Page 34 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2023年第6期

第42卷 第6期 华 中 农 业 大 学 学 报 Vol.42 No.6
2023年 11月 Journal of Huazhong Agricultural University Nov. 2023，26~34

用机制的不同，可以划分为以下几个主要类型：化学 养，且效果明显优越于传统铁肥。微生物及其分泌
姜存仓，肖思赟.增效载体在新型微量元素肥料中的应用现状及前景展望［J］.华中农业大学学报，2023，42（6）：26⁃34.
DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2023.06.005 合成类、腐殖酸类、氨基酸类、糖醇类、小分子有机酸 物同样可作为土壤中微量元素的载体。左元梅等 ［5］
类、纳米材料、海藻提取物类、生物炭（炭基材料）类、 发现，芽孢杆菌 1603IPR-02 的分泌物含有异羟肟酸
增效载体在新型微量元素肥料中的 功能菌及其发酵液或代谢物类等（图1）。 型铁载体，对土壤难溶性铁具有很好的螯合能力，在

应用现状及前景展望 目前，对新型增效载体的开发和应用仍在探索 石灰型土壤上能够显著改善花生对铁的吸收利用并
中。Ueno 等 ［4］ 利用 L-脯氨酸合成 PDMA（脯氨酸 提高光合作用效率。此外，天然高分子金属螯合剂

姜存仓，肖思赟 -2’-脱氧麦根酸），相较于 DMA（脱氧麦根酸），成本 HSAL 是一种基于硫酸木质素的改性材料，研究表
更加低廉，分子更加稳定。研究表明，PDMA-Fe 能 明，HSAL 可以有效螯合钙、铁、锌等微量元素以提
华中农业大学资源与环境学院/微量元素研究中心，武汉 430070
［6］
够活化土壤中的难溶铁，有效改善水稻、黄瓜的铁营 高养分的有效性，从而促进水稻和拟南芥的生长 。
摘要 微量元素是植物生长发育必需的营养元素，微量元素肥料在作物增产提质、逆境抗性和农田健康等
方面有重要作用。相对于传统的微量元素肥料，通过增效载体与微量元素有机结合制成的新型微量元素增效载
体肥料具有水溶性好、移动性快、稳定性强、难以被土壤固定且易于被植物吸收利用等特点。筛选或创制增效载
体是新型微量元素肥料研发的核心环节，本文概述了新型微量元素肥料增效载体及其类型、主要作用机制，综述
了新型微量元素肥料增效载体的研发现状及其在农业生产中的应用效果，指明了新型微量元素增效载体肥料在
实际应用中存在的问题，提出了针对性建议，并对其下一步发展趋势进行了展望。
关键词 增效载体； 新型肥料； 养分增效； 微量元素肥料； 肥料增效载体
中图分类号 TM3；TQ4 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2023）06-0026-09

微量元素是植物生长发育的必需营养元素，在 失，实现对传统微量元素肥料的改进。
植物的生命活动中起到了不可替代的作用。植物对 在保证粮食安全前提下，如何减少肥料用量，提
微量元素的需求量虽小，但一旦缺乏，则会影响作物 高其利用率，降低肥料对环境的影响，选择合适的增
的生长发育，导致作物产量、品质下降，甚至植株枯 效载体是实现肥料功能提升的关键环节。微量元素
［1］
萎死亡 。施肥是提高作物产量和品质的有效途径。 与增效载体形成的化合物的稳定性越好，对养分的
我国早期施用的微量元素肥料多为无机盐，如硫酸 运载能力越强，但是对于植物吸收利用而言，土壤中
亚铁、硫酸铜、硼砂等。无机微肥制备简单且生产成 养分的稳定性过高或过低都不理想，稳定性过高不利
本较低，但无机盐中的金属离子施入土壤后易被土 于根系吸收和有效地释放微量元素养分；稳定性过低 图1 新型微量元素肥料增效载体类型
2− 3− 2− 等固定，生成难溶性的 Fig.1 Efficiency enhancing carrier types of new micronutrient fertilizers
壤中的 CO 3 、PO 4 、SiO 3 易在土壤中被分解固定，无法安全到达植物根系。因
盐，难以被作物吸收利用，从而降低肥料利用率 ［2］ 。 而对微量元素增效载体的开发显得尤为重要。 2 增效载体的主要作用机制 国家禁用。
且无机盐在土壤中的酸碱度适宜范围较小，一旦土 本文介绍了目前微量元素肥料中增效载体的主 2.2 腐殖酸类
壤的酸碱性超过无机离子的适应范围，微量元素的 要类型，概述了近年来新型微量元素肥料增效载体 2.1 化学合成类
腐殖酸是由动植物残体（主要是植物残体）经微
［3］
有效性降低，且微量元素易被土壤胶体吸附 。肥料 的研发状况、应用效果以及作用机制，并对新型微量 自 1935 年 EDTA 首次人工合成以来，化学合成
生物的分解作用以及生物化学过程而形成的一种具
增效载体是能够对肥料中营养元素进行改性增效的 元素肥料增效载体发展趋势进行了展望，以期为新 类螯合剂开始被广泛应用于微量元素肥料中。目前
有复杂结构的大分子有机物质。根据腐殖酸在溶剂
功能物质，通常具有调肥、调根、调土、调代谢、信息 型肥料的开发提供参考。 主要有 EDTA、NTA（氨基三乙酸）、DTAP（二亚乙
中的不同颜色与溶解性差异可划分为黄腐酸（富里
靶向等功能。目前有关微量元素肥料的研究多采用 1 增效载体及其类型 基三胺五乙酸）、IDHA（亚氨基二琥珀酸）、EDDHA
有机螯合剂作为增效载体与微量元素在一定条件下 （乙二胺-N′N′-2-羟基苯乙酸）、HBED［N，N-二（2-羟 酸）、棕腐酸（胡敏素）、黑腐酸（胡敏酸）。腐殖酸含
进行螯合反应，形成具有稳定性质的螯合物，如 随着肥料行业的迅速发展，微量元素载体的种 基苯基）亚乙基二胺-N，N′-二乙酸盐酸盐］等。其中， 有 C、H、O、N 等元素以及羟基、羧基、羰基、醌基、酚
EDTA-Fe、黄腐酸-铁、赖氨酸-锌、山梨醇-硼等。相 类由人工化学合成类的 EDTA 发展到腐殖酸类、氨 生产和使用最为广泛的是 EDTA，能够有效结合金 羟基、醇羟基、甲氧基等含氧官能团。这些含氧官能
较于传统无机微量元素肥料，增效载体型微肥具有 基酸类等大分子有机物类，再到海藻提取物类、生物 属离子，与锌、锰、铜、铁等微量元素均可合成稳定的 团使得腐殖酸拥有弱酸性、离子交换性、络合性、氧
［9］
［7］
水溶性好、稳定性强、不易被土壤固定且利于作物吸 炭类、功能菌类等绿色新型增效载体，形成了种类繁 螯合物 。但在自然条件下 EDTA 生物降解的第一 化还原性以及生理活性等基本性质 。腐殖酸与金
收等优点，可以有效提高肥料利用率，减少养分损 多的新型微量元素肥料体系。根据载体的来源及作 个产物为 ED3A（乙二胺三酸酯），不易被普通微生物 属离子不仅可以按照一般方式生成盐，还可以通过
降解，可以自发环化为更顽固的 3KP（3-酮哌嗪-N， 其侧链上的含氧官能团与 Fe、Zn、Mg、B、Mo 等金属
收稿日期：2023 - 09 - 29 N-二乙酸酯），持续污染环境且具有一定的生物毒 的离子形成络合物或螯合物，通过络合（螯合）作用，
基金项目：国家重点基础研究发展计划项目（2023YFD1700204）
［8］
姜存仓，E-mail： jcc2000@mail.hzau.edu.cn 性 。因此，目前 EDTA、NTA、DTAP 等均被欧洲 使得土壤中难溶性或不溶性的微量元素转化为可溶