中微量营养元素肥料研发背景及潜力

中微量营养元素肥料研发背景及潜力

于广武1王宏涛2何长兴3李晓冰4孙伟5刘金友5 [1中国科学院东北地理与农业生态研究所哈尔滨150040

2 大连金玛硼业科技集团有限公司大连116036

3黑龙江奥格瑞农业科技发展有限公司8406102666

4 金玛（宽甸）肥业有限公司驻东北办事处哈尔滨150050

3金玛（宽甸）肥业有限公司丹东宽甸118200 ]

摘要目前中微量元素缺乏已成为制约作物产量和品质提高的主要限制因子，中微量营养元素肥料的研发和施用已成为当务之急，势在必行。测土配方，平衡施肥的核心就是添加中微量营养元素，补充和满足作物生长发育中的需要，达到“高产、质优、环保、安全”的目的。

关键词中微量元素研发背景开发潜力植物营养平衡施肥核心中国第四次施肥革命

中国肥料的发展可以分为以下几个阶段：50年代前的有机肥施用阶段；60年代的有机肥与氮、磷化肥配合施用阶段；70年代中期以后的有机肥与氮、磷、钾的配合阶段；八十年代以后推广了钾肥，钾的施用量逐渐增加，从而使氮、磷、钾施用趋于平衡，大量元素肥料施肥问题基本解决；氮磷钾肥料的推广应用对我们国家农业增产增收起到了极其重要的作用，被农业专家称为中国肥料的三次施肥革命。90年代中期开始，微量元素硼、锌、及有益元素硅、硒等匮乏问题日益突出，现已成为许多地区作物产量和品质提高的主要养分限

制因子。正在引起世界范围内土肥学界和植物营养学界的重视，对我国绿色农业的发展具有极其深远的影响，应用前景将非常广阔，所以被称为中国第四次施肥革命。

目前中微量元素缺乏已成为制约作物产量和品质提高的主要限制因子，尤其是中量元素镁和硫；微量元素硼、锌和锰；有益元素硅和硒在土壤中和作物生长发育过程中表现出“中度缺乏”的状态，微量元素中，锌、硼缺乏最严重。在全国不同类型土壤，不同作物施用硼、镁、锌等中微量元素增产效果明显，已成为测土配方施肥中的重要措施。在肥料生产中，特别是在复混肥、BB肥和水溶性肥料生产中应重视中微量元素的添加和使用。

在新型肥料研究开发中，中微量元素的研制与推广日益引起人们关注和重视。在我国随着氮磷钾肥料的大量施用，以及农业集约化，设施栽培农业的发展，经济作物和果蔬作物种植面积的增加，农业生产障碍日益增多，尤其是作物营养失调现象的增加，限制农作物产量和品质的进一步提高。一方面由于种植结构调整，经济作物种植面积增加，从而对作物品质和产量要求都有所提高。另一方面，氮、磷、钾类大化肥浓度越来越高，由于生产工艺的原因，导致高浓度大化肥中中微量元素含量更低，再加上有机肥施用量的减少，土壤中可利用的中微量元素更加少。因此，给土壤补充中微量元素显得尤为迫切，中微量营养元素肥料已成为测土配方、平衡施肥的核心技术。

在所有中微量元素中，我国土壤缺硼和镁最普遍。植物吸收的硼和镁主要来自土壤，土壤的含硼、镁量对植物至关重要。土壤含硼、

镁量多少与成土母质、土壤类型及气候条件等有密切的关系。

1、中微量营养元素在作物必需的营养元素中的地位

从1640年起，人类不断探讨植物的营养元素、有益元素，最终确定了16种植物必需的营养元素，7个有益元素和5种有害重金属元素。

到目前为止，国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯。在必需营养元素中，碳和氧来自空气中的二氧化碳；氢和氧来自水，而其它的必需营养元素几乎全部都是来自土壤。在16种植物必需的营养元素中，其中6种为大量营养元素，3种为中量营养元素，7种为微量营养元素。中微量营养元素合计为10种。由此可见，中微量营养元素的重要性，其地位是不容置疑的。

7种有益元素为：硅、钠、钴、硒、钒、镍和锗。随着科学研究的深入，现在人类已经发现了生命元素，还发现了钛、镧、铈等元素的许多特殊作用。由此，断定今后也可能发现新的植物必需的营养元素和有益元素。

研究表明，对这23种植物营养元素，人类应根据土壤状况和作物需要量合理、均衡的施用，不能偏废，更不能偏爱，实现农业生产及农产品的安全、环保、优质、高产、高效。

5种有害重金属元素：汞、镉、铅、砷、铬。耕地土壤点位超标率为19.4%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。林地点位超标率为10.0%，草地点位超标率为10.4%，未利用

地点位超标率为11.4%；土壤镉超标率7.0%，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%，其中镉重度污染点位比例为0.5%。

由于重金属难以降解，导致重金属对土壤的污染基本上是一个不可完全逆转的过程。土壤污染一旦发生，仅仅依靠切断污染源的方法很难恢复。镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。

2、土壤急需补充中微量营养元素

目前在国外，,美国、俄罗斯、日本、德国、法国、澳大利亚、比利时、新西兰、芬兰、瑞士、波兰、朝鲜、捷克、斯洛伐克、菲律宾、柬普赛、越南、韩国、印度等30多个国家都大规模生产和广泛应用硼、锰、锌、铜、铁等微肥来补偿种高产作物造成的土壤中微量元素养分的缺乏,以促使作物对氮、磷、钾常量元素养分的有效吸收。联合国粮农组织1982年土壤调查总结了30多个国家的情况后指出，微量元素营养缺乏比一般预想的更广泛。美国多次全国性土壤中微量元素调查发现30多个州缺锰，44个州缺硼、43个州缺锌。澳大利亚土壤缺微量铜、锌、钼总面积达3亿hm2。

在我国，自1978年以来，中国科学院南京土壤所对全国土壤微量元素锌、硼、锰、钼、铜、铁的含量做了调查。调查结果表明，我国大部分地区都存在不同程度的微量元素缺乏。土壤中微量元素处于“中度缺乏”的状态，当作物的正常生长代谢己受到了缺乏微量元素影响时，施用微肥能改变作物微量营养状况并可促进生长，提高产量。

根据全国第二次土壤普查数据，结果显示南方酸性土壤，硼、镁、钙、钼的含量都非常缺乏，北方碱性土壤也缺铁、锌、锰、钙等中微量元素。我国缺少微量元素铁、铜、钼、硼、锰、锌的耕地分别占5%、6.9%、21%、46.8%、34.5%和51.5%。

在所有微量元素中，中国土壤缺硼最普遍。全国耕种土壤缺硼面积多达5—10亿亩，主要分布于东南部地区（长江中下游）和黄土高原、华北平原、淮北平原。据有关资料，我国土壤全硼量范围在0-500毫克/千克之间，平均64毫克/千克。我国土壤全硼量大致分布规律由北向南、由西向东呈逐渐降低的趋势。我国缺硼土壤主要分布于南方红壤区，北方一些省（自治区、市）也有相当面积的土壤硼素不足。南方红壤有效硼含量最底，变幅为痕迹量至0.58毫克/千克，平均0.14毫克/千克。西北地区黄土母质发育的几种土壤，虽全硼量高，但有效硼含量较底，平均含量0.29毫克/千克。内陆盐土和滨海土水溶态硼含量最高达23毫克/千克。根据全国第二次土壤普查数据，贵州、四川、湖北、湖南、安徽、江苏、江西、云南、河南、陕西、广东、福建、广西、吉林、河北、山东、山西等耕地缺硼比例均大于60%。作为油菜、棉花、花生、果树、蔬菜等高需硼经济作物的主要生产地，缺硼严重地限制各地农业生产的发展，缺硼已成为妨害作物产量及品质提高的主要限制因子。

作物的生长发育需要吸收各种营养，但是决定作物产量的是土壤中那个相对含量最小的有效植物生长因素，产量在一定限度内随着这个因素的增减而相应的变化。因存在这个限制因素，即使继续增加其