肥料增效剂--聚天冬氨酸概述

肥料增效剂—聚天冬氨酸概述

（1、山东远联化工有限公司2、河北省农林科学院农业资源环境研究所）

摘要：按照来源、特性、生产应用历程，特别是在农业生产中的应用几方面对聚天冬氨酸这一新型肥料增效剂进行了概述，重点介绍了施用聚天冬氨酸对农作物产量、品质的影响以及提高肥料利用率和对环境的影响。分析了当前聚天冬氨酸农业应用现状，同时展望了聚天冬氨酸在农业领域的发展前景。

关键词：肥料增效剂聚天冬氨酸农业应用效果

1、聚天冬氨酸简介

聚天冬氨酸（Polyaspartic acid）是一种氨基酸的聚合物，天然存在于软体动物和蜗牛类的壳内，独特的化学结构使它具有优异的性能和良好的生物降解性，是一类多功能的环境友好的生物高分子材料。

自1850年，聚天冬氨酸首次人工合成以来⑴，逐渐受到世界上各大化学公司的关注，其中以美国、德国和日本等国的化学公司对聚天冬氨酸的研究最为活跃，美国的Donlar公司和德国的Bayer 公司等都已经实现了工业化生产⑶。1996年，美国Donlar公司还因在聚天冬氨酸合成研究方面的突出贡献，被美国环保协会授予首届"总统绿色化学挑战奖"。

在国内，聚天冬氨酸也是近几年化工行业的热点之一，闵恩泽等院士曾多次呼吁加强对聚天冬氨酸的开发研究⑵，从1996年开始国内多家科研单位陆续开展了实验室研究。特别是2000年以后，随着天津大学一碳化工国家重点试验室小试技术的成熟以及各项基础技术的积累，国内对聚天冬氨酸的研究逐渐活跃。

2004年，聚天冬氨酸被科技部等四部委认定为“国家重点新产品”。

现在，聚天冬氨酸已经在工业水处理剂、肥料增效剂、油田二次采油的注水助剂等领域开始广泛应用。此外，聚天冬氨酸在洗涤剂、高吸水树脂、光化学品等方面也具有广阔的市场前景。

2、聚天冬氨酸在农业上的应用

我国是一个农业大国，化肥是农业持续发展的物质保证，是粮食增产的基础。世界农业发展的实践证明，施用化肥是最快、最有效、最重要的增产措施。从1980年起，中国化肥施用量以年均4％的速度增长，目前，中国已成为世界上最大的化肥生产国和消费国。尽管耕地面积只占世界耕地面积总量的7％，但中国的化肥施用量却接近世界总量的1/3。以氮肥为例：目前，中国每年施用纯氮约2100万吨，氮肥通过挥发、淋溶和径流等途径，平均损失45%⑷，每年损失的氮素高达945万吨，相当于2050多万吨尿素。化肥的大量损失已经引起一系列环境问题，在北方某些农业高度集约化的地区氮肥的不合理施用导致地下水硝酸盐超标时有报道，有些地区竟达到100％的严重超标程度。中国南方经济发达地区，氮、磷肥过度施用导致地表水富营养化，湖泊严重污染。此外，蔬菜中硝酸盐超标、大气中氧化亚氮排放量增加、沿海城市赤潮现象的发生等环境问题也与肥料的不合理施用有关。因此如何提高肥料利用率、充分发挥化肥的作用，对中国农业可持续发展具有极其重要的

意义。

聚天冬氨酸作为新型肥料增效剂，可以强化作物对氮、磷、钾及中微量元素的全面吸收，从而提高肥料利用率，增加作物产量；此外，聚天冬氨酸无毒无害，可完全生物降解，是世界公认的绿色化学品。

跟据国内外的研究和应用效果显示，聚天冬氨酸作为肥料增效剂效果确实，适用于多种作物和土壤，其主要功效表现在：

2.1 提高肥料利用率。

中国农科院洛阳国家旱农实验基地雷全奎等在花生上的试验表明⑸：施用聚天冬氨酸后，土壤中氮、磷、钾养分在各个时期保持较高的有效性，氮肥利用率可提高60.3%，磷肥的利用率提高5.3%，钾肥的利用率提高16.7%。每亩可节省化肥20%左右，且不易发生缺素症状。

洛阳市农业科学研究所的李建刚等⑹研究了聚天冬氨酸在前茬使用后，对下茬作物的影响，通过试验表明：对小麦群体及产量影响的后效应达显著水平，一年施用一次聚天冬氨酸对两熟制作物的生长和产量都有影响，是一种长效肥料增效剂。

1、目前其他提高肥料利用率的方法对微量元素均无效。

2、包膜肥料比普通肥料成本提高20-700%⑼。

2.2 促进生长，增加产量。

国内外试验证明：不同的作物对聚天冬氨酸和化肥混合使用反映出相同的结果，即产量增加约9～30%，经济效益显著提高。

2000年底在河北省农科院土壤肥料研究所进行的玉米盆栽试验显示，玉米株高、叶龄、鲜重和干重增加幅度分别达到7.3%、8.5%、21.23%、19.70%。莱阳农学院植物科技学院的姜雯等的研究也证实，施用聚天冬氨酸处理的玉米苗比未施聚天冬氨酸的地上部和总干重分别高出0.07g和0.12g，增加19%和16%，差异显著。

2001年9月到10月在石家庄郊区白佛口做的施用聚天冬氨酸效果试验，结果小芥兰和油麦的鲜重增产幅度均达到了30%。

2003年底，山东禹城中农润田化工有限公司生产了50吨添加聚天冬氨酸的尿素，并与禹城市农业局土肥站取得联系，将50吨增效尿素在禹城市部分乡镇的12个村的部分农户中进行了小麦大田试验。通过禹城市农业局土肥站和公司质检处的追踪考察、对比，得出以下结论：(1)施用后的小麦生长快、叶片宽大、叶色浓绿、肥效长；(2)与施用普通尿素的小麦产量相比平均增产19.5％～21.9％；

(3) 添加聚天冬氨酸的尿素还具有促进小麦生长发育、增加小麦有效分蘖数、增加母穗数和千粒重的作用，增产效果显著⑽。

2004年6月，中农润田化工有限公司又生产了千吨增效肥料，在禹城市的多个乡镇进行千亩玉

米、棉花试验。从试验结果看：施用聚天冬氨酸尿素的玉米叶色浓绿、生长发育快、叶片宽大，株高增加10～20厘米，抽穗吐丝提早2～3天，玉米穗发育良好秃尖小，千粒重增加8.15％，玉米籽粒亩增84.1千克，增幅17.49％，后期不脱肥，成熟较好。施用聚天冬氨酸尿素的棉花，生长旺盛、叶色浓绿、蕾铃脱落少、成桃较多、铃重增加，棉花吐絮提早5～7天，亩增籽棉37.14千克，增幅16.72％，效果明显⑽。

2005年，洛阳市农业科学研究所的马丰粟、李爱芳、张春奇、杨小兰等，分别在玉米、白菜、番茄、萝卜、花生上进行了应用效果试验，试验结果表明施用聚天冬氨酸能促进植株的生长发育，提高作物产量，其中玉米增产14.8%⑾、白菜增产11.9%⑿、番茄增产12.9%⒀、萝卜增产18.4%⒁、花生增产8.7%⒂。增产效果明显，各位专家均建议在农业上大面积推广应用。

2.3 改善作物品质。

聚天冬氨酸通过促进中微量元素的吸收，达到了作物养分的协调供应，改善了作物品质；避免了营养不良和使用激素引起的畸型果、秃尖、裂果和着色不好等情况。

山东禹城中农润田化工有限公司在小麦上的大田试验显示⑽：小麦品质明显改善，千粒重、湿面筋、容重、粗蛋白等值分别提高0.4g，6. 87％，7g／L，2.22％。

华东理工大学梅庆慧等的研究发现⒃：用聚天冬氨酸对土壤进行处理后,其氮、磷、钾、钙、镁等营养元素及硼、钼、锰等微量元素的有效性均明显提高；聚天冬氨酸可以抑制施入土壤的氮肥以氨态氮挥发；可以减少磷肥在土壤中的固定与沉积。通过考察聚天冬氨酸对作物品质的影响，发现将聚天冬氨酸施加于青菜、蓬蒿菜上，维生素C和可溶性糖的含量均有不同程度的提高；青菜和花菜的氮磷元素的含量提高；油菜的油脂含量增加；水稻稻米的蛋白质含量和含钾量增加，在改进和提高作物品质方面发挥了作用。

2.4 促进根系生长，增强抗逆性。

聚天冬氨酸不是激素，但能有效地促进作物根系的发育⑽，使之长出更长的根和更多根毛⒁、⒄，增加根的表面积，提高作物吸收养分的能力，增强作物的抗倒伏、抗旱、抗寒、抗病等抗逆能力。

下面是施用聚天冬氨酸后根系变化的微观对比图片：

2.5 绿色环保，改良土壤。

首先，聚天冬氨酸本身是无毒、无污染、可降解、不含激素、不含重金属、无任何副作用的环境友好型产品⒅。

其次，聚天冬氨酸可减少过量施肥对环境造成的不良影响，还能活化土壤中处于固定态的养分元素⒃，既提高了肥料利用率，又改善了土壤质量。

下面是施用聚天冬氨酸后，土壤理化性状的对比结果⒆：