肥料增效劑是指通過生物、物理、化學(xué)工藝生產(chǎn)并添加到肥料中,以刺激植物養(yǎng)分吸收、增加養(yǎng)分有效性或提高養(yǎng)分利用率為目的的一類物質(zhì)。本文通過分析前人數(shù)據(jù)結(jié)果表明,肥料增效劑主要分為生物類、化學(xué)類,其中化學(xué)類肥料增效劑主要為脲酶抑制劑類和硝化抑制劑類等,生物類肥料增效劑主要為腐殖質(zhì)類、氨基酸類、微生物類等。
化學(xué)類肥料增效劑
脲酶抑制劑類:通過抑制土壤中脲酶的活性、延緩尿素水解的一類化學(xué)制劑 。根據(jù)來源和結(jié)構(gòu)的不同,脲酶抑制劑主要分為磷胺類化合物、酚醌類化合物、雜環(huán)類化合物、其他類化合物及其衍生物等;磷胺類化合物主要是磷酰二胺類和磷酰三胺類衍生物,被認(rèn)為是農(nóng)作物生產(chǎn)中最有效的脲酶抑制劑,主要包括N-正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、N-正丁基磷酰三胺(NBPTO)、苯基磷酰二胺(PPD)和N-(二氨基磷基)-4-氟苯甲酰胺等。其中NBPT已被證明能與脲酶形成穩(wěn)定的復(fù)合物,是最有效的脲酶抑制劑之一。NBPT的添加量較少,在氮肥中僅需酰胺態(tài)氮含量的0.09%~0.2%即可發(fā)揮作用,研究表明,施用NBPT可以使土壤氨揮發(fā)量減少79%,使稻田氨揮發(fā)損失總量降低53%。
硝化抑制劑類:從來源上,硝化抑制劑可分為化學(xué)合成硝化抑制劑(SNIs)和生物硝化抑制劑(BNIs),其中化學(xué)合成硝化抑制劑(SNIs)是通過抑制微生物活性,降低土壤中氮的硝化速率,減少NO3-的積累、淋溶和N2O的排放損失,提高肥料的氮利用效率。生物硝化抑制劑(BNIs)是指植物合成或分泌的具有硝化抑制功能的化合物,可以延長NH4+-N在土壤中的滯留時間,從而提高肥料的氮肥利用率。
生物類增效劑
腐殖質(zhì)類:主要由腐殖酸、黃腐酸和富里酸組成。腐殖質(zhì)是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣的天然高分子混合物,由多種元素(碳、氧、氫、氮、硫等)組成,含有多種活性含氧官能團(tuán)(羧基、羥基、羰基、甲氧基、醌基等),所以具有較強(qiáng)的絡(luò)/螯合和表面吸附能力,能絡(luò)/螯合土壤中的鈣、鎂、鐵、鋁等陽離子,通過絡(luò)/螯合作用減少土壤中N、P元素的流失。
氨基酸類:氨基酸是土壤微生物生命活動需要的優(yōu)質(zhì)碳源和氮源,能對土壤的微生物數(shù)量、活性、群落組成以及土壤酶活性產(chǎn)生重要的影響。在土壤中施用氨基酸增效劑可以提高土壤微生物的活性,從而改善土壤的理化性狀 。施用氨基酸增效劑可以通過影響土壤過程和直接影響植物生理來改善植物營養(yǎng),影響土壤過程的機(jī)制包括改良土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤中微量元素的溶解度,對植物生理的直接影響包括根系形態(tài)的改變、根系H+-ATP酶活性的提高、NO3-同化酶活性的增加。
微生物類:微生物類肥料增效劑是指從大自然中分離出的一種或多種微生物活體制品。微生物利用各種機(jī)制來改善土壤肥力、促進(jìn)植物的營養(yǎng)和水分吸收、提高作物產(chǎn)量,如通過對氮磷鉀的增溶、植物激素的排泄、鐵的有效性增強(qiáng)、磷酸鹽的溶解性增大、鐵載體和氨的產(chǎn)生等方式,將土壤中的不溶性元素轉(zhuǎn)化為可溶性元素,抑制植物病原體的產(chǎn)生,保護(hù)植物免受非生物和生物脅迫以及地下污染物的毒害。
目前,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施肥量過大,而肥料增效劑能夠促進(jìn)糧食、蔬菜、瓜果、花卉等農(nóng)作物對養(yǎng)分的吸收,可以將N、P、K及微量元素供給作物,使得作物更有效地利用肥料,防止因肥料過量使用帶來的環(huán)境污染問題。肥料增效劑產(chǎn)品一直在創(chuàng)新與發(fā)展,但仍然存在一些問題,如:肥料增效劑的效果受到土壤中微生物的活性、土壤類型、土壤中有機(jī)質(zhì)含量、土壤溫度、水分含量等多種因素的影響;有些合成的肥料增效劑毒性較強(qiáng),可能會對植物造成傷害并破壞土壤中的微生物群落,帶來一系列環(huán)境污染。
肥料增效劑應(yīng)從以下方向進(jìn)行創(chuàng)新:
(1) 進(jìn)一步推進(jìn)新產(chǎn)品的研究,強(qiáng)化產(chǎn)品研發(fā)能力,實現(xiàn)不同種類N、P、K及微量元素、復(fù)合肥專用肥料增效劑的開發(fā);
(2) 改進(jìn)肥料增效劑的生產(chǎn)工藝,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性;
(3) 根據(jù)不同區(qū)域的環(huán)境特點及不同作物的需肥規(guī)律,研發(fā)具有針對性的專用肥料增效劑。
未來,肥料增效劑將向著低成本、高效性、穩(wěn)定性、環(huán)境友好的方向繼續(xù)發(fā)展。