包膜控释肥及其包膜材料研究进展_李慧(1)

Vol.29No.4Dec.2012第29卷第4期2012年12月桉树科技EUCALYPTSCIENCE＆TECHNOLOGY包膜控释肥及其包膜材料研究进展李慧,陈少雄*(国家林业局桉树研究开发中心,湛江,524022)摘要:本文区分了缓释肥、控释肥之间的差别,回顾了国内外缓/控释肥的发展历程,并就目前市场上已有的缓/控释肥,根据其所使用的包膜材料进行了分类,阐述了不同的包膜材料控释肥各自养分释放的机理及包膜材料性质的检测 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,介绍目前已有的缓/控释肥料的评价 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 及拟合模型,最后 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了目前的缓/控释肥料的不足,并提出未来控释肥发展的方向。关键字:缓控释肥;包膜类型;控释机理;评价标准;拟合模型中图分类号:S714.8文献标识码:AAReviewofControlledReleaseFertilizerandFertilizerCoatingMaterialsLIHui,CHENShao-xiong(ChinaEucalyptResearchCentre,Zhanjiang,524022Guangdong,China)Abstract:Thispaperexamineddifferencesbetweentheslowreleasefertilizerandcontrolledreleasefertilizerandreviewsthecourseofdevelopmentofslow/controlledreleasefertilizers.WeclassifiedcontrolledreleasefertilizerscurrentlyavailableonthemarketinChinaaccordingtotypesofcoatingmaterialsandexaminethenutrientreleasemechanismofthedifferentmaterials.Methodsfordetectingthetypeofcoatingmaterialwerealsoexaminedandcriteriaforevaluatingcontrolledreleasefertilizers,includingsomemodelsoftheirnutrientrelease,wereidentified.Shortcomingsofthecurrentlyavailablecontrolledreleasefertilizerswerediscussedandprioritiesforfuturedevelopmentofcontrolledreleasedfertilizerswerediscussed.Keywords:controlledreleasefertilizer;coatingtype;controlledreleasemechanism;evaluationcriteria收稿日期:2012-10-23基金项目:林业公益性行业科研专项“桉树生态经营及产业升级关键技术研究”(201104003)作者简介:李慧(1984—),男,硕士,主要从事桉树肥料研究.E-mail:li.hui.cool.love@163.com*陈少雄为通讯作者:研究员.E-mail:sxchen01@163.com化肥对作物的增产作用日益突出。世界粮农组织(FAO)的统计表明,20世纪世界粮食增产的40%～60%来自于肥料的贡献[1],但肥料的使用也带来了许多不利,如造成资源的极大浪费,增加环境的压力,造成地下饮用水污染,进而影响人类健康[2-4],同时在营养元素富集的环境中,不仅改变了环境的元素组成,也必然引发水体富营养化等一系列环境污染问题[5]。这一切问题的根源在于施入土壤中的化肥大量流失。据统计我国肥料的利用率氮、钾肥一般为30%～40%,磷肥仅为10%～25%,而在美国和日本等发达国家肥料的利用率一般可达50%～60%,西欧的肥料利用率更可达到70%～80%[6],其主要归根于缓控释肥料的研制。据有关统计显示从1952—1996年期间,我国的肥料养分中仅氮一项每年通过淋溶、挥发等途径损失近900万t,价值近400亿元[7],由此可见发展新型缓控释肥在我国已经迫在眉睫。DOI:10.13987/j.cnki.askj.2012.04.00246桉树科技第29卷1缓释肥、控释肥的概念及其区别缓释肥、控释肥是20世纪40年代诞生的一个新名词,最初起源于美国,欧洲、日本随后相继开始了相关的研究,始终以肥料长效、高效为主线发展至今[8]。广义上缓释肥和控释肥都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所需的肥料。但狭义上缓释肥和控释肥又有其各自不同的定义。缓释肥又称长效肥料,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;通常是在生物或化学作用下可分解的有机氮化合物(如脲甲醛)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。控释肥料是以颗粒肥料(单质或复合肥)为核心,表面涂覆一层低水溶性的无机物质或有机聚合物,或者应用化学方法将肥料均匀地融入分解在聚合物中,形成多孔网络体系,并且可以根据聚合物的降解情况预先设定各种机制、 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ,使其养分释放规律与作物养分吸收基本同步的一种新型肥料[9];即在作物生长季节其释放模式通常为促进释放,而在植物生长缓慢或停止的时候起释放模式要达到缓释养,这样才能使养分的供应能力与作物生长发育的需肥要求相一致,从而达到提高肥效的目的,其对生物和化学作用等因素往往不太敏感。2控释肥国内外研究进展2.1国外控释肥研究进展美国是世界上最早研究控释肥的国家,早在1948年就合成了世界上第一个缩合尿素-甲醛肥料,通过调节添加剂多少的方式可以任意 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 并生产不同释放期的肥料;但是由于此类肥料的控释方式不灵活,而且甲醛具有极强的致癌作用,当制肥过程中有过量的甲醛存在时会对人体有极大的伤害,所以有关研究者开始尝试涂层和包膜技术,从而由缩合肥料逐步过渡到包膜肥料。包膜材料从早期的石蜡、松香到聚烯类等[8],后来发展成为以包硫尿素(SCU)为主,此外还有包硫氯化钾(SCK)、包硫磷酸二铵(SCP)等。改进的包硫尿素在其表面包一层烯烃聚合物,产品名为Polys,这种产品售价比聚合物包膜肥料便宜,在美国市场上被广泛使用。最早的控释肥为Scotts公司生产的Osmocote,目前依然是全球控释肥的第一品牌,仍为世界上最有影响的包膜肥料,其所用的一般是热固性树脂,主要包括聚氨酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、尿素树脂、密胺树脂、硅树脂等。其中以醇酸树脂、聚氨脂、环氧树脂三种包衣材料最为常见。当前开发的产品中也以聚氨脂类材料最为常见,因为聚氨脂材料经济,生产速度快,可以做到完全降解,符合环保要求,醇酸树脂的材料价格较便宜,降解性也非常好,环氧树脂材料性能非常稳定,但包衣材料价格高,降解差。目前美国消费的缓/控释肥料占世界总消费量的60%[10],其中92%用于非农业市场,仅仅用于高价农作物,如坚果和蔬菜等方面。日本从20世纪60年代开始包膜肥料研究,1970年注册了热固型树脂包膜肥,1979年日本相继研制出具有精确控释和缓释的双重功能的热塑型及热固型树脂包膜肥料。1980年研制出热塑型树脂聚烯烃包膜肥料Nutricote,与美国的Osmocote,同为国际知名品牌。20世纪90年代主要生产包膜尿素、热固性树脂包膜及含农药的包膜肥、生物可降解的脂肪族聚酯和微晶石蜡包膜材料[11]。目前日本的缓/控释肥料的消费量位居世界第二,每年的消费量约为20万t[10],其中70%包膜肥料用于水稻(Oryzasativa),20%用于西红柿(Lycopersiconesculentum)等蔬菜。欧洲各国侧重于微溶性含氮化合物控释肥料的研究。德国以醋酸纤维素、木质素等可生物降解的包衣材料制备包衣肥,同时生产树脂包衣的氮、磷、钾复合肥及中、微量元素系列配方肥。法国研制出两种类型的缓释肥料,一是用聚合物包衣肥料与有益微生物结合在一起,二是用三聚磷酸钠或六偏磷酸钠包裹金属过氮化物。英国申请了在磷酸盐玻璃中引入钾、钙、镁,形成玻璃态控释肥的专利,氮以Ca(CN)2的形式加入,这种肥料存在不释放养分的诱导期,特别适合幼树苗的生长。西班牙用松树(Pinus)木质素纸浆废液包衣尿素制得系列肥料[12-13]。欧洲整体的缓控释肥的消费量位于世界第三位,每年的消耗量约为15万t[10],主要用于苗圃、花卉、园林、高尔夫球场的比例约占90%。第4期(总第83期)李慧等:包膜控释肥及其包膜材料研究进展472.2国内控释肥研究进展我国缓/控释肥料的研究始于20世纪60年代末,目前的研究主要集中在以下方面[14-15]:(1)包裹型控释肥。我国研制开发的包裹肥技术,主要集中在较容易挥发且易溶于水的氮肥(如尿素、硝酸铵),但是氮素全部被包裹往往会导致作物生长前期缺氮的现象。如果将部分氮肥速效、部分氮肥包裹,然后与非水溶性的磷肥、钾肥按比例混合,制成复混肥料,使用效果较好。其中20世纪60年代末70年代初中科院南京土壤研究所就成功研制出钙镁磷肥、石蜡、沥青包膜碳层为原料研制成长效包膜碳酸氢氨[16],郑州乐喜施肥料公司生产出以构溶性钙镁磷肥为包膜,尿素为基质缓释复合肥,其商品名为Luxuriance、Luxecote、Luxacote的控释肥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[17]。(2)包膜型控释肥。这一类型肥料是目前主要的控释肥品种,主要是以颗粒化肥为核心,表层涂覆一层低水溶性或微溶性的无机物质或有机聚合物,改变化肥养分的溶出性,延长或控制肥料养分释放。国际上大部分厂家生产这类肥料,特别是包膜型控释肥能最大限度地提高肥料的利用率,是最理想的肥料,如浙江龙游化工厂研制生产的硫铵包膜肥料[18]、原广州氮肥厂生产的涂层尿素等[19]、以及金正大集团和北京首创新型肥料制造有限公司的高分子树脂包衣尿素[20,21]。(3)添加剂型控释肥。这一缓/控释肥制备技术主要由中科院沈阳应用生态研究所于1985年开始研制,1996年开始应用于生产。该技术通过调控土壤脲酶、(亚)硝化细菌活性,可有效稳定铵离子和提高磷活性,减少钾土壤固定,使生产的长效复(混)合肥肥效期延长,提高肥料综合利用率(如提高有机肥堆腐质量和减少氮肥施用量),对延长叶绿素寿命、增强光合作用和促进根系生长有明显效果,并可降低收获物中的硝酸盐含量。3控释肥的释放机理、包膜材料的类型及其评价方法3.1控释肥的养分释放机理释放机理是研究缓控释肥料颗粒中的养分是如何释放及其受控机制。不同种类包膜材料其养分释放机制是不同的,其中较早生产的脲甲醛肥料其主要机理是靠材料的低溶解度和低渗出率来达到缓释的目的,其养分的释放与肥料的颗粒有很大的关系[22],而且受土壤的酸碱度[23]、温度[24]、微生物[25]以及水分的影响较大。后期的包膜型控释肥料其大多数是靠难溶或微溶性的材料对单质或复合型的肥料进行包裹,因此其养分释放基本上是通过渗透和扩散作用进行,很多学者对此进行了相关方面的研究,并取得一定的进展,目前公认的养分释放机制有破裂机制和扩散机制,其中Kochba等[26]于1990年提出包膜肥料的养分释放是通过疏水膜向颗粒内部进行扩散,随后由于包膜材料的破裂或膨胀而包膜颗粒内的饱和溶液进入土壤或渗透入土壤,此种释放机制一般只能起到很少的作用,一旦包膜材料破裂,肥料的缓释功能就失去效果。Goertz[27]将这种包衣膜破裂养分迅速释放的方式称为“破裂机制”。包硫尿素的养分释放机制就是典型的破裂机制,其中,30%的氮立即释放、20%～40%的氮滞后释放、30%～50%的氮才能真正控释[28],这种释放方式与植物的需肥规律难以匹配。Raban等[29]则认为包膜肥料是在养分浓度梯度或压力梯度的作用之下通过扩散的机制而释放到土壤中。在这种包膜的颗粒控释肥料施用后,土壤或基质中的水分使膜内颗粒吸水膨胀,并缓慢溶解,扩散到膜外,并在3～12个月的时间里持续不断地释放养分。由于养分扩散的驱动力是温度和膜内外的浓度梯度,因此,当温度升高时,植物生长加快,包膜控释肥释放速率也随之加快;当温度降低时,植物生长变缓或休眠,包膜控释肥也随之变慢或停止释放。另一方面,作物吸收养分多时,控释肥颗粒膜外侧浓度下降也快,造成膜内外浓度梯度增大,控释肥释放速率也就加快,从而也使其养分释放模式与作物需肥规律相一致,使营养元素发挥了最大的肥效。3.2控释肥包膜材料包膜肥料的种类繁多,根据不同的分类标准其分类结果有所差别,其中何刚等[30]对当前的分类进行了总结,但常见的分类标准是根据包膜材料的类型进行分类,可将其分为无机包膜肥和有机包膜肥。无机物包膜肥料的材料主要有硫磺、硅酸盐、石膏、磷酸盐等。其中,对硫磺包膜材料的研究最多。使48桉树科技第29卷用硫包膜尿素可使氮利用率较普通尿素提高1倍,特别适用于生长期较长的作物,且能补充土壤中硫的不足。通过调节包膜的厚度和封面剂(石蜡)的用量来实现对养分的控释目的[31]。有机包膜又分为天然高分子包膜材料、人工合成包膜材料和半合成人工包膜3种。其中天然高分子包括淀粉、天然橡胶、明胶、阿拉伯胶、海藻酸钠、纤维素、木质素等。天然高分子材料的特点是来源广、价格低廉、无毒、成膜性好,但由于易被生物降解,缓释效果较差[32]。人工合成高分子材料包括热固性树脂与热塑性聚烯烃类,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等。合成高分子包膜的特点是对土壤条件不十分敏感、由聚合物本身特性控制养分扩散速率,缓控释效果好。该类包膜的缺点是价格昂贵,生产工艺相对复杂,一般难溶于水,且因其难以分解易带来环境污染[33-37]。而半合成高分子材料是指改性天然高分子得到的高分子化合物,以纤维素的衍生物为主[38],粘度大、成膜性良好、易水解,具有更好的控释效果和生物降解性。3.3膜材料的评价方法当包膜材料研制成功之后,首先需要通过一些技术手段来对材料的本身的材料的组织形貌、包膜体表面形貌、微区化学成分分析、显微组织及超微尺寸材料以及材料的有机分子结构类型进行评价,通过参考目前的文献,当前评价包膜材料的方法主要有电镜检测和红外光谱分析。电镜检测:扫描电镜是一个复杂的系统,浓缩了电子光学技术真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术。扫描电镜是在加速高压作用下将电子枪发射的电子经过多级电磁透镜汇集成细小的电子束。在试样表面进行扫描,激发出各种信息,通过对这些信息的接收、放大和显示成像,以便对试样表面进行分析。通过电镜的观察实验,可以看出不同的包膜材料的密实度、均匀性以及膜表面的微孔数量[39],直接反应包膜材料的好坏。红外光谱检测:红外光谱法是通过连续变化的各种波长的红外光为光源照射样品时,引起分子振动和转动能级之间的跃迁,所测得的吸收光谱为分子的振转光谱。红外光谱分析是研究高聚物的一个很有成效的手段之一。研究的内容广泛,不仅可以鉴定未知聚合物的结构,剖析各种高聚物中添加剂、助剂和定量分析共聚物的组成,而且可以考察聚合物的结构,研究聚合物反应,测定聚合物的结晶度、取向度,判别它的立体构型等。通过对已经包膜的肥料颗粒表面成分的检测结果中所含包裹核心基质成分的多少来判定该材料包裹质量的高低[39],一般情况下所含基质成分越少,说明包裹质量越高。4控释肥养分释放预测模型即评价标准4.1肥料养分释放预测模型为了更好地研究缓控释肥料养分释放模式与作物养分吸收地模式和规律,建立缓控释肥料养分释放与时间的函数模型是很有必要的。而不同的包膜材料会导致不同的释放机理,进而可以导致描述其释放的模型会有一定的差别。下面简要概述缓控释肥料养分释放的几种数学模型。Jarrell等[40,41]提出了SCU包膜层破裂和养分溶出率数学模型,根据SCU养分的释放规律和膜材料的本身结构变化,用Fick第一定律描述释放过程,这一表达式反映了养分的释放量与温度膜孔隙面积、孔隙长度、肥料的体积以及温度等因素相关,其中温度对释放量的影响是通过温度能引起饱和溶解度和扩散系数等与温度直接相关的变量的变化而起作用的,众多研究表明,温度与包膜控释肥料的养分释放速率密切相关[42]。许秀成等[43]采用水浸法研究包裹型肥料的养分释放特性,根据Fick第一定律提出简化的养分释放数学模型,在这一简化式中将不可直观表现的膜孔面积和孔隙长度为变量转化为直观的薄膜层的厚度为变量,更便于对肥料的释放过程进行控制。在特定温度条件下,包膜厚度相同的情况下养分释放量与时间呈线性关系。有机高分子聚合物用于包膜控释肥料,其养分释放过程不同于SCU肥料。Berry等[44]假设单个的聚合物包膜肥料颗粒的释放动力学符合一级反应动力学方程,提出树脂包膜控释肥料养分释放数学模型。Kochba[26]在Berry等人研究的基础上对有机聚合物包膜肥料养分释放速率常数进行了研究,并探讨了土壤温度、水蒸气压、土壤含水量对有机聚合物包膜肥料养分释放的影响,结果表明释放速率常数与土壤水蒸气压线性相关,土壤水蒸气压随温度、土壤含水量的变化而变化。Gandeza[45]等研究了聚烯烃包膜尿素在土壤中的养分释放行为,将聚合物包膜肥料的养分累积释放率描述为积温的函数。同时引入反应速度论中能量观点,认为有机高分子聚合物包膜肥料的养分释放的每一过程都释放固定的能量,将不同养分控释期的热塑性树脂包膜肥料在不同温度、饱和盐溶液中验证此模型,得出此模型有很好的预测性。此外Hassan等[46]研究了利用模型模拟尿素从尿素橡胶基质缓释肥料的释放规律。Friedman等[47]研究了土壤中均匀分布控释肥料中的肥料扩散问题,于田间裸露土壤条件下建立模型,并对其进行了敏感性分析。我国的张玉凤等[48,49]对包膜材料及组分对缓控释肥料养分释放特性的影响进行了较为系统的研究。喻建刚等[50]为筛选适合于描述控释肥料氮素释放特性的数学模型,运用Richards、Logistic和Bertalanffy方程拟合在25℃恒温条件下包膜控释肥料在静态水中的氮素累积释放曲线,结果表明Richards函数能较好地拟合不同形状的氮素养分累积释放曲线,其拟合度优于Bertalanffy和Logistic方程。3种方程中,Richards方程的特征参数更能精确地描述包膜控释肥料氮素释放特征,能反映出氮素最大释放速率出现的时间、累计释放曲线的形状等。4.2控释肥评价方法及相关标准4.2.1标准检测法自从包膜肥诞生以来人们就一直致力于包膜材料的研究,与此同时,几乎和控释肥生产同步,人们即开始致力于控释肥控释性能评价方法的研究。1962年Oertli和Lunt[51,52]以水和磷酸盐缓冲溶液连续浸提树脂包膜肥料以测定养分溶出率,开创了这方面研究的先河。以后许多学者都在这方面进行了探索,但由于各种控释肥控释材料、控释途径、控释机理不同,至今没有一个统一的、完善的、标准的国际评价方法可供依循。目前的评价标准主要有以下几种:欧洲标准委员(CEN)对评判控释肥料(TC280/WG4/TFsrf)做了如下说明,若营养释放在25℃,能满足下列3个条件,则该肥料可称为缓释肥料[53]:①24h释放≤15%;②28d释放≤78%;③在规定时间内,至少有75%被释放。日本对包膜肥料采用微分溶出率来测定肥料缓释率。微分溶出率是通过测定在30℃下恒温7d后的溶出率来计算第2～7d之间的每天平均溶出率。初期溶出率是反映那些包膜不完整的肥料粒子数量,显然包膜不完善的粒子越多,初期溶出率越大,而初期溶出率高的包膜肥料,有可能引起作物烧苗或初期徒长。通常要求初期溶出率不大于40%;微分溶出率是评判包衣完整的肥料粒子,平均每天释放总养分百分率,大多数包膜的缓释肥料微分溶出率为每天0.25%～2.5%。美国采用美国公职分析家协会(AOAC)制定的AOAC970.04测定包膜(包硫、包聚合物)缓释/控释肥料中水不溶性氮,其中之一方法是在室温下,以去离子水按1:20比例浸泡肥料8h后,测定未溶解的氮;另一种方法是在专门设计的装置内测定所淋洗出的氮,从而计算“修正控制释放氮”,利用这种方法测得的未被淋出的氮,被认定为控释氮。目前在美国生产与销售的缓释/控释肥料中的缓释氮均由AOAC970.04(1990)方法测定。此测定方法简便,当天可获得测定结果(方法I约10h、方法II约4h),所测得的修正控释氮可反映80～120d实际肥效。这是一种值得推荐的缓释/控释肥测定方法。我国国家质量监督检验检疫总局标准化管理委员会发布的GB/T23348-20《缓控释肥料》中规定:初期养分释放率<15%,28d累积养分释放率<80%,养分释放器的累积养分释放率>80%。除此之外,针对高、中浓度指标的总养分质量分数、水溶性磷占有效磷的质量分数、水分的质量分数以及粒度的均一性都做了明确的规定。4.2.2同位素示踪法同位素示踪所利用的放射性核素(或稳定性核素)及它们的化合物,与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的,只是具有不同的核物理性质,可制成含有同位素的标记化合物代替相应的非标记化合物而定期对标记元素进行跟踪测定。Gandeza等[45]应用肥包方法,采用15N标记技术研究了聚烯烃包膜尿素在25℃时条件下肥料在水中释放80%氮素所需天数,作为养分释放的评估手段。此方法精确快捷但是成本高,需要同位素质谱仪进行检测,一般普通实验室第4期(总第83期)李慧等:包膜控释肥及其包膜材料研究进展49难以完成。4.2.3其他测定方法电导率法:直接用电导率仪测定包膜控释肥的浸提液电导值,从标准系列曲线上查得相应的氮、磷和钾的总养分浓度值,进而计算包膜控释肥的养分释放量和累积释放百分数。试验中注意对溶液浓度的控制和选用高精度的电导率仪,否则电导数据不能反映出真实的差距。折光率仪法:参照折光率仪的工作原理,建立测定溶液中尿素含量的折光率法,该法可直接测定涂树脂尿素(PSCU)中尿素含量,具有分析速度快、测定效率高、检测尿素浓度范围广、不需任何化学试剂和无污染等优点,可以替代PDAB比色法和H2SO4消化比色法,适用于尿素或包膜尿素企业及教学科研部门批量分析测定溶液中的尿素含量、磷和钾的总养分浓度值,进而计算包膜控释肥的养分释放量和累积释放百分数。扩散和渗透率法:评价养分释放方法的前提是承认养分释放经历扩散和渗透两个过程,最早根据此原理设计评价包膜肥料的控释性能的是Gambash等[54],而该原理的核心思想是通过测定包膜肥料的水蒸气扩散量而导致的重量变化,来推算肥料养分的释放快慢的一种方法。电超滤法:电超滤技术研究土壤有效养分已为人们所熟悉。Vallejo等[55]对包膜尿素研究后指出电超滤的数据能够间接反应包膜肥料的包膜稳定性和养分的释放量。不同控释肥由于控释材料、控释工艺途径和控释机理(物理、化学、生物化学)不同,其养分释放速率和模式及受环境因素影响的程度不一,评价方法也应有所不同。若把一种方法套用在不同类型的控释肥上,所得结论势必与实际情况大相径庭。因此,考虑“肥-土-作物”系统中土壤、作物对控释肥养分释放的影响,建立适应不同材料、不同控释材料和机理的控释肥评价方法势在必行。5控释肥行业问题与展望尽管目前控释肥在世界范围内已经取得较大的发展,而且不少产品控释的效果也取得了较好的结果,但是目前还存在着一定的问题,而这些问题正是制约其推广的关键因素。(1)价格偏高。发达国家的控释肥的尽管研究较早,但目前仅在草坪、苗圃、花卉等非农业领域以及蔬菜等小范围使用,取得了较好的经济效益、社会效益与生态效益,而在大田作物及林业上使用的还不能普及,相关的报道也较少,其原因是由于控释材料多为溶剂型,生产工艺的复杂,生产的设备成本较高,原材料的回收利用较差,致使控释肥料价格居高不下,一般为普通肥料的3～8倍。因此解决包膜材料及包膜工艺的成本问题是目前关乎控释肥料能否推广的关键因素。(2)对包膜材料的评价和建模落后。不同的包膜材料及不同的肥料形态其在土壤中的释放都有区别,而目前相关的研究还是相对较少,因此有必要对不同的包膜材料和不同的养分元素的释放机理进行研究,建立对其释放的影响因素的数学模型,为下一步的控释做好准备。(3)强调了控释忽视了促释。目前的包膜肥料大部分只是强调了肥料养分的控制释放,而真正与作物的需求相一致的肥料较少,控释掌控不到位,因此有必要研发膜活性与作物生长活性一致的膜材料。(4)专用的肥料较少。目前市面上的包膜肥料往往是针对作物的通用肥,相对特定作物的特定肥料研发较少,由于不同的作物对不同的养分元素其需求量以及需求的时间均有差异,因此有必要研发针对不同作物的专用控释肥,通过对肥料养分比例的控制和膜材料的研发,做到专用控释。(5)包膜材料的质量偏大。目前市场上的包膜控释肥的膜质量偏大,一般要占到肥料的质量比为20%～30%,这使得生产高养分含量的肥料受到限制,而且也是包膜肥料价格偏高的原因之一,因此研制轻质和降解之后能被植物直接利用的新型包膜材料对于包膜肥料的推广有重要的意义。参考文献[1]张毓钟.农牧情报研究[M]北京:高等教育出版社,1987.[2]KumazawaK.NitrogenfertilizationandnitratepollutioningroundwaterinJapan:Presentstatusandmeasuresforsus-tainableagriculture[J].NutrientCyclinginAgroecosystems,2002,63(2-3):129-137.50桉树科技第29卷第4期(总第83期)李慧等:包膜控释肥及其包膜材料研究进展51艹的艹的艹的[3]KeeneyD.Sourcesofnitratetogroundwater[J].CriticalRe-viewsinEnvironmentalControl,1986,16(3):257-304.[4]HallbergGR.Agriculturalchemicalsingroundwater:extentandimplications[J].AmericaJournalofAlternativeAgricul-ture,1987,2(1):2-15.[5]NovotnyV,OlemH.Waterquality:prevention,identification,andmanagementofdiffusepollution[M].NewYork:VanNostrandReinhold.1993.[6]朱兆良,于天仁.农业发展中的肥料问题[M].南昌:江西科学技术出版社,1998.[7]王少先,袁克勤,萧浪涛,等.肥料缓释控释技术研究进展[J].河北农业科学,2003,7(1):51-53.[8]张德奇,季书勤,王汉芳,等.缓/控释肥的研究应用现状及展望[J].耕作与栽培,2010(3):46-49.[9]韩晓日.新型缓/控释肥料研究现状与展望[J].沈阳农业大学学报,2006,37(1):3-8.[10]解玉洪,李日鹏.国外缓/控释肥产业化研究进展与前景[J].磷肥与氮肥,2009,24(4):87-92.[11]王亮,秦玉波,于阁杰,等.新型缓控释肥的研究现状及展望[J].吉林农业科学,2008,33(4):38-42.[12]JimmenezGS,CartagenacM,VallejoG,etal.CoatedureawithrosinandtricalcicphosphateⅠ.influenceofdistinctfactorsinthesolubilizationrate[J].AgroChimica,1989,33(3):145-148.[13]许秀成,李萍,王好斌.包裹型肥料/控释肥料的专题报告第三报包膜(裹)型控释肥料各国研究进展(续)3.欧洲[J].磷肥与复肥,2001,16(2):10-12.[14]许秀成,李萍,王好斌.包裹型肥料/控释肥料的专题报告第三报包膜(裹)型控释肥料各国研究进展(续)4.中国[J].磷肥与复肥,2001,16(4):4-8.[15]熊又升,陈明亮,喻有熹.包膜控释肥料的研究进展[J].湖北农业科学,2000(5):40-42.[16]董燕.缓/控释复合肥料养分释放特性与生物效应研究[D].重庆:西南大学,2007.[17]祝红福,熊远福,邹应斌,等.包膜型缓/控释肥的研究现状及应用前景[J].化肥设计,2008,46(3):61-64.[18]丁振亭.新型尿素产品的开发[J].现代化工,1994(6):7-11.[19]许秀成,李萍,王好斌.包裹型缓释/控制释放肥料专题报告第一报概念区分与评判标准[J].磷肥与复肥,2000,15(3):1-6.[20]张琴.首创为控释肥亮剑[J].中国农资,2005(10):1-2.[21]许秀成.我国资源与环境呼唤优先发展缓/控释肥料[J].中国农资,2006(9):52-53.[22]NobiliMD,SantiS,MondiniC.Fateofnitrogen(15N)fromoxamideandureaappliedtoturfgrass:alysimeterstudy[J].FertilizerResearch,1992,33(1):71-79.[23]TlustosP,BlackmerAM.ReleaseofnitrogenfromureaformfractionsasinfluencedbysoilpH[J].SoilScienceSocietyofAmericaJournal,1992,56(6):1807-1810.[24]HusbyCE,NiemieraAX,HarrisJR,etal.Influenceofdiurmaltemperatureonnutrientreleasepatternsofthreepolymer-coated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