Page 35 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2023年第6期

第 6 期 姜存仓 等：增效载体在新型微量元素肥料中的应用现状及前景展望 27

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
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
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
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

-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
［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 。

图1 新型微量元素肥料增效载体类型
Fig.1 Efficiency enhancing carrier types of new micronutrient fertilizers
2 增效载体的主要作用机制 国家禁用。
2.2 腐殖酸类
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
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
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
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
基三胺五乙酸）、IDHA（亚氨基二琥珀酸）、EDDHA
酸）、棕腐酸（胡敏素）、黑腐酸（胡敏酸）。腐殖酸含
（乙二胺-N′N′-2-羟基苯乙酸）、HBED［N，N-二（2-羟
有 C、H、O、N 等元素以及羟基、羧基、羰基、醌基、酚
基苯基）亚乙基二胺-N，N′-二乙酸盐酸盐］等。其中，
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
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］
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
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
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，
［8］
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