報(bào)告內(nèi)容
中微量元素在復(fù)合肥中添加情況及工藝改進(jìn)
報(bào)告人：湯建偉
報(bào)告內(nèi)容
一、作物生長(zhǎng)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)元素
自1869年俄國(guó)科學(xué)家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)將當(dāng)時(shí)已知的63種元素依原子量大小排列起來(lái)，形成化學(xué)元素周期律，到1996年已發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素達(dá)到114種。
在作物生長(zhǎng)過(guò)程中要不斷從外界攝取營(yíng)養(yǎng)，所需要的營(yíng)養(yǎng)元素達(dá)60多種，占到化學(xué)元素總數(shù)的52.63%，而其中21種（有些資料上有16、20種元素說(shuō)法）稱為作物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素，占到化學(xué)元素總數(shù)的18.42%，這些必需元素不是完全依照它在作物體內(nèi)含量的多少選定，而是以其在作物生理過(guò)程中所起作用來(lái)決定，其具有以下特征：（1）該元素是完成作物生長(zhǎng)周期所不可缺少的；（2）該元素缺少時(shí)呈現(xiàn)專一的缺素癥，唯有補(bǔ)充該元素后才能恢復(fù)或預(yù)防；（3）該元素在作物營(yíng)養(yǎng)上具有直接作用效果，不是由于其改善了作物生長(zhǎng)條件所產(chǎn)生的間接效果。
這些必需營(yíng)養(yǎng)元素按照在作物體內(nèi)含量的多少，可分為4類：（1）非礦質(zhì)元素3種，碳(C)、氫(H)、氧(O)，一般認(rèn)為這3個(gè)元素可以從二氧化碳和水中獲得，再由光合作用轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的碳水化合物，最終形成氨基酸、蛋白質(zhì)，進(jìn)而形成原生質(zhì)；（2）大量元素3種，氮(N)、磷(P)、鉀(K)；（3）中量元素4種，硫(S)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、硅(Si)，前3類10種元素每種元素的含量占作物干重的10-1-10-3（百分之幾十—千分之幾）；（4）微量元素11種：鐵(Fe)、錳(Mn)、鉬(Mo)、銅(Cu)、硼(B)、鋅(Zn)、氯(Cl)、鈉(Na)、鈷（Co）、鎳(Ni)和釩（V），第4類微量元素的含量占作物干重的10-3 -10-5（千分之幾—十萬(wàn)分之幾）。這21種元素在植物生長(zhǎng)發(fā)育中起著重要作用，若其數(shù)量不足，即該種植物養(yǎng)分低于最適產(chǎn)量所需水平，并且與其他養(yǎng)分處于不平衡狀態(tài)，則限制植物生長(zhǎng)，降低產(chǎn)量。一般認(rèn)為，營(yíng)養(yǎng)元素具有同等重要律和不可代替律，這些必需營(yíng)養(yǎng)元素在作物體內(nèi)無(wú)論數(shù)量多少都是同等重要的，任何一種營(yíng)養(yǎng)元素的特殊功能都不能被其他元素所代替。據(jù)研究，有些元素在作物新陳代謝中存在相互相似的作用，即幾種元素都能對(duì)某一作用過(guò)程，或者作用過(guò)程的某一部分起著同樣的作用，某一元素缺少時(shí)還可部分的被另一元素去代替，但是這種代替作用僅僅是部分的和次要的，是對(duì)同等重要律的補(bǔ)充。
二、中量元素肥料
1、鈣肥：鈣肥對(duì)作物的作用鈣是僅次于氮磷鉀大量養(yǎng)分中的第4種，在中量元素中排第1位，其正常濃度范圍在0.2%-1.0%。鈣以Ca2+離子形態(tài)被吸收，在葉片中大量存在，細(xì)胞液中以游離Ca2+離子存在。
鈣肥品種：硝酸鈣、硝酸銨鈣、重過(guò)磷酸鈣、石膏、石灰、石灰氮、和爐渣鈣肥等。
2、鎂肥：鎂在必需養(yǎng)分中為第5種，中量元素中第2種。植物中鎂濃度為0.1%-0.4%，以Mg2+形態(tài)吸收。
鎂肥品種：硫酸鎂、氯化鎂、硝酸鎂、碳酸鎂、白云石、磷酸鎂、磷酸鎂銨等；
3、硫肥： 硫肥品種硫磺、石膏、硫酸鉀、硫酸銨、硫酸鉀鎂、硫酸鎂、硫代硫酸銨、過(guò)磷酸鈣、包硫尿素等；
4、硅肥硅是地球上最豐富的元素之一。硅富集于植物根中，對(duì)于提高作物抗旱能力和植物體的機(jī)械支撐具有重要作用。谷類及禾本科植物中硅含量為其干物質(zhì)的0.2%-2.0%，可溶性SiO2以單硅酸存在，植物這種形態(tài)從土壤中吸收硅元素。
硅肥品種：鈣鎂磷肥、高爐爐渣電爐制鐵爐渣、錳鐵合金爐渣、制磷爐渣等
三、微量元素肥料
1、 硼肥：① 促進(jìn)植物生殖器官的形成和正常發(fā)育，分生組織新細(xì)胞的發(fā)育，顯著提高花的授粉率，正常受精、坐果和結(jié)籽，增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量；②有利于糖類、淀粉、氨基酸、蛋白質(zhì)合成以及氮和磷運(yùn)轉(zhuǎn)，能和植物糖類、醇、水楊酸以及黃堿素等組成流動(dòng)性較好的有機(jī)硼絡(luò)合物，調(diào)節(jié)碳水化合物的代謝過(guò)程，促進(jìn)作物茁壯發(fā)育和成長(zhǎng)；③促進(jìn)豆科植物結(jié)瘤、根系發(fā)育，增加固氮能力；硼肥品種：硼酸鹽 硼酸石、水方硼石、低含量粘土巖、比斜方硼砂、均可以直接作為硼肥
2、鋅肥：①鋅是作物體內(nèi)色氨酸合成酶，脫氫酶，磷酸二酯酶，碳酸酐酶，過(guò)氧化物歧化酶，促進(jìn)合成細(xì)胞色素C，穩(wěn)定核糖體的成分，可促進(jìn)植物的光合作用和呼吸作用；②生長(zhǎng)素代謝。植物缺鋅后植物體內(nèi)蛋白質(zhì)含量下降，生長(zhǎng)素不能形成，作物停止生長(zhǎng)，生長(zhǎng)受阻，果實(shí)畸形、低產(chǎn)或絕產(chǎn)；③鋅與葉綠素的形成有關(guān)，缺鋅也能引起缺綠病，葉片失色、失綠；④鋅對(duì)作物的耐寒性、耐熱性、耐旱性和抗鹽性有良好的影響。鋅肥品種：分為含鋅無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鋅螯合物2類
3、鉬肥：① 鉬是固氮菌結(jié)構(gòu)組分，促進(jìn)豆科作物根瘤菌、藻類、放線菌和其它固氮微生物對(duì)空氣中氮素的固定，提高固氮能力幾十倍甚至幾百倍；
② 鉬是硝酸還原酶的必要成分，能促使硝態(tài)氮還原；
③ 鉬能發(fā)揮磷素的營(yíng)養(yǎng)作用，促進(jìn)植物吸收磷素養(yǎng)分，能促進(jìn)某些有機(jī)磷酸復(fù)合物的行程和轉(zhuǎn)化；鉬肥品種：鉬酸鈉、仲鉬酸銨、三氧化鉬、含鉬工業(yè)廢泥。
4、錳肥：①參與RNA聚合酶、tRNA引導(dǎo)的寡腺苷酸合成酶、磷脂酰肌醇的合成酶、吲哚乙酸氧化酶、天冬氨酸型C4植物NAD蘋果酸酶系統(tǒng)的活動(dòng)，促進(jìn)光合作用和氮代謝；②對(duì)碳水化合物的運(yùn)轉(zhuǎn)也起著重要作用，組成錳蛋白；③錳是葉綠體的主要組分，維護(hù)葉綠體膜結(jié)構(gòu)，缺錳會(huì)引起失綠。錳肥品種：可溶性錳鹽、含錳大量元素肥料、含錳工業(yè)廢棄物
5、鐵肥：①鐵是卟啉分子、非血紅素的結(jié)構(gòu)組分和酶促反應(yīng)的輔助因素，對(duì)作物體內(nèi)的氧化還原過(guò)程具有調(diào)節(jié)作用，鐵參與作物呼吸不可缺少的細(xì)胞色素氧化酶、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶、烏頭酸酶、固氮酶等酶系統(tǒng)；②促進(jìn)葉綠素形成，缺鐵時(shí)作物不能充分利用氮和磷，會(huì)發(fā)生缺綠病，表現(xiàn)在植物頂部新生葉片上失綠、黃化、變白，嚴(yán)重時(shí)葉脈變黃，進(jìn)一步葉部發(fā)生棕色的枯腐點(diǎn)，邊綠開(kāi)始變成棕色，逐漸枯死脫落。鐵肥品種：硫酸亞鐵、氧化鐵、硫酸亞鐵銨、磷酸鐵銨、多磷酸鐵銨、鐵螯合物（NaFeEDTA）、鐵燒結(jié)物、黃腐酸二銨鐵。
四、中微量元素肥料發(fā)展建議
1、在貫徹“推進(jìn)精準(zhǔn)施肥、減少盲目施肥”中，要對(duì)大中微量元素養(yǎng)分平衡施肥予以同等重視。宣傳普及中微量元素養(yǎng)分平衡施肥知識(shí)；在土壤、作物養(yǎng)分分析中要增列中微量元素成分；開(kāi)發(fā)快速、簡(jiǎn)單、方便的土壤、作物中微量元素成分分析儀器。
2、推進(jìn)大量元素與中微量元素肥料替換戰(zhàn)略。
3、加強(qiáng)大中微量元素在植物體內(nèi)生命活動(dòng)的作用機(jī)制，以及在土壤和作物中的多養(yǎng)分的運(yùn)移規(guī)律。消除不同中微量元素的拮抗作用，提高中微量元素養(yǎng)分施用效率，實(shí)現(xiàn)以中微量元素的增效作用促使對(duì)大量元素肥料的減施效果。
4、加大新型中微量元素肥料生產(chǎn)技術(shù)科技研發(fā)力度。
5、穩(wěn)定的擴(kuò)大中微量元素肥料原料來(lái)源渠道。
結(jié)論：
確保我國(guó)糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)是重要的戰(zhàn)略任務(wù)，在此前提下，妥善解決化肥供給側(cè)和需求側(cè)的矛盾成為一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
中微量元素養(yǎng)分在保障農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、改善品質(zhì)，提高人類健康水平發(fā)揮著不可替代的重要作用。
通過(guò)追求中微量元素及大中微量全元素之間的養(yǎng)分平衡施肥目標(biāo)，從技術(shù)和管理創(chuàng)新上，實(shí)現(xiàn)氮磷鉀肥料減施增效，為保障國(guó)家糧食安全做出新的貢獻(xiàn)。
專家簡(jiǎn)介
湯建偉，男，博士，教授，博導(dǎo)，河南省教育廳學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人。鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院副院長(zhǎng)，國(guó)家鈣鎂磷復(fù)合肥技術(shù)研究推廣中心常務(wù)副主任，全國(guó)磷復(fù)肥與磷化工信息中心主任，《磷肥與復(fù)肥》（月刊）主編。中國(guó)磷復(fù)肥行業(yè)專家組成員，中國(guó)化工學(xué)會(huì)化肥專委會(huì)委員，河南省石化協(xié)會(huì)常務(wù)理事。參與國(guó)家“七五”、“八五”和“九五”項(xiàng)目技術(shù)開(kāi)發(fā)及推廣，省“九五”重大攻關(guān)、國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目等，榮獲省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（第二名）；主持 “十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題、國(guó)家“863”子課題、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（2015年）、 “十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題以及省部級(jí)和橫向合作等課題30余項(xiàng)。參與中國(guó)工程院重大咨詢項(xiàng)目“秦巴山脈綠色循環(huán)發(fā)展戰(zhàn)略研究”中“河南秦巴山脈綠色循環(huán)發(fā)展戰(zhàn)略研究”課題研究。獲國(guó)家發(fā)明專利6項(xiàng)、軟件著作權(quán)3項(xiàng)，發(fā)表論文70余篇，主編及參編專著、教材5部。主要研究方向?yàn)椤百Y源有效加工與利用”技術(shù)開(kāi)發(fā)。
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