(chǎn)。

表8 不同處理的施肥品種及用量

2.3 調(diào)查結(jié)果與分析

2.3.1 水稻發(fā)育田間觀測(cè)記錄

為準(zhǔn)確了解不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥對(duì)水稻生育性狀的影響,在水稻移栽返青后進(jìn)行了生育性狀的調(diào)查,結(jié)果見表9。

表9 生育期田間觀測(cè)記錄

水稻田間觀測(cè)記錄表明：在水稻幼苗期,CK處理與其余3個(gè)處理差異不大,主要原因?yàn)橛酌缙谧魑镄璺柿可?養(yǎng)分由土壤基礎(chǔ)地力提供;而在水稻生育后期,CK處理的株高、分蘗數(shù)以及葉色方面較其他處理均表現(xiàn)出營(yíng)養(yǎng)元素缺失現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為株高偏矮、分蘗數(shù)減少;施用不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥處理的水稻,植株長(zhǎng)勢(shì)無(wú)明顯差異。

2.3.2 不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

收獲期進(jìn)行小區(qū)實(shí)收測(cè)產(chǎn),結(jié)果見表10,方差分析結(jié)果見表11。

表10 水稻產(chǎn)量

表11 方差分析結(jié)果

由表10和表11可知：在田間示范中,水稻平均產(chǎn)量表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK;T3、T2、T1處理較CK處理分別增產(chǎn)74.6、42.2、26.4 kg/畝,增產(chǎn)率分別為11.6%、6.6%、4.1%。試驗(yàn)結(jié)果表明,與常規(guī)施肥相比,施用不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥的增產(chǎn)效果顯著。

2.3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

按水稻3.2元/kg,復(fù)合肥1.8元/kg,有機(jī)肥0.7元/kg,尿素2.2元/kg,提質(zhì)增效型、土壤改良型、重金屬污染土壤修復(fù)型稀土微量元素螯合有機(jī)肥分別為2.8、2.3、2.5元/kg,插秧、打藥、灌溉、機(jī)耕耙田收割費(fèi)用分別為100、125、200、230元/畝計(jì),不同施肥處理的產(chǎn)投效益核算見表12。

表12 不同施肥處理的產(chǎn)投效益核算

由表12可知：各處理間畝純收益表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK,增幅為5.05%～18.97%;T3處理的產(chǎn)投比最高,其次為T2、T1、CK處理。

2.3.4 不同施肥處理對(duì)土壤理化性狀的影響

2 a試驗(yàn)示范結(jié)束后,采用5點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)取大于1 kg的土樣,混合均勻后化驗(yàn),檢測(cè)土壤養(yǎng)分及鹽堿化性狀與中微量元素變化情況,見表13～表15。

表13 試驗(yàn)前后土壤養(yǎng)分性狀變化情況

表14 試驗(yàn)前后土壤鹽堿化性狀及中微量元素含量

表15 試驗(yàn)前后土壤重金屬含量變化情況

從表13～表15可知：2 a連續(xù)施用各類稀土微量元素螯合有機(jī)肥,能夠提高土壤養(yǎng)分含量,提升土壤肥力;T1、T2、T3處理的有機(jī)質(zhì)含量較示范前提高11.73%～74.69%,CK處理的較示范前下降5.56%;T1、T2、T3處理的速效鉀含量較示范前提高9.44%～70.74%,CK處理的較示范前提高147.48%;有效磷、緩效鉀除T3處理較示范前分別下降26.47%、13.77%外,其余3個(gè)處理均較示范前有一定的提高。分析原因,可能與肥料中氮、磷的投入量調(diào)減有關(guān)。

各處理的交換性鎂、交換性鈣總趨勢(shì)較示范前下降;有效硫較示范前普遍下降,降幅為14.34%～32.32%;有效態(tài)鋅、有效態(tài)鐵除CK處理外,其余處理均表現(xiàn)為增加,增幅為28.25%～147.04%;CK、T3處理的有效態(tài)錳表現(xiàn)為下降,T1、T2處理的表現(xiàn)為增加,增幅為22.83%～44.88%;CK、T1處理的有效硼、有效鉬、有效硅表現(xiàn)為下降,降幅為4.26%～66.67%,T2、T3處理的表現(xiàn)為增加,增幅在40.62%以內(nèi)。

示范后,T1、T2、T3處理的土壤重金屬含量均有一定程度的下降,降幅最高達(dá)66.12%。CK處理除鎘含量下降7.41%外,其余的重金屬含量均略有增加,其原因可能與肥料中添加的螯合態(tài)中微量元素有關(guān)。

在土壤改良方面,示范后土壤pH下降0.2～0.4,降幅為2.41%～4.82%,表明施用稀土微量元素螯合有機(jī)肥后,土壤逐漸向中性轉(zhuǎn)變。T1、T2、T3處理的水溶性鹽總量減少2.50%～36.67%,表明施用稀土微量元素螯合有機(jī)肥對(duì)改善土壤理化性狀、減輕土壤鹽漬化程度具有積極作用。

2.3.5 不同施肥處理對(duì)水稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

相關(guān)研究表明,到目前為止,已被確認(rèn)與人體健康和生命有關(guān)的必需微量元素有18種,如鐵、銅、鋅、鈷、錳、鎘、硒、碘、鉬、硼等。每種微量元素都有其特殊的生理功能,雖在人體內(nèi)含量極少,但對(duì)維持人體的一些決定性的新陳代謝十分重要。李淑芹等[12]的研究表明,鈣、銅、鎂、鋅、鐵均屬于人體必需的微量元素。參照微量元素對(duì)人體功能作用的相關(guān)研究,對(duì)水稻品質(zhì)及重金屬含量進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果(見表16、表17)表明,產(chǎn)品中全氮增加4.91%～30.71%,全磷減少0.06%～7.41%,全鉀減少7.68%～23.75%,全銅增加0.22%～1.36%,全錳增加2.81%～35.26%,全鐵增加26.95%～87.44%,全鋅增加1.49%～6.60%;產(chǎn)品中重金屬含量普遍下降4.46%～61.76%。

表16 不同施肥處理對(duì)水稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

表17 不同施肥處理對(duì)水稻中重金屬含量的影響

3 結(jié)語(yǔ)

通過連續(xù)2 a的試驗(yàn)示范與田間觀察、數(shù)據(jù)分析,施用不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥的水稻在幼苗期、分蘗期、穗分化期、結(jié)實(shí)期等的農(nóng)學(xué)性狀基本一致,差異不大,結(jié)實(shí)期株高最大差異19.5 cm,平均單株分蘗數(shù)最大差異2.4個(gè);在產(chǎn)量方面,較對(duì)照處理平均增產(chǎn)4.1%～11.6%,增加純收益62.5～234.7元/畝,產(chǎn)投比提高0.04～0.28;對(duì)提高耕地質(zhì)量、修復(fù)土壤障礙因素、減少重金屬污染等具有一定的作用。

在提高產(chǎn)品質(zhì)量方面,對(duì)人體有益的微量元素銅、鐵、錳、鋅增量較為顯著,重金屬含量普遍下降,表明不同功能稀土微量元素螯合有機(jī)肥在提質(zhì)增效方面效果顯著。

今后仍需進(jìn)一步開展多年多點(diǎn)連續(xù)性試驗(yàn)示范,明確提質(zhì)增產(chǎn)機(jī)理,增強(qiáng)數(shù)據(jù)支撐的科學(xué)性。