氨基酸肥料在生产中的应用进展

自从李比希创立植物矿质营养学 说以来，人们一直认为植物只能吸收 无机态氮而不能吸收有机态氮。但随 着科学的发展，越来越多的证据表明 植物也能吸收有机态氮［１－３］。氨基酸是 一组分子量大小不等的有机化合物， 是合成蛋白质的基本单位，氨基酸可 提供有机氮源，植物可吸收分子态的 氨基酸［１］。大量研究证明，氨基酸可提 高作物产量和品质、增强作物抗性、改 善生态环境［４－１１］，因而氨基酸肥料作为 一种新型肥料逐渐得到认可。但由于 对氨基酸肥料的生产来源及氨基酸肥 料应用中的问题缺乏了解，一定程度 上限制了氨基酸肥料的发展应用。明 确氨基酸肥料的生产来源，掌握其应 用中注意的问题，对推动氨基酸肥料 的应用和发展，促进农业的可持续发 展具有重要的现实意义。
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超声波清洗。 ４．２ 漏液
漏液的原因可能是泵密封圈变 形，高压下产生泄漏。密封圈属于易耗 品，６～１２ 个月需定期更换。 ４．３ 系统压力升高
系统压力超过正常压力 ３０％以上， 可认为该系统压力不正常。造成原因 可能是保护柱的滤片有物质沉积或者 管路有堵塞，解决方法是更换滤片或 者逐段检查管路并更换。 ４．４ 基线产生漂移
关于氨基酸肥料影响作物品质方 面，陈贵林以甘氨酸、异亮氨酸和脯氨 酸的不同组合及尿素替代 ２０％硝态氮， 通过水培试验研究其对水培不结球白 菜和生菜硝酸盐含量和品质的影响。 结果表明，氨基酸部分替代营养液中 硝态氮后，不但可显著降低 ２ 种蔬菜 体内硝酸盐含量，而且可改善品质。原 因是不结球白菜和生菜会优先吸收甘 氨酸、异亮氨酸和脯氨酸，从而抑制植 株根系对硝态氮的吸收，进而减少 ２ 种蔬菜体内的硝酸盐含量［１７］。张政也 发现，在无菌培养条件下，以甘氨酸作 氮源不会增加黄瓜植株硝酸盐的含 量，因为甘氨酸是以分子态被完整吸 收的［１８］。而刘伟在温室基质栽培条件 下，用氨基酸作氮源一定程度降低了 番茄的硝酸盐含量，但与以硝态氮作 氮源相比差异不很显著［１６］。武彦荣等 的田间试验发现，叶面喷施氨基酸明 显提高了不结球白菜体内的硝酸盐含 量［１９］。以上研究结果的差异在于，虽然 一 些 作 物 可 吸 收 分 子 态 的 氨 基 酸 ，但 在田间条件下，由于土壤微生物的存 在，部分氨基酸可能是被分解为无机 氮后吸收的，因此在生产上，用氨基酸
经水解或发酵产生的氨基酸肥 料，是以复合氨基酸为主体的肥料，同 时含有糖、蛋白或菌体和其他金属离 子。有研究表明，混合氨基酸的肥效大 于单种氨基酸的肥效，肥效好的某些 单个氨基酸组成的氨基酸群体，其肥 效作用仍然高，而肥效作用较差的某 些氨基酸组成的氨基酸群体，其肥效 作用仍然偏低，认为氨基酸成分仍然 存在优选问题［１］。实际应用蛋白水解或 发酵产物作氨基酸肥料时，一般都为 混合氨基酸，但不同的工艺和不同氨 基酸的废液，其废液所含氨基酸的种 类和浓度不一样，因而，对同一作物肥 效也有差异，因而也有优选的问题存 在。如何根据作物需要进一步优化肥 料的组成和结构，调节各成分比例相 互平衡，使生产的品种呈多元化专用 化，应在实践中加以探索和试验。
某些发酵工业提取所需氨基酸 后，废液中仍含有大量的其他氨基酸， 利用这些废液生产混合氨基酸肥料， 也是目前氨基酸肥料生产的主要方 式。如利用谷氨酸发酵废液生产氨基 酸植物营养液，其营养丰富、肥效高，
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｉｎｏ
Ａｃｉｄ
Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｉｎ
Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
Ｚｈａｎｇ Ｌｉａｎ-ｑｉｕ et al (Jining Academy of Agricultural Science, Jining, Shandong 272031)
检测器未达到稳定状态可使基线 产生漂移。电导池或流动池内产生气 泡、单向阀、检测池被沾污也会造成基
线不平稳。池内气泡可增加出口的反 压和向池内注射乙醇或异丙醇除去， 单向阀、检测池被沾污可用酸清洗。 ４．５ 保留时间缩短或延长
种氨基酸和制造氨基酸肥料［４，９］。如加 工油菜菜籽后的饼粕，含蛋白质 ３５％￣４５％， 是研究较多的一种原料。王永红以菜 粕作为主要基质，添加 １４．１％麸皮，控 制基质含水量 ５４．４％，起始 ｐＨ ９．１５，接 种 ５．０％混合菌种 （嗜麦芽糖寡养单胞 菌和短小芽孢杆菌），发酵 ６ ｄ，增加了 游离氨基酸和小肽含量，为工业化培 养与大规模产业化利用菜粕固体发酵 生产氨基酸肥料生产工艺提供了理论 依据［４］。同样，华东理工大学生化教研 组，将豆类植物和毛发水解液配制成 不同浓度的氨基酸营养溶液，肥效结 果 表 明 可 使 水 稻 产 量 提 高 ４．４４％ ￣ ９．７０％［５］。何珍珍以废丝废茧为原料，稀 硫酸溶液水解废丝废茧蛋白，反应结 后加 Ｂａ （ＯＨ）２ 完全中和滤液，减压过 滤，滤液离心后，可得氨基酸水解液［１３］。 丰富低廉的工农业废弃蛋白原料来 源，使氨基酸肥料生产的成本越来越低， 为氨基酸肥料的快速发展提供了物质 基础。 １．２ 发酵废液
每种肥料都有其适用的作物范围 和浓度范围，超出作物的用量范围即 会产生不利影响。李志伟采用盆栽试 验方法研究了味精废渣肥对油菜生长
和土壤化学性状的影响。与等氮量的 尿素比较，施用 Ｎ１（１００ ｍｇ Ｎ·ｋｇ－１）、 Ｎ２（２００ ｍｇ Ｎ·ｋｇ－１）水平味精废渣肥比 尿素处理油菜生物量分别增加 ７．９％、 １５．４％；而 Ｎ３（４００ ｍｇ Ｎ·ｋｇ－１） 处理，施 用尿素处理出苗后死亡，而施用味精 废渣肥的处理，也比不施氮处理油菜 生物量显著降低［７］。周学来将废液作为 番茄营养液浇施时，认为应根据番茄 能耐受的营养液电导率要求确定稀释 倍数［８］。刘伟在温室基质栽培条件下， 以不同比例（２８．５７％和 ５７．１４％）的氨基 酸态氮分别代替无机营养液里的硝态 氮，制成低浓度和高浓度氨基酸营养 液。低浓度氨基酸态氮提高了番茄可 溶性糖含量，高浓度氨基酸态氮降低 了番茄 Ｖｃ 的含量，得出结论氨基酸可 作为番茄的氮源，但在总氮中的比例 不宜超过 ５０％［１６］。因此，在生产中，应根 据不同的作物选择适当的浓度以利于 作物生长和品质提高。 ２．３ 对不同作物品质的影响不一
收稿日期 2014-06-05 ４８
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易使用。经检测，谷氨酸及各种衍生氨 基酸含量达到 １７．８４％，水分 ４３．９２％，有 机质为 ２２．０５％，全氮 ５．９４％，全磷２．３１％，全 钾 ０．０９％，其余为残糖、微量元素等，具 有 溶 解 快 、易 吸 收 、肥 效 高 等 优 点 ，其 丰 富 的 营 养 成 分 在 改 善 土 壤 环 境 、提 高肥力、提高产量和作物抗性方面表 现突出。周学来将谷氨酸发酵废液适 当稀释处理后作为番茄营养液浇施的 效果优于完全营养液［ ｔ 母液。胱氨酸母液中含 有 １７ 种氨基酸，总含量达 ２４．８％［１４］。废 液稀释后直接喷施，对蔬菜有增产作 用。如在废液中加入磷、钾等元素组成 的添加剂肥效更加明显，增产幅度大 于废液和添加剂增产幅度的总和。废 液中添加的各种成分被作物吸收后出 现互补增效现象［１２］。利用工业废弃物 生产氨基酸肥料的方式，不仅解决工 业生产中的废水处理问题，变废为宝， 而且开发利用了氨基酸资源，提高资 源和能源综合利用水平，促进了农业 的生态发展，产生较大的经济效益和 社会效益。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Amino acid fertilizer; Production source; Application; Prospects
作者简介 张连秋（1971-），男，山东嘉祥人，高级农艺师，从事农业技术推广工作。 *通讯作者，农艺师，博士，从事植 物营养与土壤肥料研究，E-mail:jmzhang1301@。
摘要 介绍了氨基酸肥料的生产来源，实际应用中应注意的问题，如应与无机氮肥配施，应 根据作物类型选择浓度，对不同作物的品质影响不一。并对其未来应用前景进行了展望，为 合理施用氨基酸肥料，推动生态农业发展提供了依据。
关键词 氨基酸肥料；生产来源；应用；前景
中图分类号：S963.9 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2014）06-048-02
１ 来源 生产氨基酸肥料的主要工艺是水
解或微生物发酵，根据工艺的不同，氨 基酸肥料的标准也不同，水解得到的 氨基酸肥料水溶性氨基酸应低于 １０％， 而微生物发酵得到的应不低于 １５％。 １．１ 动物毛发和植物边角料
近 年 来 ，随 着 化 学 工 业 的 发 展 ， 常利用动物毛发和植物边角料提取各
或其他有机氮作氮源同样会增加作物 的硝酸盐含量。
３ 展望 由水解或发酵产生的氨基酸肥料
中 含 有 大 量 的 小 分 子 有 机 化 合 物 ，因 而将其作为螯合剂，开发新型多功能 肥料得到较快发展。研究较多的是氨 基酸微量元素螯合肥。无机微肥吸收 生化功能较差，易被土壤固定，且微量 元素间有明显的拮抗作用，利用率低、 难以满足植物生长的需要；利用 ＥＤＴＡ、 柠檬酸、酒石酸等作为螯合剂生产螯 合微肥成本甚高。现已制备出含 Ｍｏ、 Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ 等多元微肥，具有抵抗干 扰、缓解金属离子间的拮抗作用、良好 的化学稳定性、易被植物吸收利用等 特点，而且失去金属离子还原后的氨 基酸本身还具有营养作用，也是促进 植物生长的优质氮肥［２０］。氨基酸螯合微 肥是目前农作物生长最理想的微肥， 已作为一种新型肥料应用于农业生 产。目前还有氨基酸农药和肥料结合 在一起的产品，既可以施肥，还可以 杀虫灭菌。因而系统开展氨基酸肥料 功能研究，发挥氨基酸潜能，提高其利 用率和生物学效价，是生态农业的要 求，是农业可持续发展的必然趋势。
２ 应用中应注意的问题 ２．１ 应与无机氮肥配施
氨基酸是一种有机氮源，目前研 究表明，氨基酸不能完全替代无机氮 肥，应与无机氮肥配施才有好的效益 和效果。田雁飞在测土配方施肥基础 上，开展水稻减量化施肥与氨基酸水 溶性肥配施的效果试验，结果表明，减 氮 １０％＋ 氨基酸水溶性肥处理可增产 ６．７３％，节本增收 １９．７７％；减氮 １５％＋ 氨 基酸水溶性肥处理则产量和收入与测 土配方施肥处理持平；减氮磷钾各 １０％ ＋ 氨基酸水溶性肥处理则显著减少了 水稻产量和农民收入。因此，测土配施 肥基础上氮肥减量 １０％或 １５％，并配合 喷施氨基酸水溶肥可达到稳产或增产 目的，且环境效益可观［１５］。 ２．２ 应根据作物类型选择浓度