基本介紹
- 中文名：緩控釋肥料
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基本概念
美國作物營養協會(AAPFCO)對緩釋和控制釋放肥料的定義為：所含養分形式在施肥後能延緩被作物吸收與利用，其所含養分比速效肥具有更長肥效的肥料。
肥料製備
近年來，控釋肥料被描述為在肥料製備使用過程中釋放速率、方式和持續時間已知並可控制的肥料。歐洲標準化委員會(Committee European Nor-maliza—tion，CEN)綜合了有關緩釋和控釋肥養分緩慢或控制釋放的釋放率和釋放時間的研究，提出了作為緩釋和控釋肥應具備的幾個具體標準，即在25℃下① 肥料中的養分在24h內的釋放率(即肥料的化學物質形態轉變為植物可利用的有效形態)不超過15%；② 在28d之內的養分釋放率不超過75%；③在規定時間內，養分釋放率不低於75%；④ 專用控釋肥的養分釋放曲線與相應作物的養分吸收曲線相吻合。
發展歷程
出現的背景
據相關統計，化肥投入約占農民進行種植業生產總投入的50%左右，開發中國家糧食增產中50%來自於化肥的作用。但目前我國當季氮肥利用率僅為20%～35%,磷肥的利用率為10%～20%, 鉀肥的利用率為30%～60%, 遠低於世界已開發國家利用水平。肥料利用率低不僅造成資源的巨大浪費, 還給人類賴以生存的環境造成了嚴重污染。因此緩控釋肥料已經成為了肥料界研究領域中新的熱點。
為了解決肥料養分釋放速率與植物養分吸收速率不吻合的問題，20世紀初提出了緩釋肥料的概念。1955年，微溶性脲醛化合物（UF）商品化合成，緩釋肥料才真正意義上用於農業生產。1961年，美國研製出硫包膜尿素。
國外發展歷程
自從1948年美國的K．G．C1art等人合成了世界上第一個緩釋縮合肥料尿素一甲醛後，緩控釋肥料的研發經歷了一個多元化的發展過程。1960年以前主要是尿素一甲醛結合物緩釋肥料的初步研究。20世紀60年代，緩釋肥的研發取得了巨大進展，研究主要集中在尿素一甲醛縮合物的生產及其套用方面；石蠟、松香等作為包裹膜方面；縮二脲的套用和危害。
到了20世紀70年代，研究方向主要為尿素一甲醛縮合物、聚烯類等作為包裹肥料膜，肥料中攙雜其他難溶物、添加劑、抑制劑生產緩釋肥料，異丁叉二脲和正丁叉二脲縮合物緩釋肥料的研究方面。
目前，緩控釋肥料的研究主要集中在包膜新材料的研發、新型化學合成緩釋肥料合成工藝方法的研究及新型緩控釋肥料長期套用對環境影響方面的研究等。
國內發展歷程
在我國，早在20世紀60年代末，中國科學院南京土壤研究所就開始長效氮肥的研究，在國內首先研製成功了包膜長效碳酸氫銨。與此同時，上海化工研究院、湖南、福建、黑龍江等省市農科院、瀋陽套用生態研究所、西北水保所和鄭州工業大學等也開展了這方面的研究。
近幾年我國緩釋肥料發展迅速，主要採取兩種技術路線，分別是將肥料進行微溶化或包膜處理來實現肥料養分的緩控釋。前者的代表性產物有脲醛化合物(UF)，後者的代表性產物有硫包膜尿素(SCU)、聚合物包膜尿素(PCU)等。
目前中國農科院、中國農業大學、山東農業大學、華南農業大學、鄭州大學、北京農林科學院等單位正在開展不同類型緩控釋肥料的開發和套用研究，並取得了一定的實質性進展，有部分產品及肥料生產設備已經面世。例如鄭州大學磷肥與復肥研究所不僅在國內建立了緩控釋肥料生產廠，並且其以鈣鎂磷肥為包裹物的緩控釋肥料還取得了美國專利，並成功地在美國建廠；山東農業大學與金正大集團合作，建成了年產30萬t緩控釋肥料生產設備，並已投產；華南農業大學資源環境學院則在探索用低成本控釋材料和非專用設備生產包膜肥方面獲得初步成功；北京農科院植物營養與資源研究所成功研發出了樹脂包衣緩控釋肥料生產設備，並研製出適合不同作物需要的控釋肥系列新產品。該項科研成果標誌著我國緩控釋肥料的研究已取得了較大進展，表明研製的緩控釋肥料已達到了國外同類產品的質量標準和水平。然而，要使緩控釋肥料生產成本進一步降低，儘快擴大推廣套用範圍，仍有大量的工作要做。
釋放原理
概念
控釋肥釋放原理是肥料中的養分從固態變成液態的過程中，其釋放的速率與作物吸收養分的規律相吻合，這樣作物吸收養分多的時候，就釋放的多，少的時候就釋放的少，極大限度的提高了肥料的利用率，所以控釋肥比普通肥料的科技含量高，具有智慧型控釋的作用，所以也叫它智慧型肥料。
那么控釋肥是怎樣控制養分釋放的呢？確切的說是通過高科技製成的高分子樹脂包膜外殼來完成的，它的核心是把複合肥料或是單質肥料包上一層均勻的外殼。當肥料施入土壤後，土壤水分從膜孔進入，溶解了一部分養分，然後通過膜孔釋放出來，當溫度升高時，植物生長加快，養分需求量加大，肥料釋放速率也隨之加快；當溫度降低時，植物生長緩慢或休眠，肥料釋放速率也隨之變慢或停止釋放。另一方面，作物吸收養分多時，肥料顆粒膜外側養分濃度下降，造成膜內外濃度梯度增大，肥料釋放速率加快，從而使養分釋放模式與作物需肥規律相一致，使肥料利用率最大化。
那么這層膜到底有多大的“膜”力呢？這層膜的表面充滿了我們肉眼看不到的孔隙，這是電鏡放大600倍的照片，養分就從裡面向衣服外面不斷擴散釋放，這樣就能大大降低了肥料的濃度，使作物根部得到充足而合適的營養。
特點
所謂緩控釋肥，是指通過各種調控機制使其養分最初緩慢釋放，延長作物對其有效養分吸收利用的有效期，使其養分按照設定的釋放率和釋放期緩慢或控制釋放的肥料。這種肥料具有提高化肥利用率、減少使用量與施肥次數、降低生產成本、減少環境污染、提高農作物產品品質等優點，突出特點是其釋放率和釋放期與作物生長規律有機結合，從而使肥料養分有效利用率提高30%以上。緩控釋肥是在傳統肥料外層包一層特殊的膜，根據作物養分需求，控釋養分釋放速度和釋放量，使養分釋放曲線與作物需求相一致。該肥料突出特點是按照作物生長規律曲線同步供給有效養分，從而使肥料養分有效利用率得到大幅度提高，在確保作物生長的前提下，與同濃度肥料相比，肥效利用率可提高30%以上，可使傳統化肥的用量大大減少。由於緩控釋肥具有減少施肥量、節約化肥生產原料（煤、電、天然氣）、提高肥料利用率、減少生態環境污染等優點，因此被稱為“21世紀高科技環保肥料”，成為肥料產業的發展方向。
兩者區別
緩釋肥與控釋肥的區別
概念
緩釋肥料是指能延緩或控制養分釋放速度的新型肥料。相對於速效肥，有以下一些優點：
1.在水中的溶解度小，營養元素在土壤中釋放緩慢，減少了營養元素的損失。
2.肥效長期、穩定，能源源不斷地供給植物在整個生產期對養分的需求。
3.由於肥料釋放緩慢，一次大量施用不會導致土壤鹽分過高而“燒苗”。
4.減少了施肥的數量和次數，節約成本。
廣義上的緩釋肥料包括了緩釋肥與控釋肥兩大類型。
特點
緩釋肥：通過化學的和生物的因素使肥料中的養分釋放速率變慢。主要為緩效氮肥，也叫長效氮肥，一般在水中的溶解度很小。施入土壤後，在化學和生物因素的作用下，肥料逐漸分解，氮素緩慢釋放，滿足作物整個生長期對氮的需求。
控釋肥：通過外表包膜的方式把水溶性肥料包在膜內使養分緩慢釋放。當包膜的肥料顆粒接觸潮濕土壤時，土壤中的水分透過包膜滲透進入內部，使部分肥料溶解。
這部分水溶養分又透過包膜上的微孔緩慢而不斷向外擴散。
肥料釋放的速度取決於土壤的溫度以及膜的厚度，溫度越高，肥料的溶解速度及穿越膜的速度越快；膜越薄，滲透越快。
根據成膜物質不同，分為非有機物包膜肥料、有機聚合物包膜肥料、熱性樹脂包膜肥料，其中有機聚合物包膜肥料是目前研究最多，效果最好的控釋肥。
緩釋肥在釋放時受土壤pH值、微生物活動、土壤中水分含量、土壤類型及灌溉水量等許多外界因素的影響，肥料釋放不均勻，養分釋放速度和作物的營養需求不一定完全同步；同時大部分為單體肥，以氮肥為主。
而控釋肥多為N－P－K複合肥或再加上微量元素的全營養肥，施入土壤後，它的釋放速度只受土壤溫度的影響。但土壤溫度對植物生長速度的影響也很大，在比較大的溫度範圍內，土壤溫度升高，控釋肥的釋放速度加快，同時植物的生長速度加快，對肥料的需求也增加。
因此，控釋肥釋放養分的速度與植物對養分的需求速度比較符合，從而能滿足作物在不同的生長階段對養分的需求。
分類
物理型
物理型緩控釋肥料就是通過簡單的物理過程處理，使肥料具有緩控性。物理型緩控釋肥料大多為包膜肥料。
無機包膜型肥料
有機化合物及聚合物包膜肥料
化學型
化學型緩控釋肥料養分釋放機理比較複雜，依據化學添加物是否與目標肥料結合，綜合概括分為兩類。
前景
物理化學型
物理化學型緩控釋肥料就是綜合了物理和化學方法對目標肥料進行處理， 其養分釋放機理較為複雜，不僅包括化學過程同時也包括物理過程。
發展意義
發展緩控釋肥在我國的意義
意義
目前我國是世界最大的化工生產國和消費國，2006年，我國化肥產量達到4860萬噸，單位面積化肥使用量達到167-180公斤。根據中國農業大學資源學院的測算，我國化肥的利用率只有20%~30%，在化肥使用中，最有利的時機是結合播種季節。
前景
苗期施肥量很少，解決施肥的矛盾通常需要追肥，但是追肥的時候如果不結合灌溉，肥料的損失浪費是很大的。緩釋肥能實現一次施肥，不用追肥，它具有釋放期長效的作用，可大幅度提高肥料作用，減少肥料降低成本。
用途：為苗長的更好，讓農民過的更好。
