包膜型控释肥包膜材料的研究与展望

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广东农业科学２００９年第７期包膜型控释肥包膜材料的研究与展望

苗晓杰．蒋恩臣

（华南农业大学ｔ程学院，广东广州５１０６４０）

摘要：通过从无机材料和有机材料２个方面总结了现行国内外包膜型控释肥包膜材料的主要种类。并进行展望。为今后研究控释肥的控释材料提供参考。

关键词：控释肥：包膜型控释肥；包膜材料

中图分类号：Ｓ１４７．３文献标识码：Ａ文章编号：１００４—８７４Ｘ（２００９）０７－０１１２—０４

化学肥料在农业上的地位极其重要。据联合国粮农组织统计．农业增产约５０％的贡献来自化肥。化肥在带来高产出的同时。由于人们片面追求这个高产出。而盲目超量施用化肥，忽视施用有机肥，造成农产品品质下降。又给土壤、地下水等农业生产环境带来了污染。控释肥作为解决化肥负面作用的有力措施。得到全世界的普遍重视。学者们纷纷开展研究１“。但是现行控释肥的研究中仍存在一些问题，如控释效果不佳、肥料价格偏高、质检标准不完善等。其中肥料价格偏高是影响控释肥大面积推广使用的主要因素．而决定控释肥价格的最主要的因素就是控释材料的价格。而且控释材料的选择也影响控释肥的质量和控释效果。因此控释材料的研究是控释肥研究中的重点内容。本文通过从无机材料和有机材料２个方面总结了现行国内外包膜型控释肥包膜材料的主要种类，以期为今后研究控释肥的控释材料提供参考。

１无机包膜材料

１．１硫磺

硫包膜肥料的发展历史可追溯到２０世纪２０年代。当时美围为了解决冶炼工业中副产品硫的利用问题，开发出硫包尿素，经过近３０年的研究于２０世纪６０年代才形成一定规模的生产能力。随后在加拿大、日本、以色列等国相继有此类产品问世１２１。美国于１９６１年开发出的包硫尿素．包硫量一般占肥料重量的１６．５％，密封剂占２％。调节剂占２．４％．其成本比尿素高３０％，局限用于园林、经济作物１”。硫包尿素在包膜肥料中占有特殊地位．硫作为包膜材料其本身又是营养元收稿日期：２００９－０３－０３

作者简介：苗晓杰（１９８４一），男，博士生

通讯作者：蒋思臣（１９６０－），男，博士，教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｃｊｉａｎｇ＠ｓｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ素．而且价格较低，因此有利于大面积推广。

１．２高表面活性矿物

高表面活性矿物是指具有较高的表面活性和较大比表面积的无机非金属矿物．通常包括层状结构的粘土矿物（如蒙脱石、高岭石、蛭石等）、层链状结构的粘土矿物（如海泡石、坡缕石等）、架状结构的沸石族矿物以及硅藻土等矿物。高表面活性矿物的层状结构和层间的几何空间层间域是良好的化学反应场所，经改性后能有效地作为肥料和土壤的活化材料１４１。国外有研究者在高渗透性稻田土壤中加入肥料的同时，加入沸石（按０．０１ｔ／ｍｒ）。４周后测定表明，氮的利用率提高到６３％１５】。宋波等１６Ｉ利用改性柱撑蒙脱石对尿素和磷铵进行非包膜处理结果表明．与对照相比．可显著提高作物累积生物量和氮磷利用率：红外光谱分析结果也表明柱撑蒙脱石与尿素发生作用。使Ｃ—Ｎ键和Ｎ—Ｈ键与材料的表面键合作用增强，从而延长了肥效并提高了氮的利用率。柱撑蒙脱石与磷铵中的ＨｎＰＯ。成键作用增强，从而提高了磷的有效性。陈慧泉等同以尿素为基质．以硅藻土、膨胀珍珠岩等多孔物质或钙镁磷肥为包膜材料，研究了包膜材料、粘结剂、包膜厚度对肥份释放速度的影响．结果表明该肥料肥份保持时间长、淋溶小。并具有一定的保水作用。

１．３化学肥料

利用无机化学肥料即是用以肥包肥的方式生产控释肥。早在１９７３年，中科院南京土壤研究所就成功研制出钙镁磷肥包膜的碳酸氢铵，不仅控制了养分的释放，而且抑制了氨的挥发，具有良好的肥效，增产显著１８Ｉ。到了２０世纪８０年代中期，我国部分科研院所和企业相继开展了包膜型缓释／控释肥料的研究，并推出产品Ｊ９ｌ。如郑州乐喜施肥料公司生产出以钙镁磷肥为包膜、尿素为基质的商品名为Ｌｕｘｕｒｉａｎｃｅ、Ｌｕｘｅｃｏｔｅ、Ｌｕｘａｃｏｔｅ的缓释肥：浙江龙游化工厂研制生产的硫铵

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包膜肥料１１０１。原广州氮肥厂生产的涂层尿素掣１１】。

１．４竹炭

竹炭是竹材热解得到的主要产品之一．因其具有特殊的微孔结构和生物学特性．可作为一种新型吸附材料，在环境保护、医学和食品等领域具有广泛的应用前途ｌ肛１４Ｊ。纪锐琳等１１５１将聚丙烯树脂溶解于有机试剂中制成涂膜液，均匀涂覆于尿素颗粒表面后，加入一定量的竹炭粉制成竹炭包膜尿素。并通过试验得出结论：竹炭包膜尿素具有一定的缓释性能，其氮素的２９ｄ累积淋出率比普通尿素低９．９３％一１６．２７％；施用竹炭包膜尿素的氮挥发量显著低于普通尿素，降幅为１６．６６％～３１．８０％：施用竹炭包膜尿素的玉米生物量和氮素利用率分别提高１２．８％～２４．１％和１０．５０％～１６．９９％。

除上述材料外．石膏、草炭、硅酸盐等也被用于制造包膜控释肥。无机材料成本较低，且对土壤不构成危害．同时能为植物提供多种盐基离子，具有一定的缓释效果：但无机物包膜肥弹性差、易脆，控释效果不佳。因此．越来越多的研究者将重点放在有机材料的研究上。２有机包膜材料——天然高分子材料

用于制造控释肥的有机材料主要是一些高分子材料．可以分为天然高分子材料和人工合成高分子材料２大类（鉴于高分子材料分类的差别，特别说明：本文所提到的人工合成高分子材料也包括某些文献中所说的半合成高分子材料）。已被用于试验的天然高分子材料主要包括以下几种：

２．１木素

王德汉等【１６１利用工业木质素作为包膜材料对颗粒尿素进行包膜处理，制成一系列缓释尿素。玉米和菜心盆栽肥效试验结果发现，无论是作物生物量还是氮肥利用率方面．木质素包膜尿素效果比较好，木质素包膜尿素的缓释效果与包膜量并不呈正相关。木质素包膜尿素的缓释特性比普通尿素具有较强的“后效”，能保持养分的持续、均衡供给，提高了作物的产量和尿素氮肥的利用率。减少了氮肥对环境的污染。ＣａｒｍｅｎＧａｒｃｉａ［１７】用牛皮松树木质素包膜尿素，发现对于干物质和植物氮的吸收来说，包膜肥料比未包膜要好得多。２．２天然橡胶

Ｈａｎａｆｉ等㈣用天然橡胶包膜复合肥，并与聚氯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸包膜肥料相比，肥效为：聚氯乙烯一天然橡胶＞聚丙烯酰胺＞聚乳酸＞＞未包膜。天然橡胶的玻璃化温度较低，成膜发粘。并不太适合用作肥料的包膜材料。但天然橡胶经过硫化ｆ１９１，通过添加一些物

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质进行改性处理后就可以用作肥料的包膜材料。用改性天然橡胶制成的缓释肥料。其膜硬且无粘性，便于储存和施用。

２．３植物油

植物油包膜肥料，往往是几种油的混合物包膜，如桐油、亚麻籽油与其它物质的混合包膜肥料。不饱和油如亚麻籽油、红花油、向日葵油、蓖麻油、大豆油等含有有机酸的甘油也可用于各种肥料的包膜。美国专利１２０１报道在催化剂的存在下，把不饱和油的混合物（含１２—２４个碳原子１预先聚合，在交联剂的作用下可形成具有三维结构的聚合物包膜。在中国，唐辉等１２１ｊ对桐油包膜尿素进行了系统的研究，在包膜率为１０％～１５％下获得在黑麦草种植试验中养分释放周期超过３０ｄ的包膜尿素，同时发现与普通尿素相比，桐油包膜尿素处理表现出较长的氮肥释放周期和绿色延续期。

２．４腐殖酸

腐殖酸来源广泛。在土壤中添加腐殖酸，可以改善由于长期施用无机盐造成的土壤变质。用腐殖酸包膜尿素。可以显著地提高尿素在土壤中的缓释性。Ｍｕｒｄｏｃｈ—Ｂｒｏｗｎ等固通过肥料养分释放试验表明，腐殖酸包膜尿素１０周后在湿度较低下氮还有６２％。在湿度较高的情况下也有４８％，而未包膜尿素氮只有ｌ％。可见腐殖酸多用作有机添加剂用于缓／控释肥料中工作值得进一步深入研究。

２．５壳聚糖

壳聚糖是由甲壳素脱乙酞基得到的一种重要衍生物。甲壳素是第一大天然高分子，在我国，其来源十分丰富。壳聚糖能被生物降解，是一种无毒、无污染的可再生资源。在化工、环保、食品、纺织、医药、膜分离等领域受到了国内外学者的广泛关注。壳聚糖具有良好的成膜性。易于制成包膜材料．如采用将壳聚糖与明胶、藻酸盐等共混，用戊二醛交联的方法制备壳聚糖药物包膜或微囊材料１２３－２５１。陈强等［２６１采用壳聚糖、ＰＶＡ、淀粉为基本原料，采用共混、交联的方法制备出新型的可生物降解的多功能缓释肥料包膜材料，复合膜的表面形貌非常均匀、光滑，用此膜制备的缓释肥料，具有很好的缓释效果。

除上述几种天然有机高分子材料外，松脂、植物淀粉等也常用于并且多跟人工合成高分子材料一起用于包膜控释肥料（在人工合成高分子材料中有述）。天然高分子材料虽然来源广、无毒、稳定、成膜性好、价廉易得，但其易被生物降解，控释效果较差，一般要通过改性后才能作为控释肥的包膜材料。因此，人工合成高分

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子材料在包膜材料中逐渐起到非常重要的作用。

３有机包膜材料——人工合成高分子材料人工合成高分子材料种类随着高分子科学的快速发展日益增加．其分类标准也多种多样，若以化学和化工的标准，高分子化合物可以分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物３类田Ｉ。其中碳链聚合物的大分子主链完全由碳原子组成．绝大部分二烯类和二烯类的加成聚合物属于这一类聚合物，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯：杂链聚合物的大分子主链中除了碳原子外。还有氧、氮、硫等杂原子，如聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等；元素有机聚合物则是大分子主链中没有碳原子。主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。但侧基多半为有机基团，如甲基、乙基、乙烯基、苯基等，元素有机聚合物可称为半有机高分子。

依此分类标准，国内外用于控释肥包膜的人工高分子聚合物材料主要是碳链聚合物和杂链聚合物，且包膜材料多为几种高分子的混合物，故包膜材料分类界限并不明显，因此不再分类。

１９６４年美国ＡＤＭ公司以二聚环戊二烯和丙三醇酯共聚生产包膜复合物，商品名为ＯｓｍｏｃｏｔｅＩ捌。目前Ｏｓｍｏｃｏｔｅ仍为世界上最有影响的包膜肥料。在美国也有研究者用乙烯甲基丙烯酸共聚物锌盐１２９Ｉ和水分散的乙基纤维素脚Ｉ做包膜材料。日本在高分子聚合物包膜肥料方面的研究．主要以聚烯烃为主体，再加入一些高分子聚合物进行共聚，简称ＰＯＣＦ工艺【３１１。ＰＯＣＦ包膜剂是由聚烯烃（ＰＥ）一乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物（ＥＶＡ）和无机填充料滑石粉所组成。以此生产的控释肥Ｎｕｔｒｉｃｏｔｅ与美国的Ｏｓｍｏｃｏｔｅ同为国际知名品牌。德国ＢＡＳＦ公司的ＫｏｌｔｅｒＫ等ｆ３２Ｉ用聚乙烯乙酸酯和Ｎ一乙烯吡咯烷酮制作包膜材料．并在很多国家申请了专利。荷兰两勒公司（ＳｉｅｒｒａＥｕｒｏｐｅＢＶ）生产控释肥采用的包膜材料为环戊二烯和丙ｉ醇脂（亚麻子油）的共聚物。以色列的Ｗａｘｍａｎ用聚乙烯、聚苯乙烯或乙烯一乙烯乙酸共聚物与肥料粉末混合。加热使熔融。然后冷却粒化，再用水不溶性油处理，制造控释包膜肥【３３Ｉ。

我国研究者从２０世纪８０年代才开始采用聚合物包膜生产控释肥。１９８５年。北京市园林科学研究所与北京市化学工业研究院开发了酚醛树脂包膜复合肥：９０年代中期北京化工学院的徐和昌等１９Ｊ开发了尿醛树脂包膜肥；“十五”期间沈阳农业大学承担了国家“８６３”计划一“新型缓／控释肥料研制及其产业化”和辽宁省攻关课题一“新型肥料研制与高效利用”研究．应用聚乙烯醇（ＰＶＡ）、淀粉、聚乙烯基吡咯烷酮ｆＰＶＰ）和一氧化硅粉为主要包膜材料，添加适量硝化抑制剂和脲酶抑制剂在常温条件下包涂多种专用复合肥料．获得多项国家发明专利ｆ３４Ｉ。除此之外，郑州Ｔ业大学的许秀成１９１、华南农业大学的廖宗文阁等也在聚合物包膜方面进行了大量研究。聚合物包膜的配方不容易确定．需要多次摸索实验才能成功包膜，有些研究者为了保护自己的研究成果，在发表论文时并不直接写明所用材料．所以这方面的资料相对来说不太丰富。

人工合成高分子材料包膜的优点是包膜厚度可以控制、对土壤条件不敏感、养分扩散速率由聚合物的化学性质控制．因而可实现对养分的控释：其缺点是包膜材料价格高、包膜工艺比较复杂，并且，人工合成高分子化合物一般不溶于水．需要有机溶剂溶解。所以在土壤中分解缓慢，容易对环境造成污染１３６－３８】。

４展望

４－１控释肥的包膜材料多种多样．各有优点和不足：随着新材料的不断开发，用于包膜的材料会越来越多。值得注意的是。各国的土壤状况和农业生产情况差别很大。所以在控释肥材料研究方面可以借鉴别人的经验，但不可照抄照搬，而应从本国的实际情况出发，寻找和研究来源丰富、价格低廉、工艺简单的包膜材料。惟有如此。才有可能实现控释肥的大量生产和大面积推广。

４－２在加强控释肥材料研究的同时，不可忽视控释肥其它方面的研究。控释肥虽然近年来成为科研的热点领域，但是还有很多不成熟的地方，比如控释肥的命名和定义、控释肥的质量检测标准、控释肥的造粒设备、控释肥的包膜工艺等。所有这些都应该得到科学工作者的匿视。

４．３控释肥的研究涉及到农学、工学、理学等众多学科的知识，比如肥料学、土壤学、植物营养学、材料学、机械学、化学、化学丁程等．在估算成本、推广应用过程中，甚至连管理学和经济学的知识也有所涉及，所以应当加强不同学科之间的联系与合作，集中多个学科的优秀人才，发挥多个学科的优势，这样才能真正把控释肥的研究做好。

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包膜型缓控释肥含控释肥、缓释肥的概念区分(优质参考)

包膜控释肥据权威人士估计, 发展中国家粮食的增产中, 其55% 归功于化肥的作用。但是，化肥的利用率普遍偏低，氮肥利用率仅为30%～35%，磷肥仅为10%～25%，钾肥为35%～50%，如此低的利用率不仅造成资源的巨大浪费，还造成了严重的环境污染，有些地区出现地表富营养化、地下水和蔬菜中氮的含量严重超标等问题。缓释和控释肥( slow and controlled release fertilizers, 简称SRFs和CRFs)为解决这个问题开辟了新的思路和更有效的途径，这已成为化学肥料革新和研究的热点。一、控释肥、缓释肥的概念区分一般认为，所谓“释放”是指养份由化学物质转变成植物可直接吸收利用的有效形态的过程(如溶解、水解、降解等)；“缓释”是指化学物质养份释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养份的释放速率；“控释”是指以各种调控机制使养份释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间)与作物吸收养份的规律相一致。因此，在生物或化学作用下可分解的有机氮化合物肥料(如脲甲醛)通常被称为缓释肥(SRFs)，而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥(CRFs)。其中控释肥，根据不同的控释方法又可分为包膜肥料（CoatedFertilizers）和非包膜肥料（Uncoated Fertilizers，如胶粘肥料、载体肥料等）两大类。由于包膜型控释肥其包膜材料众多、配方多变，能适应不同作物的养分需求，因此在国内外研究，占缓/控释肥料的50%以上；且技术上更为成熟、商品化应用更广。二、包膜控施肥的国内外研究应用情况美国是世界包膜肥料的发源地，2O世纪6O年代中期，美国首先研制成功硫包膜尿素(SCU)，其包膜层由包硫层、密封层(石蜡一煤焦油)、扑粉层组成。在当前的包膜肥料中，硫包膜尿素是一类很重要的包膜肥料，尤其适用于缺硫土壤；1964年美国ADM公司用二聚环戊二烯和丙三醇共聚生产出聚合物包膜控释

国内外控释肥品牌介绍

缓控释肥料的发展历程与前瞻控释肥料是以包膜、包裹的方式达到延长水溶性肥料的肥效期，提高肥料利用率，减轻施肥过量对环境的污染，日益受到各国专家的重视。氮肥因受到脱氮(denitrification)、挥散(volatilization)、淋溶(leaching)、土壤固定(soil fixation)以及土壤表面径流(surface runoff)等作用之影响，氮素损失高达50%以上，尤其在高温多雨气候下，施用方法不当如表土施肥不覆盖，以及排水不良或水田不排水等情况下施肥，氮肥利用率可能更低。钾肥亦同样因淋溶、表面径流、土壤固定等作用而容易损失。以提高作物对营养要素回收的立场观之，控释肥有下列三个主要的优点： 1. 减少要素因淋溶与表面径流所造成之损失； 2. 减少土壤中之化学性与微生物性的固定作用； 3. 对氮素而言，减慢硝化作用及减少因氨挥散与脱氮之损失；另外尚有下列各项优点： 4. 减少因局部聚积高浓度之盐分与大量施肥所造成之种子与幼苗之肥伤与叶面灼伤； 5. 以稳定的速率供应营养成分，可以改善作物之质量； 6. 对饲料作物而言，施用控释肥可以获致较佳的生长，使其季节性之分配较佳，配合牲畜之需求； 7. 获得较高的经济效益及节省施肥次数。

控释肥的研究已有多年历史先后研制的有尿素甲醛(Ureaform, UF)、尿素乙醛(Crotonylidene diurea, CDU)、异丁醛二尿素(Isobutylidene diurea, IBDU或 IB)、胍脲盐(Guanylurea salt)、乙二酰二胺(Oxamide)、被覆肥料(Coated fertilizers)与浆状肥料(Paste fertilizer)等。一、控释肥料的基本概念、测定标准及制程简介 1、基本概念包膜肥料：根据《中国农业百科全书》定义，包膜肥料为在肥料颗粒表面涂覆其它物质制成的一类缓释肥料，用于成膜的物质有天然产品和人工合成的多聚体如聚氨基甲酸乙酯、聚乙烯、石蜡、油脂、沥青和硫磺等，它们成膜后具有减少肥料与外界的直接接触、控制水溶性肥料粒子中养分的释放速率、改善肥料理化性能等作用。基本上包膜材料除硫磺外，大多为非植物营养物质，因此，包膜层不允许太厚。但为了形成完整的密封层，也不能太薄(因肥料颗粒表面并非完全圆润光滑，而是存在凹陷与凸起)。通常包膜层重量为肥料总重量的10%一30％。包裹肥料(肥包肥)：包裹肥料是包裹型复合肥料的简称。据中国包裹型肥料制造联合体技术数据定义:包裹型复合肥料是一种或多种植物营养物质包裹另一种植物营养物质，而形成的植物营养复合体，虽然符合此定义的肥料早已发明如美国的裹硫尿素(sulfur-coated urea, SCU)，但是此定义是郑州工业大学许秀成等1987年的发明专利中提出的。包裹肥料与包膜肥料的共同点均为通过包覆，使肥料达到缓释的目的，而其主要区别在于，包裹肥料是以肥料包裹肥料，因此，包裹层的重量可占肥料总重量的30％-80％。此外还有涂层肥料等等能够控制核心肥料不会在短时间内释放的肥料。 2、控释肥料测定标准对于控释肥料的测定标准，目前还没有国际标准，世界各地有主导的几种测定方法：

包膜型控释肥包膜材料的研究与展望

１１２广东农业科学２００９年第７期包膜型控释肥包膜材料的研究与展望苗晓杰．蒋恩臣（华南农业大学ｔ程学院，广东广州５１０６４０）摘要：通过从无机材料和有机材料２个方面总结了现行国内外包膜型控释肥包膜材料的主要种类。并进行展望。为今后研究控释肥的控释材料提供参考。关键词：控释肥：包膜型控释肥；包膜材料中图分类号：Ｓ１４７．３文献标识码：Ａ文章编号：１００４—８７４Ｘ（２００９）０７－０１１２—０４化学肥料在农业上的地位极其重要。据联合国粮农组织统计．农业增产约５０％的贡献来自化肥。化肥在带来高产出的同时。由于人们片面追求这个高产出。而盲目超量施用化肥，忽视施用有机肥，造成农产品品质下降。又给土壤、地下水等农业生产环境带来了污染。控释肥作为解决化肥负面作用的有力措施。得到全世界的普遍重视。学者们纷纷开展研究１“。但是现行控释肥的研究中仍存在一些问题，如控释效果不佳、肥料价格偏高、质检标准不完善等。其中肥料价格偏高是影响控释肥大面积推广使用的主要因素．而决定控释肥价格的最主要的因素就是控释材料的价格。而且控释材料的选择也影响控释肥的质量和控释效果。因此控释材料的研究是控释肥研究中的重点内容。本文通过从无机材料和有机材料２个方面总结了现行国内外包膜型控释肥包膜材料的主要种类，以期为今后研究控释肥的控释材料提供参考。１无机包膜材料１．１硫磺硫包膜肥料的发展历史可追溯到２０世纪２０年代。当时美围为了解决冶炼工业中副产品硫的利用问题，开发出硫包尿素，经过近３０年的研究于２０世纪６０年代才形成一定规模的生产能力。随后在加拿大、日本、以色列等国相继有此类产品问世１２１。美国于１９６１年开发出的包硫尿素．包硫量一般占肥料重量的１６．５％，密封剂占２％。调节剂占２．４％．其成本比尿素高３０％，局限用于园林、经济作物１”。硫包尿素在包膜肥料中占有特殊地位．硫作为包膜材料其本身又是营养元收稿日期：２００９－０３－０３作者简介：苗晓杰（１９８４一），男，博士生通讯作者：蒋思臣（１９６０－），男，博士，教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｃｊｉａｎｇ＠ｓｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ素．而且价格较低，因此有利于大面积推广。１．２高表面活性矿物高表面活性矿物是指具有较高的表面活性和较大比表面积的无机非金属矿物．通常包括层状结构的粘土矿物（如蒙脱石、高岭石、蛭石等）、层链状结构的粘土矿物（如海泡石、坡缕石等）、架状结构的沸石族矿物以及硅藻土等矿物。高表面活性矿物的层状结构和层间的几何空间层间域是良好的化学反应场所，经改性后能有效地作为肥料和土壤的活化材料１４１。国外有研究者在高渗透性稻田土壤中加入肥料的同时，加入沸石（按０．０１ｔ／ｍｒ）。４周后测定表明，氮的利用率提高到６３％１５】。宋波等１６Ｉ利用改性柱撑蒙脱石对尿素和磷铵进行非包膜处理结果表明．与对照相比．可显著提高作物累积生物量和氮磷利用率：红外光谱分析结果也表明柱撑蒙脱石与尿素发生作用。使Ｃ—Ｎ键和Ｎ—Ｈ键与材料的表面键合作用增强，从而延长了肥效并提高了氮的利用率。柱撑蒙脱石与磷铵中的ＨｎＰＯ。成键作用增强，从而提高了磷的有效性。陈慧泉等同以尿素为基质．以硅藻土、膨胀珍珠岩等多孔物质或钙镁磷肥为包膜材料，研究了包膜材料、粘结剂、包膜厚度对肥份释放速度的影响．结果表明该肥料肥份保持时间长、淋溶小。并具有一定的保水作用。１．３化学肥料利用无机化学肥料即是用以肥包肥的方式生产控释肥。早在１９７３年，中科院南京土壤研究所就成功研制出钙镁磷肥包膜的碳酸氢铵，不仅控制了养分的释放，而且抑制了氨的挥发，具有良好的肥效，增产显著１８Ｉ。到了２０世纪８０年代中期，我国部分科研院所和企业相继开展了包膜型缓释／控释肥料的研究，并推出产品Ｊ９ｌ。如郑州乐喜施肥料公司生产出以钙镁磷肥为包膜、尿素为基质的商品名为Ｌｕｘｕｒｉａｎｃｅ、Ｌｕｘｅｃｏｔｅ、Ｌｕｘａｃｏｔｅ的缓释肥：浙江龙游化工厂研制生产的硫铵万方数据

新型高分子包膜控释肥料研发

新型高分子包膜控释肥料研发 Research and Development of Polymer Coated Controlled-release fertilizes 中国农业大学新型肥料研究中心胡树文化学肥料是农业最重要的生产资料之一。但是，近年来由于化肥用量的快速增长，施肥不合理现象极为突出，如肥料利用率低、资源浪费、环境污染和农业生产成本增加等（吕殿青等，1998;谷洁等，2000)。缓/控释肥料是一种通过各种调控机制，预先设定肥料在作物生长季节的释放模式，使其养分释放与作物需肥规律相一致的肥料（马丁.特伦克尔，2002)。其在提高肥料利用率、节省成本、减少环境污染等方面有很大的发展空间，并已成为该领域的研究热点。随着缓/控释肥料的快速发展，其己进入广大消费者的视野，国内外也已涌现出具有一定规模的知名企业。特别是在国内，近十年来缓/控释肥料产业发展迅速，缓/控释肥料研发、生产体系初具规模。广大科研工作者同企业联合，从最初的模仿国外先进工艺发展到目前的自主独立研发，已在膜材开发和工艺研发等方面发表了很多文章和专利，特别是在膜材研究和连续化生产方面部分研究成果已达到国际先进水平。 1.研究概况目前广泛使用的缓/控释肥料有稳定性氮肥、化学合成型氮肥、无机包膜肥料、有机高分子包膜肥料等，其中包膜材料是国内外缓/控释肥料的研发重点。 1.1国外缓/控释肥料研究概况 1961年美国TV A公司研究硫磺包膜尿素，并于1971年投产(许秀成等，

2000)。但由于硫膜存在残缺等且易被微生物分解致使养分控释性能不稳定，20世纪80年代对其工艺进行改进，釆用有机聚合物和硫双层膜改善硫包尿素控释性能，在硫包尿素外层再包一层有机聚合物使之成为硫聚合物包膜尿素（PSCU)(产圣等，2009)。 1964年美国ADM公司开发了以热固性树脂为原料的包膜技术并率先实现了工业化生产。此后德国、日本、加拿大等国陆续开发了各类聚合物树脂材料（张夫道等，2008)。目前聚合物包膜材料是发展最快、效果最好的一类控释包膜材料。主要包括以下几类： 1)醇酸树脂类。1967年美国生产的Osmocote所用包膜材料为醇酸树脂，它是双环戊二烯和甘油酯的共聚物。醇酸树脂可以很好的控制成膜厚度，控释性能较好，可以应用于各类颗粒肥料（Xie et al., 1981)。 2)聚氨酯类。这类包膜材料是在肥料表面直接以聚异氰基和多元醇反应生成的树脂包膜，从而形成抗磨损的包膜材料（Peterda et al.,2002)。 3)聚烯烃类。最常用的技术是将热塑性树脂（如聚乙烯）溶于有机溶剂如氯仿中，通过流化床反应器喷涂到肥料表面上；或者将聚烯烃与辅料的熔融液直接喷涂到肥料表面。日本首先开创了热塑性树脂包膜研究。90年代初，日本研制出聚烯烃包膜肥料技术，具体做法是在聚烯烃熔融体内加入滑石粉和金属氧化物从而改善聚烯烃的通透性和降解性，达到控制肥料释放速度的目的（Edze et al., 2000)。还有一些热塑性聚合物包膜技术和产品，如加拿大的一种乳胶包膜尿素产品，选用聚偏二氯乙烯水乳液喷涂在肥料表面，不需回收溶剂；英国的研究技术是将天然橡胶经过改性涂敷在肥料表面（Francesco et al.，2008)。

控释肥知识

控释肥知识缓释肥是缓慢释放的肥料，比正常的肥料释放慢，包括包硫尿素（膜随机破裂式缓释）；脲甲醛、IBDU等缓慢释放氮肥；硝化、脲酶抑制剂，只对氮肥有限的缓释，对磷钾没有缓释。控释肥是采用聚合物包衣的肥料，膜上的微孔通常只有几百纳米，液态的水根本无法通过膜，只能以水分子形态进入膜内，所以除了水分子能自由进出膜内，肥料颗粒完全和外部隔绝，而养分通过膜的渗透压排除膜外。所以，养分的释放快慢只和水分子的运动速度和膜微孔的孔隙有关，当一种控释肥施入土壤后（微孔已设定），只和水分子运动速度有关，而水分子的运动速度取决于温度。而土壤的微生物、PH值等控释肥的释放没有任何影响。普通的肥料施入土壤后，前期养分过量，植物在短期内无法完全吸收，造成大量的养分蓄积在土壤中，容易下雨流失；渗入地下；或土壤固定，所以肥料平均利用率只有35％左右，而后期又缺乏养分。控释肥实际上是把前期的不用养分节约拿到后期供应给植物，同时减少了淋失，微生物的分解和土壤固定，相当于一点一点不停地给植物喂肥。因此，肥料利用率能达到70％左右，近根使用最高能达到80％以上。控释肥实际上是一种24小时都在释放的养分，释放快慢取决于温度，白天温度高释放快，晚上温度低释放慢，而植物也是白天温度高的时候光合作用强。有些专家说，控释肥的养分释放曲线和植物需求吻合，这是一种理想主义的想法，很不严谨，顶多也是曲线近似。控释肥的释放曲线有三种，一种是High release(抛物线的前一半），即前期快速释放，这种膜通常厚度较薄或材料性能差；第二种为匀速释放，即温度恒定的前提下，每天释放基本完全一样，如果温度有波动，只是差异很小，主要因为这种包衣材料膜没有膨胀性，微孔或孔隙的大小是恒定的；第三种是“S”的释放曲线，这是非常理想的曲线，通常这种肥料前期释放很慢，后期释放加快，实现S释放有两种方式，一种材料包衣很厚，而材料本身性能不强，后期膜膨胀，微孔或孔隙增大，华南农大的水溶性树脂即采用此种方式，通常成本很高，令一种是膜材料性能很强，包衣率很低且可以前期的超低释放，后期膜膨胀，微孔或孔隙增大，释放速度加快，加拿大Agr ium的ESN就是此种释放曲线。 S型曲线是植物生长最喜欢的养分释放曲线，前期植物苗期时，对养分需求少，随着生长的加快，对养分的需求随之加快，因此，S型的释放曲线是非常理想的曲线。ESN的释放时间完全做到植物生长期有多长，释放时间有多长，和植物的生长基本一致。目前，国内的控释肥厂家的产品可以说成本高，不环保，释放不稳定。以金正大公司为例，材料为废弃的低密度聚乙烯，这种材料的本身性能很强，但如果因为肥料表面不光滑，致使一些凹凸的肥料表面没包住，这些没包住的部分，哪怕只有针尖的小孔，肥料会在24小时很快释放出来，所以往往会造成肥料前期释放过快，即24小时初始释放在20％左右，而包住的肥料在后期释放很慢，而且是直线的释放曲线（膜基本不膨胀）。养分的释放是第一天

控释肥技术样本

国内生产厂家及相关科研单位工艺技术中国科学院南京土壤研究所, 60年代末至70年代初, 先后研制成功硫包碳酸氢铵粒肥和用钙镁磷肥包裹的长效碳铵和长效尿素, 但未形成规模化生产。中国科学院石家庄农业现代化研究所研制成功”涂层尿素”生产技术, 其关键技术是涂层液的配制和涂复工艺。涂层液是十烷基苯磺酸和高岭土等无机矿物混合成的胶质物质, 根据不同农业生态条件确定各类物质的组成比例, 在特定的工艺条件下制成。涂复工艺采用造料塔内喷涂的的新工艺, 并借助尿素本身的热量, 使包膜干固一次完成。中国农业科学院土壤肥料研究所科技人员, 采用化学、物理的微乳化和高剪切技术, 研制生产了具有缓释性能的纳米肥料。纳米肥料的胶结包膜剂胶团直径均在100纳米以内。纳米材料的小尺寸效应, 可使肥料粒子带有磁效应, 从而使肥料养分更容易被植物吸收, 有效刺激植物生长。北京市农林科学院植物营养与资源研究所的专家经过多年潜心研究, 采用各种废弃塑料作为包膜材料, 溶剂采用松节油, 包膜设备采用流化床喷动塔制备包膜化肥。经过调解包衣材料, 肥料在土壤中的缓释速度达到可控, 不烧苗, 不伤根。山东农业大学研制成功控释时间长达70—400天不等的系列包膜控释肥产品, 经过调整配方能够设定膜上孔的数量、大小等控制养分的释放。控释肥的养分释放主要受温度、水分等条件的限制, 根据作物的需要可进行释放时间和释放高峰期的调整。包膜材料主要是苯乙烯等热塑性树脂和无机添加剂高岭土、滑石粉等。广东省农科院土肥所从上个世纪九十年代起就开始缓释肥料的研究, 特别是在近年来取得可喜的突破性进展。利用自研的植物性复合控释包膜材料, 应用混合展着包膜新工艺, 率先在国内研发出廉价、高效、长效肥料产品。

功能型包膜缓控释肥料的研究现状和发展前景

Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．１·１２·化　工　新　型　材　料ＮＥＷ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ第４１卷第１期２０１３年１月作者简介：马志远（１９８７－），男，硕士研究生，主要从事功能性高分子材料的设计与合成。联系人：贾鑫（１９７６－），男，博士，副教授，研究生导师，主要从事高分子材料设计、合成与功能应用研究。功能型包膜缓／控释肥料的研究现状和发展前景马志远　贾　鑫＊　刘志勇（石河子大学化学化工学院，新疆生产建设兵团化工绿色过程重点实验室，石河子８３２００３）摘　要　对包膜型缓释／控释肥料、包膜材料的概念进行了论述，系统地阐述了包膜缓释肥料和功能型包膜缓释肥料的研究现状，指出了缓释肥料存在的不足并展望了今后研究的方向。关键词　缓释／控释肥料，功能型肥料，包膜材料Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏａｔｅｄｓｌｏｗ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｒｅｌｅａｓｅ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓＭａ　Ｚｈｉｙｕａｎ　Ｊｉａ　Ｘｉｎ　Ｌｉｕ　Ｚｈｉｙｏｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｉｈｅｚｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｈｅｚｉ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ｕｙｇｕｒ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｒｅｇｉｏｎ，Ｓｈｉｈｅｚｉ　８３２００３）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｃｏａｔｅｄ　ｓｌｏｗ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｒｅｌｅａｓｅ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ　ａｎｄ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｃｏａｔｅｄ／ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｓｌｏｗ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｒｅｌｅａｓｅ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｓｌｏｗ－ｒｅｌｅａｓｅ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓ－ｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｓｌｏｗ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｒｅｌｅａｓｅ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ｃｏａｔｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ随着我国加入ＷＴＯ，食品安全问题愈来愈引起人们的重视，国内外无公害食品、绿色食品和有机食品市场竞争日益激烈，传统农业向有机农业转化愈来愈快。缓／控释肥料摒弃了传统农业的弊端，能够直接或间接地为作物提供必需的营养成分；调节土壤酸碱度、改良土壤结构、改善土壤理化性质和生物学性质；调节或改善作物的生长；解决缺什么补什么、缺多少补多少的问题。发展缓／控释肥料以其高利用率，使用简约化等优点，符合节能减排的要求，是我国国情的需要。国家对新型肥料的研发给予专项资金帮助和政策扶持。在“十五”、“十一五”规划中，都指出需要发展新型肥料，且新型肥料发展的重点领域是缓／控释肥料、微生物肥料、多功能肥料。这也是国内国际今后一个时期肥料研发的重点。从缓控释肥料的应用价值和长远利益来看，发展缓／控释肥料将成为肥料行业发展的必然趋势。１　缓释／控释肥料１．１　缓／控释肥料的区别根据肥料对外界刺激的响应情况可分为缓释肥料和控释肥料两大类。缓释肥料就是通过养分的化学复合或物理作用，使其对作物的有效态养分随着时间而缓慢释放的化学肥料［１］。但是对于控释肥料，目前我国尚无统一的国家标准。控释肥料是那些养分释放率与作物需肥规律完全匹配的肥料，可以根据外界环境变化而改变释放规律的智能型肥料，也就是说控释肥料是缓释肥料的高级形式。１．２　缓／控释肥料的分类缓／控释肥料种类繁多，各种文献的分类方法有所不同，至使其分类差异较大。人们普遍接受以色列Ｓｈａｖｉｖ教授的分类方式。他们将缓释肥料分为以下四类［２］：（１）低溶解性的无机材料；（２）低溶解性的有机材料；（３）可降解的低溶解性材料；（４）涂层（包膜）肥料。２　国内外功能型包膜肥料研究现状包膜肥料是在粒状肥料表面包裹上一层包膜材料，起到减慢肥料的释放速度、延长肥料的释放时间的作用。包膜肥料是缓／控释肥料的重要成员，随着各种高分子材料的发展和功能型材料的发现，人们不再是仅仅以减低肥料施放速度、延长肥料释放时间作为单一的研究目的，而是把目光转向功能型包膜肥料，逐步形成了现代包膜肥料的特点。但是由于功能型包膜肥料制造成本较高，现在仍处于实验室研发阶段，还未走进田间实践。２．１　吸水／保水缓释肥料概况高吸水型材料与农业的结合不仅开启了新型节水技术的序幕，同时拓宽了吸水保水材料的应用。它具有吸水蓄水、抗旱保水、改善土壤结构和增效缓释四大作用。常用的吸水性聚合物可分为两类：天然聚合物和合成聚合物。（１）天然吸水性聚合物最大的优点是其优越的可降解性。例如：日本用淀粉与尿素水溶液混合后造粒烘干，制得吸水型缓释肥料［３］；吴春华等将淀粉与聚乙烯醇混合糊化包膜尿素，制得吸水型缓释肥料［４］。另外，天然提取物（如：纤维素［５］、多糖类［６］等）也可以作为吸水保水材料。它们降解性良好，且是

包膜控释肥知识及部分产品介绍

包膜控释肥知识及部分产品介绍有关控释肥的概念关于缓释和控释肥的概念和定义已有大量的文献报导。一般认为，所谓“释放”是指养分由化学物质转变成植物可直接吸收利用的有效形态的过程（如溶解、水解、降解等）；“缓释”是指化学物质养分释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率；“控释”是指以各种调控机制使养分释放按照设定的释放模式（释放率和释放时间）与作物吸收养分的规律相一致。国际肥料工业协会按照制作过程将缓释和控释肥分成两大类。一类是尿素和醛类的缩合物，这类被称为缓效或缓释肥料）另一类是包膜肥料，被称为控释肥料，因此，生物或化学作用下可分解的有机氮化合物（如脲甲醛ＵＦｓ）肥料通常被称为缓释肥（ＳＲＦｓ）熏而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥（ＣＲＦｓ）。国外多年的研究资料和大量文献以及我们几年来的研究结果表明，真正意义上的控释肥，即肥料的养分释放率与作物养分吸收相同步，应该是包膜肥料，其它的缓效肥料可称为缓释肥而不能称为控释肥。控释机理与生产原理在控释肥研制和开发的同时，对包膜控释肥的控释机理进行了深入系统的研究，制作了在不同温度情况下：①膜厚度与控释肥养分释放速率关系曲线，②相同膜厚度不同粒径颗粒和相同粒径不同膜厚度的组合比例与养分释放速率关系曲线，③相同膜厚度不同添加剂比例的养分释放曲线等。通过调整膜厚度、添加剂、不同粒径颗粒等的比例与组合，以及对不同控释

时间的控释肥进行组合来模拟作物的养分吸收曲线，达到使控释肥释放高峰与作物吸肥高峰期相吻合（图３），解决了控释肥养分释放速率与作物生长吸肥规律相吻合的技术难题。在控释肥扩大性试生产的同时，进行了水稻、玉米、花生、蔬菜、果树、花卉、草坪等多种作物的育苗试验、盆栽试验、田间小区试验与示范，取得了大量的试验数据。根据试验数据和结果及时反馈，进行包膜材料和制作工艺的不断改进和创新。控释期６个月的包膜复合肥（２０－８－１０）的Ｎ、Ｐ、Ｋ释放曲线定型的包膜控释肥系列产品经过多年的试制、试验、反馈、改进和创新，目前已定型的能够进行工业化生产的包膜控释肥包括以下十多个系列数百个控释肥品种。１．热固性树脂包膜尿素６０天、９０天、１２０天、１５０天、１８０天、２７０天、３６０天等系列品种。２．热固性树脂包膜复合肥，不同养分配比、６０天、９０天、１２０天、１５０天、１８０天、２７０天、３６０天等不同控释时间等系列品种。３．热固性树脂包膜硫酸钾，６０～３６０天系列品种。４．热塑性树脂包膜尿素，６０天、９０天、１２０天、１５０天、１８０天、２７０天、３６０天等系列品种。５．热塑性树脂包膜复合肥，不同养分配比、６０天、９０天、１２０天、１５０天、１８０天、２７０天、３６０天等不同控释时间等系列品种。６．热塑性树脂包膜硫酸钾，６０～３６０天系列品种。７．硫包膜尿素?熏６０～３６０天系列品种。８．硫包膜复合肥，不同养分配比，６０～３６０天系列品种。９．硫包膜硫酸钾，６０～３６０天系列品种。１０．以硫为底涂层的热固性树脂包膜尿素，６０～３６０天系列品种。１１．以硫为底涂层的热固性树脂包膜复合肥，不同养分配比，６０～３６０天系列品种。

中国缓控释肥的生产现状研究..

中国缓/控释肥的生产现状研究王蒙武松伟李富钰李沁兵郭超贾艳波 (河南农业大学资源与环境学院农业资源与环境专业，河南郑州 450002) 摘要:缓/控释肥对提高肥料利用率和保护环境有很大的作用，因此，缓/控释肥料已成为未来肥料研究与生产的热点，是未来肥料发展的必然趋势之一。本文主要介绍了缓控/释肥的发展、分类、生产厂家与产量、生产技术及生产工艺、以及包膜材料的选择、缓/控释肥的生产成本等并提出了一些问题。关键词:缓/控释肥，分类，生产厂家，生产工艺，包膜材料，生产成本。引言：我国开展缓/控释肥料研制是为解决“中国农业持续发展的肥料问题”，在继“我国化肥面临的突出问题及建议”[0]的报告后，力图通过改造肥料而提高化肥的利用率。结合我国国情，缓/控释肥料的研制目标被锁定在三个方面：1.肥料的供肥量和供肥速度与作物吸收基本吻合；2.缓/控释肥料本身及其制造过程对环境无污染；3.缓/控释肥料的价格低廉，即一方面高端产品的价格低于国际同类产品，另一方面用于大田的中低端产品最终不增加农民的投入或不降低农民的收入。缓/控释肥料及其延伸产品能明显地提高肥料利用率，大大降低施肥劳动强度。全球现有包膜缓/控释肥料消费量虽在150万吨左右，但是近几年消费量的增长速度很快。中国是世界上的肥料消耗大国，目前中国年需要化肥 1.2～1.3亿吨，但是肥料利用率低及其引发的问题已经引起各界的关注。同时，过量施用氮肥造成大气、水质污染，过量施用磷肥引起江河湖海水质富营养化。因此，环保型肥料专用复合(混)型缓/控释肥料为国家中长期科技发展农业优先主题，发展以包膜缓/控释肥料将是我国肥料业的必然发展趋势之一。一.缓/控释肥料的概述 (一)缓/控释肥料的概念缓控释肥的定义与划分一直是一个具有争议的问题。这里有人们对缓释和控释概念理解上的不同，以及所采用的标准不同的因素，也有新型缓释/控释肥料接连地出现，不断地冲击原有概念的原因。据武志杰、陈利军的研究，讨论国内外有关缓释、控释肥料的概念。国际肥料工业协会对缓释和控释肥料的定义为：1缓释和控释肥料是那些所含养分形式在施肥后能缓慢被作物吸收与利用的肥料；2所含养分比速效肥（例如硝铵、尿素、磷铵、氯化钾）有更长肥效的肥料。通常认为缓释和控释之间没有法定的区别。美国植物食品管理署(AAPFCO)在他的官方用语和定义中同时使用二者。不过该机构遵循惯例，将能为微生物分解的氮化合物（如脲醛化合物）称为缓释肥料，将包被或包囊的产品称为控释肥料[1]。欧洲标准委员会（CEN）对评判缓释肥料的说明是，若养分释放在25℃时能满足下列三个条件，则该肥料可称为缓释肥料[2]：(1)肥料中的养分在24小时内的释放量不超过15%；(2)在28天内养分释放量不超过75%；(3)在规定时间内，养分释放量不低于75%。这一标准是以肥料养分在水中的溶出率来评价的。许秀成等（2000）多年来对缓控释肥料的研究提出，应以缓控释肥料在土壤中的实际效果来评价其缓释性能，因为化学肥料的肥效期不仅取决于肥料本身的溶解性或养分释放期，还与它在土壤中的行为密切相关。值得注意的是，樊小林和廖宗文（1998）将促释的概念引入控释肥料，将控释肥料定义为：以以有机无机肥为基体，依据横向-纵向平衡施肥理论，用物理、化学、物理化学及生物化学的手段调节和控制养分促释和缓释，通过工业制造生

缓控释肥的定义

什么是控释肥料？控释肥料是指能减缓或控制养分释放速度的新型肥料。广义上的缓释肥料包括了缓释肥与控释肥两大类型。“缓释”是指化学物质养分释放速率远小于速溶性肥料，施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率；“控释”是指以各种调控机制使养分释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间)与作物吸收养分的规律相一致。因此，生物或化学作用下可分解的有机氮化合物肥料通常被称为缓释肥，而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥用缓／控释肥，就不会产生这种浪费和污染，这是因为，缓／控释肥一次性施肥就能满足作物整个生长期的需要，作物需要多少养分，就供应多少，不会造成浪费，更不会残留在土壤中污染环境。缓／控释肥的包膜，有的本身就是用肥料制成的；有的是用降解材料制成的；还有的是用纳米亚微米材料制成的，对土壤不仅不会造成污染，而且对增强土壤的团颗粒起着良好的促进作用。因此，日本、美国、德国等许多国家和我国，现在都已经开始使用缓／控释肥，并拥有自主知识产权的专利产品。北京首创新型肥料制造有限公司研发的首创缓／控释肥，是在尿素或复合肥表面，包上树脂包膜，让肥料根据作物不同时期的生长需求，人为控制养分的释放速度，释放分为线型和Ｓ型。被包膜所包裹的尿素或复合肥进入土壤后，土壤中的水分会通过包膜上的微孔，慢慢地渗入到里面，依靠包膜内外养分浓度的梯度差进行交换，使肥料慢慢向土壤里转移，供作物吸收。肥料的释放速率与作物生长养分吸收的速度基本同步。另外，首创包膜缓／控释肥包膜最大优点是，当肥料被作物吸收形成空囊后，在水分充足时会贮藏水分，遇到干旱再释放出来，起到节水保墒抗旱的作用。同时，施用首创缓／控释肥的作物，由于吸收的营养全面、及时、均匀，所以产量比较高，品质也更好。据北京市农林科学院在我国１２个省市对２０几种作物的试验表明，首创缓／控释肥能使作物平均增产５％－１５％，作物质量都达到Ａ级标准。所以说，缓／控释肥是节本增效型肥料、品质提升型肥料、资源节约型肥料和环境友好型肥料。

缓控释肥资料

缓控释肥专题一、什么是缓控释肥缓释肥料是“以各种调控机制使其养分最初释放延缓，延长植物对其有效养分吸收利用的有效期，使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放的肥料”。引自《缓控释肥料》化工行业标准。缓控释肥与传统肥料相比具有以下优点：（1）缓控释肥可以根据作物的养分吸收规律基本同步释放养分，肥料利用率显著提高；（2）减少了施肥的数量和次数，节约劳动力和成本；（3）养分有效控制，缓慢释放，不会因局部肥料浓度过高对作物根系造成伤害，使用安全；（4）缓控释肥一次施用无须追肥，可避免因为气候等不可抗拒因素造成无法追肥的状况，提高了保障力；（5）缓控释肥养分释放符合作物的吸收规律，作物生长更加健壮，抗逆性提高，农产品品质得到明显改善；（6）缓控释肥可大大提高肥料利用率，有效避免氮的挥发、磷和钾的流失和固定，减少了对环境的污染。因此，推广缓控释肥对经济发展、节能减排、环境保护等都有着重要意义。金正大缓控释肥：金正大缓控释肥是以全树脂包膜，或硫磺加树脂包膜的延迟释放型肥料。肥料施入土壤后开始养分释放量很少，达到设定的天数和积温后，养分快速释放，可使养分释放和作物吸收的速率基本一致，同时，与普通化肥比较，不易烧种、烧苗，更为安全，可以一次性施肥。从“ 2011 年全国缓控释肥示范推广工作会议”传来好消息，今年我国首次将缓控释肥纳入为农业主推技术，同时全国农业技术推广服务中心将缓控释肥示范推广扩大到23个省。此举意味着我国缓控释肥产业在“十二五”期间将提速，缓控释肥产业发展将由此驶入快车道，真正迎来跨越式发

展的新时期。十一五期间，我国缓控释肥技术不仅纳入国家科技支撑计划，而且农业主管部门更是积极推动缓控释肥的推广应用。自2008年以来，全国农业技术推广服务中心连续发文，要求各地结合测土配方施肥工作，全面开展缓控释肥的示范推广工作。目前，示范推广范围已从2008年的5个省、6种作物、37个县扩大至2011年的23个省、25种作物、72个县。大量试验研究表明：缓控释肥可提高肥料利用率10?30%以平均提高氮肥利用率22.8%计算（表1-1 ）, 2010年可减少化肥需求量722万吨，2030年可减少化肥需求量921万吨，缓控释肥使用后可大幅度降低肥料使用量（表1-2）。因此，缓控释肥是提高肥料利用率的重要保证，是确保国家粮食安全的有效途径。表1-1等量缓控释肥与普通速效肥料增产率及氮素利用率增加量对比地点作物增产率氮素利用率增加量（百黑龙江庆安水稻10.517.0 浙江萧山水稻16.016.2 河南驻马店玉米16.225.3 吉林公主岭玉米11.218.6 黑龙江呼兰玉米11.917.6 河南驻马店小麦12.026.2 河南遂平小麦13.928.5 湖北黄冈棉花26.236.6 湖北枝江油菜14.916.5 浙江仙居柑桔37.625.5 平均值/1722.8 表1-2施用缓控释肥前后化肥需求量对比

包膜型缓控释肥料的国内外研究概况

- 40 - Vegetables 2016.9文献综述包膜型缓控释肥料的国内外研究概况靳莹莹，孙瑞峰，苏聃，徐靖，赵硕，程晓奕（国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京 100081）摘要：首先介绍了缓控释肥的概念、发展历程及其分类方法和行业标准；其次对包膜型缓控释肥料的核心技术和典型产品作了重点总结；最后针对包膜型缓控释肥行业的发展问题，阐述了未来的研究重点。关键词：缓控释肥料；包膜型；技术；产品；发展化肥在农业生产中占有重要地位，是农业生产中最大的物质投资，约占其全部生产性支出的50%。然而传统化肥不仅利用率低，而且施用不当会造成严重的环境污染。缓控释肥料因具有高利用率和环境友好性的特点，给上述问题提供了解决的思路和途径。经初步检索，缓控释肥料的全球申请量达10 000件，国内申请量为近3 000件，且呈增长趋势。因此，缓控释肥料的应用逐渐成为肥料领域创新研究和技术革新的研究热点。 1 缓控释肥料的概念及发展历程 1.1 缓控释肥料的概念缓控释肥料概念众多，目前使用较普遍的是由美国作物营养检查协会（APPFCO）对缓释和控释肥料的定义。缓释和控释肥料是指那些所含养分形式在施肥后能延缓被作物吸收与利用，但又比速效肥有更长肥效的肥料。“控释”是指以各种调控机制使养分释放按照设定的释放模式（释放率和释放时间）与作物吸收养分的规律相一致[1]。所以，其实控释肥料是缓释肥料的高级形式。目前我国化工行业标准HG/T 3931-2007《缓控释肥料》规定缓控释肥料的定义为：以各种调控机制使其养分最初释放延缓，延长植物对其有效养分吸收利用的有效期，使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放的肥料。在术语使用上，缓释肥（Slow-release fertilizers）和控释肥料（Controlled-release fertilizers）并存使用，国内许多人在使用缓控释肥料。 1.2 缓控释肥料的发展历程美国是缓控释肥料研制的发源地。1961年，由于美国田纳西流域管理局国家化肥中心（NFDC）首次以硫磺为包膜材料研制出硫包膜尿素，其标志着缓控释肥的诞生。随后各国对硫包膜尿素进行改进，提高缓释性能，相关产品在加拿大、日本、以色列等国家相继问世。1964年美国A D M 公司开发出商品名为Osmocote的高分子聚合物包膜控释肥料，开创了聚合物包膜肥料的工业化生产。1966年美国杜邦公司制备脲甲醛尿素，至今仍为应用最广的缓控释肥种类之一。日本学习美国包膜技术，于1970年昭和电工株式会社首次研制出一种热塑型树脂包膜肥料，随后多家公司对其进行改进，并取得了突出的进展，如POCF工艺[2]。此外，加拿大、德国、英国、西班牙、以色列、印度、埃及等对缓控释肥料也都做了较多的研究，各具特色，并形成了各自的产品。如英国的缓控释肥料研究主要是在磷酸盐玻璃中引入K、Ca、Mg等金属离子形成玻璃态控释肥，该肥料存在不释放养分的诱导期，尤其适合幼树苗的生长；西班牙的缓控释肥料是通过用松树木质素纸浆废液包膜尿素制得；荷兰则是开发出了一种用菊粉、甘油、土豆淀粉与肥料捏合制成生物降解的包裹肥料。目前，美国和日本仍在缓控释肥料的理论和应用领域居世界领先地位。中国于20世纪70年代初期开始研究缓控释肥料，主要经历了探索、研究和产业化3个阶段，如图1。

包膜缓控释肥料研究进展

包膜缓/控释肥料研究进展摘要：研究和开发包膜缓/控释肥料是肥料领域的新热点，其对提高肥料利用率和保护环境有着十分重要的现实意义。简要介绍了包膜缓/控释肥料的种类、养分释放机理、应用存在问题和研究展望。关键词：包膜缓/控释肥料养分释放肥料在农业生产中占有非常重要的地位，是农业生产中最大的物质投资，约占其全部生产性支出的50％[1]。由于化肥的不合理使用和化肥的淋失、转化、挥发等原因，我国化肥当季利用率低，造成了巨大的资源浪费和严重的环境污染，有些地区出现地表富营养化以及地下水和蔬菜中氮含量严重超标等问题[2]。如何把肥料应用与农作物的产品、产量、质量以及环境保护有机地结合起来，已经成为肥料领域研究中特别关注的焦点。自20 世纪80 年代以来，缓释和控释肥（slow and controlled release fertilizers，简称SRFs 和CRFs）为解决这个问题开辟了新的思路和更有效的途径，这已成为化学肥料革新和研究的热点。国际肥料工业协会（International Fertilizer Incustry Association，简称IFA）按照肥料制造过程，将缓释和控释肥分成尿素与醛类的缩合物（被称为缓效或缓释肥料）及包膜肥料（被称为控释肥料）两大类，因此生物或化学作用下可分解的有机氮化合物肥料，如脲甲醛（UFs），通常被称为缓释肥（SRFs），而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥（CRFs）。国外多年的研究资料和大量文献以及我们几年来的研究结果表明，真正意义上的控释肥，即肥料的养分释放速率与作物养分吸收相同步，应该是包膜肥料，其它的缓效肥料可称为缓释肥而不能称为控释肥。 1 包膜型缓/控释肥的类型包膜型缓/控释肥料按其包膜材料不同可分为无机物包膜肥和有机聚合物包膜肥2种类型。 1.1 无机物包膜肥无机物包膜肥的材料包括沸石、硅藻土、硫磺、石膏、金属磷酸盐、硅粉等。这些无机材料成本较低，且对土壤不构成危害，同时能为植物提供多种盐基离子，具有一定的缓释效果；但无机物包膜肥弹性差、易脆，不能实现对养分的控制释放[3]。无机物包膜肥中对硫磺包膜材料的研究最多。使用硫包膜尿素可使N利用比较普通尿素提高1倍，特别适用于生长期较长的作物，并且能补充土壤中硫的不足。养分的控释通过调节包膜的厚度和封面剂(石蜡)的用量来实现。近些年，

缓控释肥资料

缓控释肥专题一、什么是缓控释肥缓释肥料是“以各种调控机制使其养分最初释放延缓，延长植物对其有效养分吸收利用的有效期，使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放的肥料”。引自《缓控释肥料》化工行业标准。缓控释肥与传统肥料相比具有以下优点：（1）缓控释肥可以根据作物的养分吸收规律基本同步释放养分，肥料利用率显著提高；（2）减少了施肥的数量和次数，节约劳动力和成本；（3）养分有效控制，缓慢释放，不会因局部肥料浓度过高对作物根系造成伤害，使用安全；（4）缓控释肥一次施用无须追肥，可避免因为气候等不可抗拒因素造成无法追肥的状况，提高了保障力；（5）缓控释肥养分释放符合作物的吸收规律，作物生长更加健壮，抗逆性提高，农产品品质得到明显改善；（6）缓控释肥可大大提高肥料利用率，有效避免氮的挥发、磷和钾的流失和固定，减少了对环境的污染。因此，推广缓控释肥对经济发展、节能减排、环境保护等都有着重要意义。金正大缓控释肥：金正大缓控释肥是以全树脂包膜，或硫磺加树脂包膜的延迟释放型肥料。肥料施入土壤后开始养分释放量很少，达到设定的天数和积温后，养分快速释放，可使养分释放和作物吸收的速率基本一致，同时，与普通化肥比较，不易烧种、烧苗，更为安全，可以一次性施肥。从“2011年全国缓控释肥示范推广工作会议”传来好消息，今年我国首次将缓控释肥纳入为农业主推技术，同时全国农业技术推广

服务中心将缓控释肥示范推广扩大到23个省。此举意味着我国缓控释肥产业在“十二五”期间将提速，缓控释肥产业发展将由此驶入快车道，真正迎来跨越式发展的新时期。十一五期间，我国缓控释肥技术不仅纳入国家科技支撑计划，而且农业主管部门更是积极推动缓控释肥的推广应用。自2008年以来，全国农业技术推广服务中心连续发文，要求各地结合测土配方施肥工作，全面开展缓控释肥的示范推广工作。目前，示范推广范围已从2008年的5个省、6种作物、37个县扩大至2011年的23个省、25种作物、72个县。大量试验研究表明：缓控释肥可提高肥料利用率10～30%，以平均提高氮肥利用率22.8%计算（表1-1），2010年可减少化肥需求量722万吨，2030年可减少化肥需求量921万吨，缓控释肥使用后可大幅度降低肥料使用量（表1-2）。因此，缓控释肥是提高肥料利用率的重要保证，是确保国家粮食安全的有效途径。表1-1 等量缓控释肥与普通速效肥料增产率及氮素利用率增加量对比地点作物增产率氮素利用率增加量（百黑龙江庆安水稻10.5 17.0 浙江萧山水稻16.0 16.2 河南驻马店玉米16.2 25.3 吉林公主岭玉米11.2 18.6 黑龙江呼兰玉米11.9 17.6 河南驻马店小麦12.0 26.2 河南遂平小麦13.9 28.5

缓控释肥施用技术

缓控释肥料施用技术一、缓控释肥的定义与意义 1、肥料的定义根据全国科学技术名词审定委员会1998年公布的土壤学名词，所谓肥料，是指“提供植物养分为主要功用和部分兼有改善土壤性质的物料”。我国的国家标准《肥料和土壤调理剂术语》（GB／T6274-1997）[1]中把肥料定义为“以提供植物养分为其主要功效的物料”。根据肥料的定义，植物激素类（如生长素、赤霉素、细胞分裂素等）和人工合成的植物生长调节剂不属于肥料之列，声、光、电、磁等物理因素更不是肥料，如磁肥的名称是不正确的。因此将诸如此类的物料称之为新型肥料是站不住脚的。 2、缓控释肥的概念缓控释肥都是含有植物所需养分的肥料。这里的“释”是指“释放”，是一种化学物质转化成为一种植物有效的养分形式过程，如溶解、水解、降解等。广义上讲缓控释肥料是指肥料养分释放速率缓慢，释放期较长，在作物的整个生长期都可以满足作物生长需的肥料。美国作物营养协会(AAPFCO)对缓释和控制释放肥料的定义为：所含养分形式在施肥后能延缓被作物吸收与利用，其所含养分比速效肥具有更长肥效的肥料。但狭义上对缓释肥和控释肥来说又有其各自不同的定义。缓释肥(Slow Release Fertilizers，SRFs)又称长效肥料，主要指施入土壤后转

变为植物有效养分的速度比普通肥料缓慢的肥料。其释放速率、方式和持续时间不能很好地控制，释放时受土壤pH值、微生物活动、土壤中水分含量、土壤类型及灌溉水量等许多外界因素的影响，肥料释放不均匀，养分释放速度和作物的营养需求不一定完全同步；同时大部分为单体肥，以氮肥为主。缓释肥的高级形式为控释肥(Controlled Availability Fertilizers，CAFS)，是指通过各种机制措施预先设定肥料在作物生长季节的释放模式，使其养分释放规律与作物养分吸收基本同步，从而达到提高肥效目的的一类肥料，施入土壤后，它的释放速度只受土壤温度的影响。但土壤温度对植物生长速度的影响也很大，在比较大的温度范围内，土壤温度升高，控释肥的释放速度加快，同时植物的生长速度加快，对肥料的需求也增加。近年来，控释肥料被描述为在肥料制备使用过程中释放速率、方式和持续时间已知并可控制的肥料。欧洲标准委员会(Committee European Normalization，CEN)综合了有关缓释和控释肥养分缓慢或控制释放的释放率和释放时间的研究，提出了作为缓释和控释肥应具备的几个具体标准，即在25℃下：（1）肥料中的养分在24小时内的释放率(即肥料的化学物质形态转变为植物可利用的有效形态)不超过15％；（2）在28天之内的养分释放率不超过75％；（3）在规定时间内，养分释放率不低于75％；（4）专用控释肥的养分释放曲线与相应作物的养分吸收曲线相