蚊帐架
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，通过工业制造生产包容释肥原理和技术等农艺科学施肥的技术载体。它能依据作物营养阶段性、连续性等营养特性。调控氮、磷、钾及必要微量元素等养分的供应强度与容量使促释和缓释协调，达到供肥缓、急相济的效果。这一定义中所讲的控释已经突破了控释技术的定义[1]。
因此缓/控释肥可定义为: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。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(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，受施肥方式和环境条件的影响较大 。缓释肥的高级形式为控释肥(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。
(二)缓/控释肥的发展历程概述
1国外研究概况
美国是包膜控释肥料研制的发源地。包膜控释肥料发展历史可以追溯到20电磁世纪20年代。1961年，美国TVA公司开始以硫磺为包膜材料研制硫磺包膜缓释尿素，但经过近30年的研究于20世纪60年代才形成具有一定规模的生产能力。随后此类产品在加拿大、日本、以列等困也相继问世。1964年美国公司采用二聚环戊二烯和丙三醇共聚开发出高分子聚合物包膜控释肥料(商品名为Osmocote)，首先在世界上实现聚合物包膜肥料的工业化生产。此后，德国、加拿大、日本等国棚继开始生产以不同聚合物包膜的肥料。日本最初学习美国包硫尿素技术，于1967年开始研制开发包膜肥料。首先研制出一种热固型树脂包膜肥料，随后日本多家公司开发出具有日本特的热固型树脂包膜肥料。1999年世界缓释、控释肥料的产量约为70万t，约占世界无机矿质肥料消赞总量的0．15％。近年来在国际市场包膜缓释肥料年增长率为4．5—5．0％，其中以美国和日本发展较快，西欧次之。2004年世界控释肥料的产量估计在120万t以上，其中聚合物包膜肥料占50％左右[3]。
2我国研究概况
我国于20世纪高清数字电视机顶盒7Odna甲基化检测方法年代初期开始研究包膜控释肥料，早在1974年，中科院南京土壤研究所用钙镁磷肥包裹颗粒碳铵，农田试验效果较好，但未形成规模生产。2O世纪8O年代末期
再度重视包膜缓/控释肥料的研究，发展很快，国内已有多家研究单位具备试制包膜肥料的实验设备。我国在包膜缓/控释肥料研究方面已取得一定的进展，但缓/控释肥料在农业生产应用上进展不大，各研究部门所研制的缓/控释肥料多处于试验阶段，大部分产品只是试验品。可以说目前国内真正意义上已商品化的包膜控释肥料生产厂家屈指可数，尤其是大田作物应用包膜控释肥料更是少之又少。我国包膜缓/控释肥料的应用大多是在水稻、甜菜、棉花等作物上进行试验研究，并没有大面积推广。其它国家也只应用在经济价值高的作物上。包膜缓/控释肥料随着生产成本的降低及产量的增加，在各类作物中的广泛应用是化学肥料发展的必然方向[3]。
目前，美国和日本在包膜控释肥料的研究和应用方面均居世界领先地位，其它各国的研究都是基于美、日两国研究成果之上开展起来的。现在美国和日本正在积极开发可被光或生物降解的包膜材料和具有不同养分释放模式的包膜肥料，这些代表了当今包膜缓/控释肥料的研究方向[3]。
(三)缓控释肥的分类
缓／控释肥料的分类根据不同的参考和标准，缓／控释肥的分类也有所不同。
1 按照生产工艺和肥料性质，缓／控释肥料可分为4类口[4]：①包膜型刻字笔(硫包膜、石蜡包膜、聚合物包膜等)；②合成微溶态型(脲甲醛、草酰胺等)；③化学抑制型(添加脲酶和硝化抑制剂)；④基质复合与胶粘型(添加风化煤、磷矿粉)。
2 根据大部分已开发和评价出的能控制氮有效性的材料和工艺，缓／控释肥料大体上可分为5大类[5]：①低溶性需分解的物质(甲醛尿素、丁烯又二脲(CDu)、异丁叉二脲(IBDU)、尿素乙醛肥料(Uz)、其它脲醛类酯合物、草酰铵、三嗪(尿素干馏物)；②微溶矿物；③能逐渐分解的可溶物质，如硫酸脒基脲(Gus)和磷酸脒基脲(GuP)；④抗溶解处理普通水溶性产品；⑤抑制微生物活性，如硝化抑制剂，脲酶抑制剂。
3 Fall和sin根据释放控制方式将缓／控释肥划分为4类[6]：①扩散型；②侵蚀或化学反应型；③膨胀型；④渗透型。
4 按其缓／控释原理可分为4类[7]：①生物化学方法(如添加脲酶抑制剂、硝化抑制剂、脲酶和硝化抑制剂)；②物理方法(如微囊法：聚合物包膜肥料，硫包膜尿素，包膜型肥料，涂层尿素；整体法：扩散控制基质型肥料，营养吸附基质型肥料。)；③化学方法(如化学
液压滑环
合成法：脲醛类，异丁叉二脲，丁烯叉二脲，草酰胺，脒基硫脲，三聚氰胺，磷酸镁铵；其他化学法长效硅酸钾肥，节酸磷肥，热法磷肥，聚磷酸盐。)；④生物化学-物理包膜相结合的方法(添加抑制剂、促释剂及物理包膜相结合)。
二．缓控释肥的生产现状研究
（一）缓/控释肥的研究单位及产品类型
表1 我国缓／控释肥料研发单位及产品类型[8-9]
研发单位 | 产品类型 |
沈阳应用生态研究所 | 钙镁磷肥包膜的碳酸氧铵(加脲酶、硝化抑制剂)、长效保水复混肥 |
郑州工业大学 | 磷酸铵镁包膜尿素、复混肥(乐喜施) |
西北农林科技大学 | 甲基纤维素、有机酸包膜尿素 |
中国科学院南土所 | 果胶、壳聚糖包膜尿素、磷矿粉包裹碳酸氢铵 |
中国农科院土肥所 | 微米-纳米材料包膜尿素、复混肥 |
华南农业大学 | 粘土、高聚物包膜尿素 |
山东农业大学 | 硫磺、沥青、石蜡、树脂类包膜尿素、复混肥 |
沈阳农业大学 | 以聚乙烯醇(PVA)和淀粉为主要成分合成包膜剂，包膜与氮肥增效剂、缓释剂、保水剂及土壤改良剂等混合研制的包膜肥料 |
山东金正大科技有限责任公司与山东农业大学，清华大学合作开发 | 硫磺加树脂包膜工艺生产的包膜肥料、以高分子树脂包膜的缓控释肥料 |
中国科学院石家庄农业现代化研究所 | “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 |
广东省农科院土壤肥料研究所 | 植物性复合控释包膜材料 |
北京市农林科学院植物营养与资源研究所 | 沸石包衣尿素及其复合肥 |
湖南省农科院土壤肥料研究所 | 研制出可降解膜控释肥料和水稻专用控释肥料。同时，还研制出水稻控释肥精准施肥技术 |
浙江省农科院土壤肥料研究所 | 缓释BB肥 |
新疆农科院土壤肥料研究所 | 棉花缓释肥、葡萄缓释肥、甜瓜缓释肥、矿物质包裹型草坪肥缓释 |
中国科学院山西煤炭科学研究所 | 研制开发的腐植酸包裹尿素（UHA) |
中国农业大学资源与环境学院 | 研制出高分子材料为主体的复合型膜材料 |
北京市园林科学研究所与北京市化工研究院 | 共同开发出酚醛树脂包膜复合肥料 |
中国科学院化工冶金研究所 | 研究成功木质素缓释肥 |
上海农科院研究所 | 矿石粉包裹缓释肥 |
北京化工大学研究所 | 成功聚合物包膜复混肥料 |
兰州石化公司研究院 | 开发出高强度缓释尿素 |
浙江大学 | 研究成功聚合物包膜尿素 |
清华大学 | 包膜尿素和包膜复合肥 |
吉林师范大学研究所 | 抑制剂型缓释肥 |
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从上表可以看出我国以中国农科院、中科院沈阳应用生态研究所、中国农业大学、郑州大学、湖北大学、华南农大、山东金正大、汉枫、武汉诺唯凯等30多家科研单位参与了缓/控释肥技术研究，我国在缓释肥、控释肥、生物有机肥研究取得突破性进展，高分子包膜、脲酶抑制剂、异粒变速控释肥等技术也结出丰硕成果，并在大田大面积推广施用[10]。
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