葉面肥加工工藝綜述

1、葉面肥加工工藝?yán)?佳 怡（ 浙江大學(xué)，環(huán)境與資源學(xué)院，杭州，310058）摘要 隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，具有針對(duì)性強(qiáng)、肥效高、用量省等多種優(yōu)點(diǎn)的葉面肥施用也越來(lái)越廣泛。本文綜述了葉面肥的特點(diǎn)、類型和植物吸收利用葉面肥的機(jī)理，重點(diǎn)介紹了無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型葉面肥、氨基酸型葉面肥、腐殖酸型葉面肥以及復(fù)合型葉面肥四種葉面肥的加工工藝，并對(duì)葉面肥的發(fā)展做出了一定展望。關(guān)鍵詞 葉面肥；微量元素；酸水解；工藝流程Abstract: With the improvement of the level of agricultural production, has in view of the strong, high

2、 fertilizer effect, dosage and many other kinds of the advantages of the foliar fertilizer, its application is more and more widely. In this paper, the characteristics, types and plant uptake by mechanism of foliar fertilizer are introduced, and mainly introduces the processing technology of the ino

3、rganic nutrient foliar fertilizer, amino acid foliar fertilizer, humus acid foliar fertilizer and compound fertilizer, and make a prospect on the development of foliar fertilizer.Key words: Foliar fertilizer; Trace elements; Acid hydrolysis; Technological process世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)踐證明，施用化肥是最有效、最快速、最重要的作物增產(chǎn)措施。而

4、我國(guó)是世界上最大的化學(xué)肥料生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。從1980年起，我國(guó)化肥施用量以每年4%的速度增長(zhǎng)。我國(guó)用占全球9%的土地消耗了占世界總量32%的化肥，單位面積化肥用量是世界平均水平的3.7倍(楊青林等，2011)。雖然我國(guó)化肥用量大，但根據(jù)研究表明，我國(guó)化肥當(dāng)季利用率平均為30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家60%70%的水平，且近年來(lái)還有下降趨勢(shì)（夏循峰等，2011）。由于肥料利用率低，大量有效化肥成分流失，不僅造成了驚人的經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，造成水體面源污染、土壤污染以及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降等危害。因此開發(fā)推廣使用利用利用效率高的新型肥料更是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必然要求。而葉面肥具有針對(duì)性強(qiáng)，養(yǎng)分吸收快

5、，用量省，肥效和肥料利用率高的特點(diǎn)，因此葉面肥環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)小，并且可與農(nóng)藥混合進(jìn)行一次作業(yè)，省時(shí)省工(王書奇，2001)。1葉面肥資源概況1.1葉面肥的概念及類型在19世紀(jì)40年代，人們發(fā)現(xiàn)作物除了從根系吸收所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以外，還可以通過作物的莖葉吸收養(yǎng)分，這種由植物的莖葉細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的方式被稱為葉面吸收。作物通過葉面（包括部分莖表面）滲透擴(kuò)散方式吸收養(yǎng)分的施肥方法稱為植物根外施肥，也就是一般說(shuō)的葉面施肥。用于葉面施肥的肥料稱為葉面肥料（王少鵬，2015）。根據(jù)作物葉片缺素癥狀，不同類型葉面肥通過葉面噴施，可直接供給作物很快吸收，以補(bǔ)充根部對(duì)養(yǎng)分吸收的不足，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)又增質(zhì)的效果。 葉面肥的

6、分類方法有很多種。根據(jù)其物理性狀，葉面肥可分為固體和液體葉面肥兩大類。根據(jù)使用對(duì)象，葉面肥可以分為適用作物和地區(qū)范圍較廣，但針對(duì)性差的通用型葉面肥和針對(duì)某特定地區(qū)、某種作物的供肥需肥特點(diǎn)而對(duì)養(yǎng)分進(jìn)行合理配比的專用型葉面肥兩大類。根據(jù)所含主要成分，可將葉面肥大致劃分為：含大量、中量或微量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型葉面肥；以氨基酸為主要功效成分的氨基酸型葉面肥；以腐殖酸為主要功效成分的氨基酸型葉面肥；成分復(fù)雜多樣的復(fù)合型葉面肥等（葛建軍等，2008）。1.2葉面肥的作用機(jī)理植物葉片由表皮細(xì)胞、葉肉組織及輸導(dǎo)組織組成。葉片上的表皮組織中含有大量表皮細(xì)胞和具有開閉運(yùn)動(dòng)的特性，且按一定的規(guī)律分布于葉表面上

7、，與外界進(jìn)行氣體交換及蒸騰水分的氣孔。陸生植物葉表皮細(xì)胞的外壁上還覆蓋有蠟質(zhì)及角質(zhì)層（見圖1）。角質(zhì)層是由多糖和脂類化合物組成的混合物，一般只允許少量的水和溶質(zhì)滲透進(jìn)入。角質(zhì)層下是葉表皮細(xì)胞，表皮細(xì)胞下面是葉肉細(xì)胞。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)只有從葉表面進(jìn)入表皮細(xì)胞（或氣孔保衛(wèi)細(xì)胞）的細(xì)胞質(zhì)才能起到營(yíng)養(yǎng)的作用（莊舜堯等，1998）。葉面施肥時(shí)養(yǎng)分吸收有三個(gè)途徑：一是通過分布在葉面的氣孔。由于水的表面張力很大，氣孔直徑很小。噴施到葉片表面的肥料溶液在氣孔上形成一個(gè)水膜，無(wú)法流進(jìn)葉片內(nèi)部。因此必須在肥料溶液中加入一定量對(duì)作物生長(zhǎng)無(wú)害或有利的化學(xué)助劑，促進(jìn)肥料溶液中營(yíng)養(yǎng)元素通過氣孔進(jìn)入作物體內(nèi)（李燕婷等，2009）。

8、另一途徑如圖1所示，蠟質(zhì)層的蠟質(zhì)類化合物分子間隙可讓水分子通過，外部溶液中的溶質(zhì)可通過這類空隙進(jìn)入角質(zhì)層，然后通過表皮細(xì)胞的細(xì)胞壁到達(dá)質(zhì)膜。三，在角質(zhì)層上有微細(xì)孔道，也叫外質(zhì)連絲。在電子顯微鏡下可以看到，外質(zhì)連絲是表皮細(xì)胞細(xì)胞壁的通道，它從表皮細(xì)胞的外表面延伸到表皮細(xì)胞的質(zhì)膜。噴施到葉片表面的肥料溶液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)就可以通過葉片細(xì)胞的外質(zhì)連絲，像根系表面一樣，通過主動(dòng)吸收把營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收到表皮細(xì)胞的質(zhì)膜，最后通過質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)（陸景陵，1994）。但是，葉面施肥受許多因素的影響，如葉片對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也有選擇吸收的特點(diǎn)，不同作物葉面氣孔多少不一，角質(zhì)層的厚薄不等、各種肥料的透性有差異等。因此，在制備和施

9、用葉面肥料時(shí)必須考慮各方面的影響因素，才能達(dá)到理想的效果。 2主要類型葉面肥的生產(chǎn)工藝2.1無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型葉面肥這類葉面肥可單加大量元素氮、磷、鉀等，也可單加中量元素鈣、鎂、硫或作物所必須的微量元素。同時(shí)也可混合加入，既有大量，又有中量或微量元素。簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型葉面肥只添加12種元素，如尿素、過磷酸鈣浸出液等，復(fù)雜的則可加入幾種或十幾種營(yíng)養(yǎng)元素。在目前生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較多的是微量元素肥，簡(jiǎn)稱微肥（邵建華等，2007）。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求各種微量元素單質(zhì)含量之和10 ；也有幾種大量、微量元素相加，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求大量元素含量之和50 ，微量元素單質(zhì)含量之和2 ：也可以是大中微量元素相加。由元素形態(tài)看，可以為無(wú)

10、機(jī)鹽也可以為配合物，由肥料物態(tài)看，可以為固態(tài)也可以液態(tài)。無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型葉面肥可為作物提供各種營(yíng)養(yǎng)元素，從而改善作物的營(yíng)養(yǎng)狀況，特別適用于作物生長(zhǎng)后期各種營(yíng)養(yǎng)元素的補(bǔ)充（秦征等，2011）。礦物元素是微量元素的最大來(lái)源，但礦物中所含的微量元素是難溶性的，不能被植物吸收利用，因此需要通過提取劑提取等步驟使其轉(zhuǎn)變成植物可利用的形態(tài)。礦石中的微量元素含量也較低，需進(jìn)行選礦富集以提高其含量。有的礦石中可同時(shí)含有多種植物所需的元素肥料，生產(chǎn)時(shí)可以省去復(fù)雜的分離程序。有些礦石中還含有與微量元素共生的重金屬元素，需進(jìn)行化學(xué)處理分離，除去有害成分。以礦石為原料生產(chǎn)微量元素肥料，一般有煅燒水淬法和溶解分離法。（1）煅

11、燒水淬法煅燒水淬法的工藝流程如下：圖2 煅燒水淬法工藝流程圖此工藝流程只適合不含有害元素的礦石，經(jīng)煅燒后，可以使不溶微量元素分解為水溶性或枸溶性化合物。例如鉀長(zhǎng)石經(jīng)過11001350的高溫熔融后，再經(jīng)過高壓水淬，崩解成細(xì)小顆粒，經(jīng)烘干、球磨、造粒后成以硅、鉀為主的微量元素肥料（邵建華等，2001）。（2）溶解分離法此方法適用于含有害重金屬元素的礦石，通過焙燒可以使優(yōu)秀奧成分溶于水、酸化合物，然后依據(jù)其化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分類，出去有害元素，使有效成分中的微量元素成分較為純凈的無(wú)機(jī)鹽。此工藝的特點(diǎn)是所得的微量元素成分單一且純度高，但是工藝復(fù)雜，成分較高。如硫酸鋅提取，需將鋅礦石經(jīng)焙燒后用稀硫酸溶解，生成

12、硫酸鋅，除去雜質(zhì)之后用鋅粉將溶液中的銅、鉛、鎳等金屬置換出來(lái)，用高錳酸鉀將二價(jià)鐵錳離子氧化成高價(jià)態(tài)鐵錳離子使之成為沉淀，除去雜質(zhì)后可得到該產(chǎn)品（秦征等，2011）。工藝流程如下：圖3 溶解分離法工藝流程圖除利用礦石為原料生產(chǎn)微量元素肥料之外，還可以利用工業(yè)廢液、廢渣等原料生產(chǎn)，本文不做展開。2.2氨基酸型葉面肥氨基酸型葉面肥中的氨基酸多來(lái)源于一些動(dòng)植物的下腳料或其它物質(zhì)發(fā)酵或水解的產(chǎn)物。然后添加少量以游離態(tài)或絡(luò)合態(tài)存在的微量元素，即可制成易被作物吸收利用的葉面肥。這類葉面肥最適宜大棚蔬菜苗期噴施，且可與氨基酸的銅鹽、鋅鹽、鎳鹽或鐵鹽以及農(nóng)藥等混用，既能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，又可對(duì)某些作物的病蟲害起到

13、很好的防治作用。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，氨基酸型葉面肥需含8%以上的發(fā)酵氧基酸或10%以上的水解氯基酸，單質(zhì)微量元素含量之和2%。氨基酸葉面肥中氨基酸可來(lái)源于動(dòng)物有機(jī)廢棄物、鉻革固體廢棄物、豆粕和活性污泥等（史舟芳等，2015）。（1）動(dòng)物有機(jī)廢棄物動(dòng)物有機(jī)廢棄物中蛋白質(zhì)含量豐富，是氨基酸的重要來(lái)源，可制備螯合態(tài)氨基酸葉面肥。其生產(chǎn)工藝流程如下：圖4 動(dòng)物有機(jī)廢棄物制備氨基酸葉面肥工藝流程圖動(dòng)物有機(jī)廢棄物需經(jīng)洗滌，40溫水?dāng)嚢?5min以及烘干、粉粹的預(yù)處理。在110條件下加入適宜濃度鹽酸進(jìn)行酸水解。將水解完全的水解液過濾除渣，90以下水浴蒸發(fā)濃縮脫酸23次。脫酸后的溶液按比例依次加入Fe，Zn，M

14、n，B，Cu和Mo等微量元素的無(wú)機(jī)鹽后在常壓下加熱回流23h，使氨基酸與微量元素充分螯合。反應(yīng)完全后調(diào)節(jié)溶液pH，并將生成的氫氧化亞鐵、氫氧化鋅等沉淀過濾除去，加入氨水中和，靜置抽濾后經(jīng)檢驗(yàn)、灌裝即得螯合態(tài)氨基酸葉面肥成品(劉音等，2004)。（2）鉻革固體廢棄物 鉻革固體廢棄物中含有80%以上的蛋白質(zhì)，通過脫鉻、水解等過程可以制得氨基酸葉面肥，比加工處理動(dòng)植物廢棄蛋白更為簡(jiǎn)單。其皮革脫鉻采用酸堿聯(lián)合脫鉻法，流程為浸水浸灰脫灰浸酸水洗。采用酸水解法水洗，在90下水解四小時(shí)，可以使皮革水解率達(dá)90%以上。螯合條件：溫度為30，pH在6左右，加入與氨基酸摩爾比未1:2的金屬離子，螯合兩小時(shí)(田魯?shù)?/p>

15、，2015)。以其他原料為氨基酸來(lái)源的方法不做展開。2.3腐殖酸型葉面肥利用腐植酸銨、腐植酸磷銨等為原料，與氮、磷、鉀或微量元素相混配，可制成腐殖酸型葉面肥，有固體和液體兩種類型。腐殖酸是一組天然的羥基芳香族羧酸，根據(jù)在各種溶劑中的溶解性一般可分為棕腐酸、黃腐酸、黑腐酸(楊喜福等，2008)。其中黃腐酸葉面肥不僅具有營(yíng)養(yǎng)作用，而且能提高作物的抗旱、抗凍能力，改良土壤性狀，還對(duì)作物病害有一定治療效果。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，腐殖酸型葉面肥腐植酸含量需8，單質(zhì)微量元素之和6或大量元素17%，單質(zhì)微量元素之和3%。螯合態(tài)腐殖酸葉面肥加工工藝流程如下：圖5 螯合態(tài)腐殖酸葉面肥工藝流程圖2.4復(fù)合型葉面肥這一

16、類葉面肥的成分較為復(fù)雜，凡是植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)劑、調(diào)節(jié)劑等均可加入，根據(jù)某些作物生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)的需要或根據(jù)土壤中所缺的營(yíng)養(yǎng)成分，按比例加入各種營(yíng)養(yǎng)，既有調(diào)節(jié)物質(zhì)、又有各種營(yíng)養(yǎng)成份，是一種混合型的葉面肥。它的最大特點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)齊全、功能較多，所加入的一定量螯合劑、表面活性劑或載體可使葉面肥噴灑后，更好地粘附、鋪展在葉片表面，更有利于葉片肥料的吸收和利用（杜美利等，2010）。復(fù)合葉面肥制備時(shí)，首先按配方稱取氯化鈣、硫酸鎂、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸銅、硫酸鋅、硝酸鑭、硝酸鈰，依次加入計(jì)量水中攪拌溶解，用硫酸溶液調(diào)pH值使溶液澄清透明，此溶液稱之為營(yíng)養(yǎng)液。之后按配方稱取EDTA、檸檬酸、復(fù)合氨基酸，加入

17、計(jì)量水中攪拌溶解，此溶液稱之為螯合劑溶液。將營(yíng)養(yǎng)液與螯合劑溶液混合，調(diào)至相應(yīng)pH，然后在一定溫度下攪拌一段時(shí)間，進(jìn)行螯合反應(yīng)。最后按配方稱取硼酸、鉬酸銨、尿素、磷酸二氫鉀、腐植酸鉀、復(fù)合氨基酸、表面活性劑，加入螯合反應(yīng)后的溶液中，攪拌均勻后調(diào)至相應(yīng)pH，得到產(chǎn)品（姜素榮，2008）。其工藝流程圖如下：2.5其它類型葉面肥除上述四種主要的葉面肥類型外，還有生長(zhǎng)調(diào)節(jié)型葉面肥和天然汁液、礦物質(zhì)型葉面肥。植物在其生長(zhǎng)過程中，會(huì)產(chǎn)生一些含量很少，卻能調(diào)節(jié)和控制植物生長(zhǎng)正常生長(zhǎng)和發(fā)育的生理活性物質(zhì)，成為內(nèi)源植物激素。植物細(xì)胞的生長(zhǎng)分化、細(xì)胞分裂器官的建成、休眠與萌芽、植物的趨向性、感應(yīng)性以及成熟、脫落、衰

18、老等，都直接或間接的受到激素的調(diào)控。人工合成的一些與天然植物激素有類似分子結(jié)構(gòu)和生理效應(yīng)的有機(jī)物質(zhì)稱為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)型葉面肥就含有赤霉素、萘乙酸、吲哚乙酸、復(fù)硝酚鈉等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。施用此類葉面肥后，可加速植物體內(nèi)的生化反應(yīng)、酶促反應(yīng)，適用于植物生長(zhǎng)的前期和中期使用，尤其在植物苗期和開花期效果顯著。但由于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑大多具有促進(jìn)和抑制生長(zhǎng)兩方面的作用，因此使用者一定要按照要求濃度，正確使用方法進(jìn)行配制和施用，否則極易造成藥害和不良影響（夏雪巖等，2014）。天然汁液型葉面肥指利用各種作物的幼體、秸稈殘?bào)w或海洋生物通過粉碎、加熱浸提、酸堿或其他生化過程做成的肥料。這類肥料一般所含成分

19、齊全，既含有作物所需有關(guān)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又含有某些生長(zhǎng)調(diào)節(jié)刺激物質(zhì)，如魚基肥料(魚肝油或魚粉)、海藻(可溶性海藻粉或海藻提取物)和甲殼素等中草藥提取物等。甲殼素類的天熱汁液型肥料的主要成分為寡聚糖，一般從節(jié)肢動(dòng)物中提取。由于甲殼素具有廣譜抗菌性，常使用此類肥料的作物較少發(fā)生蟲害，且對(duì)線蟲病害防治效果很好。海藻酸類天然汁液型肥料的主要成分是從海洋生物中提取，具有增產(chǎn)、減輕病害、降低農(nóng)藥殘留、改善風(fēng)味等作用。天然礦物質(zhì)型葉面肥中，目前應(yīng)用最廣的是稀土。在某些作物或果樹上施用稀土元素后，有增大葉面積、增加干物質(zhì)量、提高葉綠素含量、增強(qiáng)作物的抗病、抗旱澇能力等效果。3展望 雖然葉面肥具有針對(duì)性強(qiáng)，養(yǎng)分吸收快

20、，用量省，肥效和肥料利用率高等優(yōu)點(diǎn)，且加工技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但仍然存在總體用量不大，技術(shù)推廣和到位率低以及品種多但質(zhì)量參差不齊等多種問題。因此，為了推廣葉面肥的使用，需加強(qiáng)宣傳普及工作，加強(qiáng)葉面肥的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，同時(shí)對(duì)農(nóng)民降解葉面肥的使用方法和技巧。另外，要嚴(yán)格控制葉面肥的產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步提高葉面肥的利用率，增加經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。最后，研制更多廣泛適用于各種植物生理活性的新型復(fù)合多功能化葉面肥，還可根據(jù)防蟲治病的實(shí)際需要加入不同類型的抗病抗蟲藥物是葉面肥發(fā)展的主導(dǎo)方向（王曉燕，2014）。隨著葉面肥品種的不斷更新，生產(chǎn)成本和肥料價(jià)格的下降，葉面肥施用技術(shù)的不斷發(fā)展普及，市場(chǎng)進(jìn)一步的規(guī)范和完善化，

21、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，葉面肥必將出現(xiàn)大面積、大范圍的推廣應(yīng)用。參考文獻(xiàn)楊青林，桑利民，孫吉茹，等. 我國(guó)肥料利用現(xiàn)狀及提高化肥利用率的方法J.山西農(nóng)業(yè)科學(xué).2011,39(7)：690-692.夏循峰，胡宏. 我國(guó)肥料的使用現(xiàn)狀及新型肥料的發(fā)展J.化學(xué)技術(shù)與開發(fā).2011,40(11)：45-48.王少鵬，洪煜丞，黃福先，等.葉面肥發(fā)展現(xiàn)狀綜述J.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2015,43(4)：96-98.葛建軍，程光明，夏桂平.葉面肥的種類與發(fā)展趨勢(shì)探析J.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技.2008,23：367-368.王書奇.葉面肥料及其特點(diǎn)J.腐殖酸.2001,2：39-40.莊舜堯，曹志洪.葉面肥的研究與發(fā)展J.土壤.1998,5:230-234.李燕婷，李秀英，肖艷，等.葉