段婉青，曾德芳**，方金福，田 旭，容偉乾，趙保林，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)

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，提高糧食產(chǎn)量、降低化肥和農(nóng)藥污染一直是我國農(nóng)業(yè)的主要話題。水稻是我國最主要的糧食作物。因此，如何提高水稻產(chǎn)量，降低其化肥和農(nóng)藥污染是目前的一項重要研究課題[1-2]。通過查閱大量資料和試驗研究，研制出了一種用于水稻的新型高效環(huán)保型有機水溶肥。對其在水稻上的肥效進行了驗證。

1 材料與方法

1.1 主要藥品與儀器設備

主要藥品：改性多糖高分子(自制)，硫酸鉀、腐殖酸鈣、TX-10、季戊四醇(分析純，湖北大學化工廠)，生物抑菌劑(自制)，無離子水(自制)。

主要儀器設備：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)，0.5噸搪瓷反應釜(河南太康縣一諾醫(yī)藥化工容器有限公司)，100目孔徑過濾器(西安瑞川凈化設備有限公司安)。

1.2 試驗肥料和農(nóng)藥

試驗肥料：自制高效環(huán)保型有機水溶肥；

對照施肥和農(nóng)藥(CK)：史丹利顆粒復合肥；呋喃丹、速滅威等農(nóng)藥。

1.3 試驗方法

1.3.1 高效環(huán)保型有機水溶肥的制備方法

首先將改性多糖高分子制備成可溶于水的改性多糖高分子乳液，然后將其與其他生物和化學助劑混合后采用一定的技術工藝制備而成。

1) 改性多糖高分子乳液的制備：

將改性多糖高分子與非離子表面活性劑6501和陰離子表面活性劑十二烷

基苯磺酸鈉按10∶0.5∶0.5的質(zhì)量比混合后，再在 1500 r/min 的高速攪拌下高速攪拌5小時，再將該混合液與水按10∶8的質(zhì)量比在 1500 r/min 的高速攪拌下高速攪拌 3 h，得到改性多糖高分子乳液。

2) 高效環(huán)保型有機水溶肥成品的制備：

將以上制備的改性多糖高分子乳液與無離子水、硫酸鉀、腐殖酸鈣、TX-10、生物抑菌劑、季戊四醇等物質(zhì)按10∶35∶5∶3∶0.5∶1∶0.2的質(zhì)量比依次緩慢加入到搪瓷反應釜中，在 60 ℃ 和 500 r/min 的條件下恒溫攪拌 5 h，最后用100目孔徑的過濾器器進行過濾，最后得到高效環(huán)保型有機水溶肥成品。

2 高效環(huán)保型有機水溶肥用于水稻的的肥效驗證

該有機水溶肥用于水稻的方法是依次采用“浸種、拌種、葉面噴施”等三部曲進行施肥，并在其中采用不同用量和方式來篩選出產(chǎn)量最高的施肥方案，并與傳統(tǒng)化肥農(nóng)藥的對照(CK)進行同比試驗。

水稻先經(jīng)過浸種和拌種后置入大棚進行育秧，水稻浸種液分為1∶500浸種，1∶250等兩種兌水比例的浸種液，分別對同一種水稻種子浸種，浸種完后再按1∶30肥種比進行拌種，拌種完后與與傳統(tǒng)水稻一起全部送入育秧大棚進行育秧，在育秧期間，分別在苗高 5 cm 和 10 cm 時對禾之壯有機肥處理后的水稻秧苗進行葉面噴施，噴施液為1∶500兌水的該有機水溶肥，經(jīng)過 28 d 育秧后移出大棚進行移栽。將一塊0.6畝左右條件相同的水稻試驗田均分為16個小區(qū)，每個小區(qū) 25 m2，將以上大棚移出的4個處理水稻秧苗進行4次重復操作，按以下圖1分布圖對號入座移栽于水稻田中，然后再進行水稻孕穗期的第3次噴施和灌漿期的第4次噴施，共4次噴施。最后對這16個處理進行長勢、病蟲害情況和產(chǎn)量等指標的測試分析，最后得到相關對比指標，全部試驗結(jié)束。水稻小區(qū)試驗方案的試驗田分布圖見下圖1所示。

圖1 該有機水溶肥的水稻小區(qū)試驗田分布圖

2.1 處理1

常規(guī)底肥+浸種(1∶500倍稀釋)+ 拌種(1∶1稀釋，肥種比1∶30)+噴施(1∶500稀釋，育苗大棚內(nèi)苗高 5 cm 噴第1次，其后第14天噴第2次，孕穗期噴施第3次，灌漿期噴施第4次，每次每畝水稻的噴施的用量為30公斤的1∶500兌水稀釋后的禾之壯有機水溶肥。

2.2 處理2

50%常規(guī)底肥+浸種(1∶250稀釋)+ 拌種(1∶1稀釋，水種比1∶30)+ 噴施(1∶500稀釋，苗高 5 cm 噴第1次，其后第14天噴第2次，孕穗期噴施第3次，灌漿期噴施第4次，每次每畝水稻的噴施的用量為30公斤的1∶500兌水稀釋后的禾之壯有機水溶肥。

2.3 處理3

常規(guī)施肥+浸種(1∶250稀釋)+拌種(1∶1稀釋，肥種比1∶30)+噴施(1∶500稀釋，育苗大棚內(nèi)苗高 5 cm 噴第1次，其后第14天噴第2次，孕穗期噴施第3次，灌漿期噴施第4次，每次每畝水稻的噴施的用量為30公斤的1∶500兌水稀釋后的禾之壯有機水溶肥。

2.4 處理4(CK)

常規(guī)傳統(tǒng)的史丹利復合肥施肥及農(nóng)藥噴施(CK)

3 結(jié)果與討論

3.1 水稻測產(chǎn)結(jié)果

于2021年9月15日對以上試驗小區(qū)的16個處理水稻進行人工收割、曬干、脫粒和稱重測產(chǎn)，測產(chǎn)結(jié)果見表1所示。

表1 各處理水稻單產(chǎn)畝產(chǎn)及其比較值

由以上表1可以看出，在以上4個參試的水稻中，它們的水稻平均畝產(chǎn)從高到低依次排序為：處理2>處理1>處理3>CK，其中處理2的平均畝產(chǎn)最高 685 kg/畝，它較施用傳統(tǒng)化肥農(nóng)藥的水稻CK的平均畝產(chǎn)提高了24.9%。所以，處理2的施肥工藝和方法是該有機水溶肥用于水稻的最佳是施肥工藝和方法。

3.2 水稻肥料、農(nóng)藥成本及其病蟲害情況的比較

該有機水溶肥用于水稻的肥料成本以及病蟲害情況與傳統(tǒng)化肥農(nóng)藥成本和病蟲害情況的比較見表2。

表2 肥料農(nóng)藥成本和病蟲害情況的比較

由表2可以看出，使用該高效環(huán)保型有機水溶肥后，水稻的肥料和農(nóng)藥的成本大幅下降，病蟲害情況基本相當。因為該有機水溶肥是用驅(qū)避而非殺滅的方式來防治病蟲害的，所以農(nóng)殘大大減少。

3.3 該高效環(huán)保型有機水溶肥的作用機理分析

1) 增產(chǎn)原理分析[3-4]：

該有機水溶肥不是靠氮磷鉀來促進作物增產(chǎn)，而主要是通過激活植物內(nèi)部的酶來促進作物生長和增產(chǎn)，酶的活性提高可使作物分孽數(shù)、含漿量和果實量等都得到提高，從而達到增產(chǎn)目的。同時，該改性多糖高分子可提高作物光合作用和逆抗性，也可起到增產(chǎn)作用。

2)防病機理分析

該有機水溶肥中的改性多糖高分子可以破壞或阻斷植物體內(nèi)微生物病菌的繁衍或細胞的新陳代謝，對作物病菌有顯著的抑制作用，從而達到防病目的。

3) 防蟲機理分析

該有機水溶肥中的改性多糖高分子對蟲害有一種天然的排異作用，害蟲吃了附有該有機水溶肥中的作物后產(chǎn)生胃部和嗅覺不適，不再繼續(xù)吃作物了或近而遠之，在防蟲的同時也保護了生物多樣性。

4 結(jié)論

(1)以改性多糖高分子為主要活性成分、輔之以其他生物和化學助劑制備出一種高效環(huán)保型的有機水溶肥，用該有機水溶肥取代傳統(tǒng)化肥和農(nóng)藥用于水稻種植，可以使水稻畝產(chǎn)提高24.9%，使用肥成本大幅下降，具有顯著的經(jīng)濟效益。

(2)該高效環(huán)保型的有機水溶肥的創(chuàng)新之處在于，用激活酶而非氮磷鉀來促進作物增產(chǎn)，用驅(qū)避和抑制的方式來防治作物病蟲害，在增產(chǎn)的同時又不給環(huán)境留下任何污染，具有顯著的生態(tài)環(huán)保效益。