皇甫秋雁，苗俊艷，張 宇，路 玉，周 瑜，侯翠紅

(鄭州大學(xué) 化工學(xué)院 國家鈣鎂磷復(fù)合肥技術(shù)研究推廣中心，河南 鄭州 450001)

1 鈣鎂磷肥的作用效果概述

鈣鎂磷肥，又稱熔融含鎂磷肥(Fused Calcium Magnesium Phosphate，簡(jiǎn)稱FMP)，是一種含有磷酸根的硅鋁酸鹽玻璃體[1]。它除含磷元素外，同時(shí)含有鈣、鎂、硅等中微量營養(yǎng)元素，是一種枸溶性肥料，具有無毒、無腐蝕性、不易吸濕結(jié)塊等優(yōu)點(diǎn)。

鈣鎂磷肥中幾乎所有養(yǎng)分均可為作物吸收利用，是含有除氮之外的全營養(yǎng)元素肥料，在育苗時(shí)可作為底肥，不會(huì)造成燒苗[2]。另外，鈣鎂磷肥中的鈣、鎂、硅可被作物根部分泌的弱酸(相當(dāng)于2%的檸檬酸)溶解，由FMP提供的SiO2、CaO、MgO養(yǎng)分比絕大多數(shù)工業(yè)爐渣提供的更有效[3]。

FMP作為低濃度磷肥，能充分利用我國中低品位磷礦資源。資料顯示，P2O5含量為20%～26%的磷礦經(jīng)選礦后用于生產(chǎn)高濃度磷復(fù)肥時(shí)，磷的利用率<70%，而用于生產(chǎn)鈣鎂磷肥時(shí)磷的利用率可達(dá)95%[4]。鈣鎂磷肥采用玻璃結(jié)構(gòu)因子配料方法在國內(nèi)鈣鎂磷肥廠得到普遍應(yīng)用，使可直接利用磷礦品位的P2O5含量由24%以上降為14%以上[2]。

鈣鎂磷肥呈堿性，在施用過程中能起到改良酸性土壤的作用。此外，F(xiàn)MP也能有效鈍化土壤中的重金屬，調(diào)節(jié)元素失衡，減少有機(jī)質(zhì)流失等問題，對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)有著積極的影響[5-6]。

目前，鈣鎂磷肥具有多方面的優(yōu)越性，肥效理想且價(jià)格便宜，但由于國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受很多因素的制約，市場(chǎng)占有率卻很低。鈣鎂磷肥為粉狀，運(yùn)輸和施用不方便；且被認(rèn)作低濃度肥料，影響了其在國內(nèi)的使用與發(fā)展。FMP含有中微量元素沒有得到應(yīng)有的重視，售價(jià)低，生產(chǎn)企業(yè)不斷減少，總產(chǎn)量逐年降低[7]。隨著土壤酸化和中微量元素缺乏問題的凸顯，鈣鎂磷肥將有極大的市場(chǎng)發(fā)展空間，亟待我們的探索與發(fā)掘，使之在農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮作用。

2 有效元素對(duì)作物生長的影響及施用效果

鈣鎂磷肥主要成分為Ca3(PO4)2、CaSiO3和MgSiO3，通常P2O5含量為12%～20%，CaO2含量為25%～32%，MgO含量為8%～20%，SiO2含量為25%～40%，還含有1%～2%的FeO，300×10-6～800×10-6的Mn，50×10-6～210×10-6的Zn，10×10-6～60×10-6的Cu，是一種多元素熔融磷肥[4]。

2.1 磷元素

磷是植物體內(nèi)許多重要化合物的組成部分，如核酸、核蛋白、ATP等生物大分子以及磷脂、肌醇六磷酸、磷酸腺苷和多種酶；它參與植物光合作用、能量運(yùn)輸、新陳代謝等過程。磷元素是限制作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的主要營養(yǎng)元素之一，當(dāng)磷濃度在合適的范圍時(shí)，能提高植物抗逆性，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

大多數(shù)植物磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%～0.4%。當(dāng)作物缺磷時(shí)，植物生長矮小，發(fā)育緩慢，成熟較晚，莖桿較細(xì)，各種新陳代謝作用被抑制，葉片顏色呈暗綠或灰綠，缺乏光澤；嚴(yán)重缺磷時(shí)，植株體內(nèi)糖類相對(duì)累積，形成較多的花青素，使莖葉上出現(xiàn)紫紅色的條紋和斑點(diǎn)；極度缺磷時(shí)，則造成葉片脫落。但磷過量則會(huì)導(dǎo)致植物呼吸作用增強(qiáng)，營養(yǎng)生長期縮短、繁殖器官過早發(fā)育、成熟，養(yǎng)分大量消耗，致使禾谷類作物無效分蘗和空殼率增多，產(chǎn)量和品質(zhì)降低。除此以外，磷元素也會(huì)影響植物的根系生長，比如缺磷情況下為吸取生長所需的磷，植物根系會(huì)因適應(yīng)性反應(yīng)產(chǎn)生改變，如根系伸長，側(cè)根和根毛增多等。

土壤中磷的有效性直接決定農(nóng)田生產(chǎn)力。農(nóng)業(yè)土壤中無機(jī)態(tài)磷是主體，一般占土壤磷庫的60%～80%。研究顯示，土壤中速效磷含量60×10-6～90×10-6時(shí)可滿足露天蔬菜的生產(chǎn)需要，溫室栽培需要更高含量的速效磷，而農(nóng)田作物相對(duì)少一些[8]。肥料施入土壤中，磷極易被固定，利用率低，僅10%～25%，必須通過科學(xué)施用肥料補(bǔ)充磷素[9]。鈣鎂磷肥中P2O5含量12%～20%，且其為枸溶性肥料，能緩慢被植物吸收，不易淋溶損失，利用效率比其他速效磷肥高，且長期施用后土壤中高穩(wěn)定性有機(jī)磷活性提高，促進(jìn)磷的移動(dòng)和植物的吸收。

2.2 鎂元素

鎂是葉綠素的主要組成元素，植物體中約有35%的鎂在葉綠體內(nèi)，直接影響植物的光合作用，能增強(qiáng)RuBP羧化酶的活性，促進(jìn)磷酸酶和葡萄糖的活化；鎂對(duì)植物生命過程中300多種酶的激活和調(diào)控起作用[10]。鎂是聚核糖體的重要成分，在植物合成蛋白質(zhì)的過程中不可或缺，健康植株葉中約75%的鎂與核糖體結(jié)構(gòu)有關(guān)。在RNA的生物合成中，DNA指導(dǎo)RNA聚合酶反應(yīng)需要Mg2+；缺鎂時(shí)，RNA合成停止，加劇了缺錳小麥體內(nèi)RNA的下降[11]。

植物缺鎂癥狀：葉片失綠，葉尖和葉片邊緣的顏色從綠色變?yōu)榈S色，嚴(yán)重時(shí)葉片干枯脫落，易感染葉斑病等；當(dāng)嚴(yán)重缺鎂時(shí)植株生長受影響，抑制根莖生長，植物營養(yǎng)積累緩慢，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。Mg過量時(shí)，會(huì)導(dǎo)致植物葉緣發(fā)黃、焦枯，同時(shí)也會(huì)抑制植物對(duì)氮、磷、鉀、鈣等元素的吸收，導(dǎo)致植株無法正常生長發(fā)育、開花結(jié)果，產(chǎn)量降低。

土壤缺鎂與土壤質(zhì)地都和土壤酸堿度有關(guān)。通常酸性砂質(zhì)土、紅黃壤中的鎂含量不高，另外土壤質(zhì)地越粗、酸性越強(qiáng)，鎂含量越低。根據(jù)農(nóng)業(yè)部測(cè)土配方施肥結(jié)果顯示，中國土壤中的鎂含量自北向南、自西向東逐漸降低，南方缺鎂嚴(yán)重，尤其是如福建、江西、廣西和海南等東南熱帶地區(qū)[12]。

土壤缺鎂時(shí)需要施肥來補(bǔ)充鎂元素。研究表明，鎂肥能使大豆、早稻、晚稻、玉米、小米等的生物產(chǎn)量及籽粒產(chǎn)量增加[9]。鈣鎂磷肥中的MgO含量為8%～20%，能提供植物正常生長發(fā)育所需要的鎂元素，還能兼顧鈣、磷、硅等多種元素，尤其適用于酸性土壤中鎂元素的補(bǔ)充。FMP是一種性能優(yōu)良的酸性土壤調(diào)理劑，對(duì)土壤保護(hù)和改造、推動(dòng)生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)有很大的幫助。

2.3 硅元素

硅元素可以提高作物的光合作用，增加根系活力，增強(qiáng)作物抗病、抗倒伏，抗逆性(如鐵、錳、鋁等重金屬毒害、鹽害、干旱脅迫等)，促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收。硅肥能抑制作物對(duì)氮肥的過量吸收，促進(jìn)同化產(chǎn)物向多糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化；提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和資源利用效率，保證作物高產(chǎn)和提高作物品質(zhì)。但硅的性質(zhì)穩(wěn)定，在土壤中以化合物的形態(tài)被固定，移動(dòng)性差，無法滿足植物的正常要求，需施用硅肥來進(jìn)行補(bǔ)充[13]。

硅肥在水稻、小麥、甘蔗等莖桿類作物上施用效果尤其明顯[14-16]。重慶市開縣的平壩和山區(qū)開展的水稻施用硅肥試驗(yàn)顯示，增施硅肥可使水稻有效穗減少，提高了實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，水稻產(chǎn)量增加，提高了種植的經(jīng)濟(jì)效益[17]。若硅肥施用過多會(huì)導(dǎo)致分蘗能力受影響、植株矮小，作物的干重下降，產(chǎn)量受到影響。

FMP中硅元素主要以硅酸根離子的形式存在，SiO2含量25%～40%，能補(bǔ)充植物所需的硅元素。鈣鎂磷肥中硅、鎂、磷與鉀素配合，可減少稻米中的氮含量，提升稻米品質(zhì)。合理使用硅肥對(duì)提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)意義重大。

2.4 鈣元素

鈣是植物細(xì)胞壁的主要組成成分，能增強(qiáng)作物抗病蟲害能力，通過增強(qiáng)離子信號(hào)傳導(dǎo)的方式增強(qiáng)對(duì)鋁毒等多種毒性的抗逆能力，對(duì)植物的細(xì)胞和器官有一定的保護(hù)作用，有利于作物的儲(chǔ)存和運(yùn)輸。鈣離子也是植物中NAD激酶、環(huán)式核苷磷酸脂酶和Ca2+-ATP酶等多種酶的活化劑，促進(jìn)植物多種生命活動(dòng)的進(jìn)行。

通常植物根系對(duì)鈣的吸收能力不高，且鈣離子與土壤中的NH4+、K+、Na+、Mg2+等離子存在拮抗作用，會(huì)抑制土壤中鈣離子的吸收利用。土壤中鈣元素主要以碳酸鈣與磷酸鈣的形式存在，有些砂質(zhì)土壤、酸性土壤和鹽堿地、澇洼地中的鈣離子含量較低，可通過土壤施用鈣肥或葉面噴施鈣肥進(jìn)行補(bǔ)充。外源噴施0.5%硝酸鈣溶液有利于葡萄果實(shí)糖酸的積累；施用高水平(66 g/m2硝酸鈣)鈣肥能顯著提高小白菜產(chǎn)量[18-19]。FMP中CaO含量25%～32%，其中90%以上的鈣元素為枸溶性，不易流失，也不易被固定，有效性極高，適用于多種作物的鈣元素補(bǔ)充。

3 小結(jié)

鈣鎂磷肥是一種含有豐富營養(yǎng)元素、性能優(yōu)良的堿性礦質(zhì)肥料，可用作酸性土壤調(diào)理劑。隨著顆粒鈣鎂磷肥技術(shù)的開發(fā)，將對(duì)鈣鎂磷肥行業(yè)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。要加大FMP新技術(shù)、新產(chǎn)品創(chuàng)新研究，促進(jìn)FMP產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展，對(duì)我國農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展及中低品位磷礦資源的合理利用具有重要意義。