包膜肥料膜结构及养分释放动力学特性·

第６期熊义升等：包膜肥料膜结构及养分释放动力学特性

７３７

图１电超滤装置示意图

Ｆｉｇ．１

ＴｈｅｇｒａｐｈｏｆＥＵＦｄｅｖｉｃｅ

１．微孔滤纸Ｔｉｎｙｈｏｌｅｆｉｌｔｅｒｐａｐｅｒ；２．阳极Ｐｏｓｉｔｉｖｅｐｏｌｅ；３．搅拌器Ｓｔｉｒｒｉｎｇａｐｐａｒａｔｕｓ；４．阴极Ｎｅｇａｔｉｖｅｐｏｌｅ；５．接真空装置

Ｌｉｎｋｉｎｇ

ｔｏ

ｖａｃｕｕｍ

ｐｕｍｐ；６．电池阀Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｗｉｔｃｈｔ７．冷

却旋管Ｃｏｏｌｉｎｇｃｏｉｌ；８．集液器Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ

ｉｎ

ｌｉｑｕｉｄ；９．承集瓶

Ｈｏｌｄｉｎｇｊａｒ

２结果与分析

２．１

包膜厚度及其结构特征

在扫描电镜下用不同放大倍数观察拍摄包膜尿

素和包膜磷铵的膜厚度和基本结构图像（图２和图３）。包膜尿素的膜平均厚度为６５／ａｎ，包膜厚度范围在５９～７３ｖ－ｍ；包膜磷铵（ＣＭＡＰ－２）的膜厚度平均为

４５舯，包膜厚度范围在３８～５６呻；包膜磷铵（ＣＭＡＰ－１）的膜厚度平均为３５卿。从包膜肥料的

包膜横断面基本结构来看，膜的基本结构特征为叠加层状排布，叠层间有微小空隙，在原状包膜结构成分中可观察到少量微粒物质（图２—２），这种微粒在养分释放完的膜片上没有观察到（图２－３），说明它是包膜开孑Ｌ调节剂成分。同时，观察到电超滤后（养分完全释放的）包膜横断面上有斜串式连结孑Ｌ道（图３—４），其观察到的ｃＭＡＰ＿２膜的空隙通道直径大约是

８～１２ｔａｎ，ＣＵ膜的空隙通道直径大约是２－－一３ｔａｎ，它

们可能是水蒸气或养分进出包膜的主要通道。从包膜结构特征来看，当电镜下观察到的包膜上微粒成分消失时，微粒所占的空间可能成为养分释放扩散通道，包膜内养分释放速率快慢与膜的厚度及其叠加层的致密性和空隙间连通程度有关。包膜越厚，养分或水分经过通道的路线就越长，养分渗透扩散的相对速率就越低。而且，有机聚合物的膜直接受热胀冷缩的影响。所以，温度对包膜肥料养分释放的影响与包膜的物理结构特性改变也有一定关系。

图２包膜肥料膜的结构和厚度扫描电镜观察

Ｆｉｇ．２

Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ

ｏｎ

ｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

ｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｏｆｃｏａｔｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｗｉｔｈｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ

１．包膜尿素Ｃｏａｔｅｄｕｒｅａ（２２０Ｘ），八包膜Ｍｅｍｂｒａｎｅ；Ｒ尿素Ｕｒｅａ；２．包膜磷铵一２Ｃｏａｔｅｄ

ａｍｍｏｎｉｕｍ

ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ－２（３５０Ｘ）｝Ｃ磷铵

Ａｍｍｏｎｉｕｍ

ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；Ｄ．包膜Ｍｅｍｂｒａｎｅ；３．电超滤后膜的表面Ｓｕｒｆａｃｅｏｆｍｅｍｂｒａｎｅａｆｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｕｌｔｒａ－ｆｉｌｔｅｒ（１５００Ｘ）Ｉ４．电超滤后膜

的横断面Ｃｒｏｓｓｐｒｏｆｉｌｅｏｆｍｅｍｂｒａｎｅａｆｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｕｌｔｒａ－ｆｉｌｔｅｒ（８

０００

Ｘ）

７３８华中农业大学学报第２７卷

图３包膜肥料膜结构和成分扫描电镜观察

Ｆｉｇ．３Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒｇｒａｄｉｅｎｔａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｎ３ｅｌＴｌｂｒａｎｅｏｆｃｏａｔｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｗｉｔｈｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ１．包膜尿素的膜表面Ｍｅｍｂｒａｎｅｓｕｒｆａｃｅｆｏｒｃｏａｔｅｄｕｒｅａ（１０００Ｘ）；２．包膜组成Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｍｅｍｂｒａｎｅ（８００Ｘ）；３．电超滤后包膜横断面Ｃｒｏｓｓｐｒｏｆｉｌｅｏｆｍｅｍｂｒａｎｅａｆｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｕｈｒａ－ｆｉｌｔｅｒ（２０００Ｘ）；４．包膜磷铵一１Ｃｏａｔｅｄａｍｍｏｎｉｕｍｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ－１（２００Ｘ）；Ｅ磷铵Ａｍｍｏｎｉ—ｔｉｍｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；Ｆ．包膜Ｍｅｍｂｒａｎｅ

２．２包膜肥料养分释放动力学特性

图４和图５是用电超滤方法在２００Ｖ、１５ｍＡ条件下操作３０ｍｉｎ之后得到的５种肥料Ｎ养分释放曲线。把它们作为肥料养分释放动力学特征曲线，包膜肥料和非包膜肥料间养分释放特性差异十分显著，不同包膜厚度的包膜肥料间也表现出一定差异。这种差异说明包膜完好时，包膜控制着包膜肥料养分释放动力学特性。那么，当膜发生改变时，在后期释放Ｎ就较容易。当包膜肥料释放养分的累积量与浸提时间呈显著相关时，可以用直线同归方程（３，一口＋ｂｘ）进行描述。根据包膜肥料养分释放曲线方程可以得到不同肥料养分释放速度系数ｂ值即是单位时间肥料Ｎ养分释放量，它表示２００Ｖ恒压条件下的释放速率，并且，ＣＭＡＰ－１、ＣＭＡＰ一２和ＣＵ的ｂ值是随着包膜厚度的增加而明显降低，同时得到的释放２５％养分所需时间ｔ随着包膜厚度的增加而增加，分别是８１ｒａｉｎ、１００ｒａｉｎ、１１８ｍｉｎ。同类肥料ＥＵＦ－Ｎ（Ｉ）中释放Ｎ的比例与膜厚度有直接关系，随着包膜厚度增加而降低。养分平衡释放系数训Ｅ＝【ＪＦ－…）／训ＥＵＦ－Ｎ（Ⅱ）是代表两组分之间的养分平衡关系，从中可以得到不同浸提阶段的养分平衡数据以及膜的稳定性（膜的稳定性是指包膜控制养分释放速率的能力）。当这个值越低，说明膜的稳定性越好，反之，膜的稳定性越差。膜的稳定性也与其它系数有关，特别是与ＥＵＦ－Ｎ（Ｉ）浸提阶段的养分释放速率有关。从包膜厚度来看，２种包膜磷铵的养分平衡释放系数随膜厚度的增加而降低。从肥料养分释放曲线方程得到的释放速率系数（６）和ＥＵＦ－Ｎ（Ｉ）直接计算的养分释放时间（｝）值之间呈显著相关（ｒ—Ｏ．９５６３一）。

在电超滤浸提的范围内，３种包膜肥料浸提的氮养分累积量（Ｙ：ｇ／ｋｇ）和电超滤浸提时间（Ｘ：ｍｉｎ）的关系都可以用一元线性回归方程拟合，其方程是包膜尿素为：ｙ一２．１６２ｚ一３．９７３，包膜磷铵一１为：Ｙ一２．８１７ｘ＋２０．８６７，包膜磷铵一２为：Ｙ一２．４３４ｘ＋４．７３３（见图４和图５），它们的ｂ值大小与包膜厚度成负相关关系。

综上所述，用ＥＵＦ方法建立包膜肥料养分释放动力学方程及ＥＵＦ系数，可以作为包膜厚度对

包膜肥料养分控释的评价方法。

包膜控释肥料的现状和展望

包膜控释肥料现状和展望 摘要研究和开发包膜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。本文主要阐述了包膜控释肥料的重要性，控释肥料的概念，控释肥料研究和发展的现状，以及控释肥料研究展望及建议。 关键词包膜控释肥料概念现状展望 1 控释肥料研究及产品开发的重要性 我国开展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”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，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)控释肥料本身及其制造过程对环境无污染；3)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。 不少学者也曾认为，包膜控释肥料、缓释肥料是世界肥料的发展方向，其原因是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。全球现有包膜控释肥料消费量虽在l50万吨左右，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。因此，发展以包膜控释肥料掺混型的复合肥料将是我国肥料业的必然发展趋势之一。如果按现有化肥消耗量的5%用包膜控释肥料代替，那么控释肥料和缓释肥料的大田作物需求量将为600～650万吨。由此可见控释肥料和缓释肥料有极其广阔的应用前景和市场需求。 当前我国农民购买化肥的费用仍然占生产总成本的50%左右，有些地区甚至更高，为了有效地解决当前化肥价格高涨、化肥利用率低、劳动力成本增加、化肥面源污染严重等问题，迫切需要研制系列专用复混型缓或控释肥料BB肥。其核心产品是控释肥料，因此开展包膜材料、包膜控释技术、包膜工艺、包膜控释肥料在线质量控制等几方面控释技术及其产业化关键技术的研究，对于保障我国控释肥料研究成果的产业化，产业化后企业持续发展的技术储备，以及我国控释肥料产业的稳健发展和使控释肥料以控释BB肥走向大田作物均具重要的意义。

畜禽类有机肥料的养分释放规律研究

Hans Journal of Soil Science 土壤科学, 2018, 6(2), 48-54 Published Online April 2018 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/ea17078329.html,/journal/hjss https://https://www.sodocs.net/doc/ea17078329.html,/10.12677/hjss.2018.62006 Study on Nutrient Release Law of Organic Fertilizer of Livestock and Poultry Fuli Zheng, Bosong Zhang, Rongzong Cui, Jianlin Wei, Guosheng Li, Yan Li, Deshui Tan* Agricultural Resources and Environment Institute, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Shandong Provincial Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer, Jinan Shandong Received: Apr. 3rd, 2018; accepted: Apr. 21st, 2018; published: Apr. 28th, 2018 Abstract A laboratory incubation experiment was conducted using chicken and pig manures. The dynamic changes in mineral nitrogen and Olsen-P and avail-K were studied. Results showed that different organic fertilizers had different nutrient release characteristics. Respectively after the application of organic fertilizers in soil for 150 days, the releases of mineral nitrogen, Olsen-P and avail-K of chicken manure were 37.88%, 30.21% and 84.49% respectively; the releases of mineral nitrogen, Olsen-P and avail-K of pig manure were 18.87%, 60.07% and 68.93% respectively; the releases of mineral nitrogen, Olsen-P and avail-K of sheep manure were 11.71%, 2.96% and 42.71% respec-tively; the releases of mineral nitrogen, Olsen-P and avail-K of cow dung were 7.83%, 66.02% and 9.83% respectively. Results showed that after 150 days which organic fertilizers were applied, 60%~70% of N and P in chicken manure had not been mineralized or were re-fixed in soil; 50% N and 40% P in pig manure were residues in soil; 90% of N and P in sheep manure were residues in soil; 34% P and 90% N in cow dung were residues in soil. Keywords Chicken and Pig Manures, Mineral Nitrogen, Available Phosphorus, Available Potassium, Nutrient Releasing 畜禽类有机肥料的养分释放规律研究 郑福丽，张柏松，崔荣宗，魏建林，李国生，李燕，谭德水* 山东省农业科学院农业资源与环境研究所，山东省植物营养与肥料重点实验室，山东济南 收稿日期：2018年4月3日；录用日期：2018年4月21日；发布日期：2018年4月28日 *通讯作者。

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

年产50万吨树脂包膜缓控释掺混肥料项目可行性研究报告

一、总论 （一）项目背景 1、项目名称 ()有限公司50万吨树脂包膜缓/控释掺混肥料项目 建设性质：技术改造 项目建设地点： 2、技术依托单位 华南农业大学 3、承办单位概况 ⑴承办单位及法定代表人 承办单位： 法定代表人： 公司类型：有限公司 ⑵承办单位概况 公司，于2004年9月20日成立，注册资金500万元，年产各类肥料产能达100万吨。该公司现拥有2条共50万吨的氨化造粒复合肥、硫酸钾型复合肥生产线、2条共40万吨掺混肥生产线、1条10万吨钾肥生产线，是目前东北地区最大的复合肥生产基地之一。公司现有员工680人，其中工程技术人员68人，具有较高的专业素质和先进的管理水平。 是吉林省质量诚信企业，并通过了ISO9001质量管理体系认证。公司现设有6个分公司、13个平台库、11个县级分销处，

在吉林、辽宁、黑龙江等省有1200多家乡镇级经销网点。公司经销的化肥品种全部由全国知名的大型化肥企业生产，质量稳定，信誉可靠，主要有白鹇二铵、瓮福二铵、丰喜尿素、磷都二铵、三宁二铵、乌拉尔大颗粒钾肥等，自产品牌有隆源系列肥、蕯化系列肥等七大品牌。 公司，共拥有2个生产工厂，年化肥产能合计150万吨，年生产、销售化肥170万吨，复合肥出口28万吨，是吉林省最大的集化肥生产和销售为一体的农资企业之一，是东北地区最大的复合肥生产基地，是东北唯一树脂包膜控释肥生产基地。是国家指定的化肥淡季商业储备承储企业，是中国农资流通协会常务理事单位、全国农资首批信用评价AAA级企业，是吉林省工商局重点培育的“连锁配送经营”企业，长春市农业产业化重点龙头企业。集团下设吉林省隆源化肥有限公司、吉林省长江缓/控释肥料有限公司、吉林省隆源农资物流园等多家子公司。 4、可行性研究报告编制依据 1）编制依据 ⑴国家发改委颁布的《投资项目可行性研究指南》； ⑵国家的有关政策、法规、标准及规范； ⑶《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》； ⑷《吉林省循环经济发展“十二五”规划》； ⑸《中华人民共和国可再生能源法》； ⑹《中华人民共和国节约能源法》； ⑺《中华人民共和国农业技术推广法》； ⑻《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》；

包膜肥料的研究进展

收稿日期：２００８－０１－２４ 作者简介：朱利平（１９７３－），男，内蒙古凉城人，学士，农艺师，从事农业生产技术服务指导工作。 河北农业科学，２００８，１２（６）：４０－４２，５３ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｂｅｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ 责任编辑：朱新秀 １８４０年德国化学家李比希（Ｊ．Ｖ．Ｌｉｅｂｉｇ）提出植物矿质营养理论后，经过半个多世纪，化学肥料已发展为比较完善的技术系统和产业体系，成为推动世界农业生产发展的强大力量［１］。据联合国粮农组织（ＦＡＯ）统计，施用化肥可提高作物单产５５％～５７％，提高总产３０％～ ３１％。化肥是农业生产中最大的物质投入，约占其全部生产性投入的５０％。中国是农业大国，同时也是世界最大的化肥生产国和消费国。但长期以来由于化肥结构单一，施肥结构不合理，其单位面积的施肥量已达世界平均量的１．６倍，但氮肥的利用率仅为３０％～５０％［２－３］。通过淋溶、挥发等途径损失的氮肥造成水资源、农产品的污染和温室效应等负面影响，正严重威胁着人类生存。 大量的科学研究表明，肥料利用率低的主要原因是由于绝大部分化学肥料为速溶性肥料，施入土壤后可在短期内溶解，速效养分在短期内不可能全部被作物吸收利用，一部分养分通过各种途径损失致使肥料利用率下降。新型肥料的研制和开发是解决上述问题的重要突破口，其中包膜肥料已引起世界各国的广泛关注。 １包膜肥料的概念、分类及其特点 １．１ 概念 包膜肥料是指以颗粒化肥（氮或氮磷复合肥等）为 核心，表层涂覆一层低水溶性或微溶性无机物质或有机聚合物，使肥料成分通过包膜的微孔、裂缝慢慢释放出来从而改变化肥养分的溶出性，延长或控制肥料养分释放，使土壤养分的供应与作物需求协调的新型肥料 ［４］ 。 １．２分类 包膜肥料按其释放机理可分为３类：①半透水性膜。 主要是减少肥料与水分的接触机会来控制养分的溶出速度；②微生物不能分解的不透水性膜。其包膜材料多为聚合物。肥料成分从膜表面的微孔溶出，溶出速度取决于膜材料性质、膜厚度及加工条件；③微生物可分解或可降解的不透水性膜。包膜材料有硫磺、尿醛缩合物。其材料在土壤中可被微生物分解或因风化等作用而显著降解。这类肥料养分的溶出速度除取决于膜的厚度及加工条件，还依赖于土壤微生物的数量、温度等因素［５］。 １．３特点 １．３．１ 优点普通氮肥养分释放快（如尿素施入土壤后 约一周就由酰氨态氮转化为铵态氮），在作物生长季多次施肥才能满足作物生长和发育的要求，且易造成养分损失。包膜肥料与其相比具有如下特点：①包膜肥料养分释放迟缓，能够持久地为作物生发育供给养分；②使一次性施肥成为可能，既降低了成本又节省了劳力；③可以避免一次大量施肥致使浓度过高而造成作物烧苗、中毒等现象；④可降低氮素各种途径损失，减少对生态环境的污染；⑤可以根据需要加工成各种类型的包膜 摘要：包膜肥料作为一种新型肥料，可明显提高肥料利用率，减轻生态环境污染。综述了包膜肥料的分类及特点，国内外研究现状，肥料养分溶出的测定方法及养分释放机理。分析了目前包膜肥料在研究中存在的问题，并进行了研究展望。 关键词：包膜肥料；研究进展中图分类号：Ｓ１４３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００８－１６３１（２００８）０６－００４０－０３ ＲｅｓｅａｒｃｈＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＣｏａｔｅｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ＺＨＵＬｉ－ｐｉｎｇ１，ＷＥＩＳｈｕ－ｙｉｎ１，ＲＥＮＤｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ２，ＺｈａｎｇＹｕ－ｌｉｎｇ３ （１．ＢａｏｔｏｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｃｌａｍａｔｉｏｎＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｏｔｏｕ ０１４０６０，Ｃｈｉｎａ；２．ＷｕｈｕａＴｏｗｎＧｏｖｅｒｎｍｅｎｔｏｆＮｉｎｇｃｈｅｎｇＣｏｕｎ－ ｔｙｉｎＣｈｉｆｅｎｇＣｉｔｙ，Ｃｈｉｆｅｎｇ０２４２０９，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬａｎｄａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ｃｏａｔｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｎｄｒｅ－ｄｕｃｅｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏａｔｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ，ｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｕｔｒｉｅｎｔｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｎｕｔｒｉｅｎｔｒｅｌｅａｓｉｎｇｍｅｃｈａ－ｎｉｓｍ．Ｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｃｏａｔｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏａｔｅｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ；Ｒｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｓ 包膜肥料的研究进展 朱利平１，卫树银１，任冬生２，张玉玲３ （１．包头市农垦集团有限责任公司，内蒙古 包头 ０１４０６０；２．赤峰市宁城县五化镇政府，内蒙古赤峰０２４２０９；３．沈 阳农业大学土地与环境学院，辽宁 沈阳 １１０１６１）

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)。

一种用于制备微生物复合肥料的微生物包膜剂及其制备方法汇总

一种用于制备微生物复合肥料的微生物包膜剂及其制备方法 本发明涉及一种非水性微生物包膜剂及其制备方法，尤其涉及一种用于制备微生物复合肥料的微生物包膜剂及其制备方法，属于微生物制剂和肥料生产技术领域。 背景技术 近几十年来，化学肥料的广泛应用极大地提高了粮食生产的产量和效率，使其成为农作物增产和丰收的重要生产资料。普通化肥在施用过程中，由于存在着挥发，淋洗以及渗透等过程，造成肥效的损失和资源的巨大浪费。据研究表明，施入土壤中的化学氮肥约有1/3进入大气圈，其中的N2O破坏臭氧层产生温室效应；约有1/3的肥料经土壤淋洗进入水圈，导致水资源的富营养化。因此，农田长期偏施大量化学肥料会带来一系列不容忽视的问题。主要表现为土壤结构和性质变劣，养分组成失衡，微生态紊乱，从而导致肥料利用率低，农产品质量下降等问题。 近年来，越来越多的科学研究和应用实例表明，向土壤中添加特定的复合微生物制剂，可以能够固定大气中的氮，溶解土壤中固定态矿质元素，增加养分效力，制造和协助农作物的营养吸收；而且微生物能够改善土壤结构和性质，疏松土壤防止板结，缓解土壤生态环境的恶化；同时，通过对于土壤微生态结构的优化，又可以抑制植物病原菌的活动，增强作物的抗病能力。因此，制备经济高效的含有活性微生物的复合型肥料对于现代农业的可持续发展具有重要意义。 现有的微生物复合肥料的制备工艺中，大多采用造粒过程中添加菌剂的工艺，高温处理会导致大量有益微生物死亡，大大降低肥料入土后

的效力；并且肥料施用后，菌剂效用时间短，重复性和稳定性较差。另外，还有报道将微生物菌剂混入缓控释包膜材料中制备生物包膜肥料，但其主要存在着活性菌添加困难、包膜材料对于微生物存在抑制作用以及工艺复杂并难以达到最终产品的质量要求等问题。 例如，以无机物为包膜剂的控释肥料(例如涂硫尿素)制备时，需要将包膜材料加热到熔融状态，使得活性菌剂无法添加；以有机物为包膜剂的控释肥料制备时，需要将高分子材料溶解在有机溶剂中制成稀溶液，然后进行涂覆和聚合成膜，这一过程中，大量的有机溶剂对于微生物细胞具有极强的杀伤作用，无法进行菌剂的添加；以水性聚合物为包膜剂的控释肥料制备时，虽然可以部分实现活性菌剂的添加，但是对于很多肥料品种尤其是复混肥，受到产品含水量小于2%和无法后续烘干的限制，使得生产工艺十分复杂，成本较高，并且无法制备含有高浓度活性微生物的包膜肥料。基于此，研发用于制备活性微生物复合肥料的微生物包膜剂对制备高效经济的复合型肥料具有重要意义，是肥料生产中需要解决的重要课题。 发明内容 针对现有技术的不足，本发明主要解决的问题是提供一种用于制备高效微生物复合肥料的微生物包膜剂及其制备方法。利用本发明所述非水性微生物包膜制剂和无水包膜设备和工艺，可有效地克服现有技术的弊端，达到高效而经济的制备微生物包膜肥料的目的。 本发明所述用于制备微生物复合肥料的微生物包膜剂，由固化剂、油脂、表面活性剂和微生物培养物配比制成，其特征在于所述固化剂为

缓释肥料类型

缓释肥料类型 一、概念：缓释肥料又称缓效肥料、控释肥料、长效肥料，指由于化学成分改变或表面包涂半透水性或不透水性物质，而使其中有效养分慢慢释放或者养分释放速度可以得到 特性是可以控制其释放速度，在施入土壤以后逐渐分解，逐渐为作物吸收利用，使肥料中养分能满足作物整个生长期中各个生长阶段的不同需要，一次施用后，肥效可维持数月至一年以上。 田间试验与研究结果表明，在通常情况下，氮肥施人土壤以后，仅有30—50%能被作物吸收利用，而其余部分则白白损失掉了。造成氮肥损失，乃是由于氨的挥发、淋失、硝化与反硝化作用所致。研制和施用缓释氮肥，就是为了降低氮肥的溶解速度，使氮肥在缓溶解过程中陆续为作物提供氮素，防止大量施用时因局部浓度过高而伤害作物种子、幼苗或灼伤叶子等不良后果，以达到提高氮肥利用率的目的。 二、类型：可分为四种类型:合成有机氮肥、包膜肥料、缓溶性无机肥料、天然有机质为基体的各种氨化肥料。其中最主要的类型是合成有机氮肥和包膜肥料。 1、合成缓释氮肥（聚合物缓释氮）的品种主要有:脲甲醛、亚异丁基二脲，亚丁烯基二腺、草酰胺等。

脲甲醛是由尿素和甲醛经过工厂的缩合化反应生成的，其全氮（N）含量大约38%。产品不是单一化合物，而是由链长与分子量所不同的甲基尿素混合而成，其中包含了从一甲基二脲至五甲基六脲等系列聚合物，脲醛缩合物肥料不仅包含较短的链也包含较长的链。大量的试验结果表明：随着聚合物链段的加长肥料的溶解度降低，与此相应的是缓释期就越长。 溶解度是决定一个肥料释放速率和有效性的基本性状。脲甲醛在水中的溶解度比尿素小得多，脲甲醛属于缓释性氮肥。 2、包膜肥料主要品种有:硫磺包膜肥料、聚合物包膜肥 料、石蜡包膜肥料、磷酸镁铵包膜肥料(如缓效碳酸氢铵)等。 包膜肥料主要是用蜡、聚合物和硫磺进行包膜，也可以 用沥青、硅酸盐水泥．磷酸镁铵等包膜。就是在粒状水溶性 (速效)肥料表面涂覆半透水性或不透水性物质，使养分通过 包膜的微孔、缝隙慢慢释放出来，或在作物某一生长阶段大 量释放，为作物所吸收利用，从而减少养分损失，提高肥料 利用率。 ①硫包尿素 在包膜肥料中，硫包尿素占有特殊地位。这主要是由于 素一般含氮量为36—37%。硫包尿素适用于生长期长的作物， 如牧草、甘蔗、菠萝以及间歇灌溉条件下的水稻等，不适于 快速生长的作物，如玉米之类。硫包尿素比普通尿素被作物 吸收的有效利用率可提高一倍。 ②树脂包膜尿素 树脂包膜尿素是采用各种不同的树脂材料，起到长效和

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　ｐｒｏｓｐ ｅｃｔ　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　ｄｅｖｅｌｏｐ ｍｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　 ｗｏｒｄｓ　ｓｌｏｗ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｒｅｌｅａｓｅ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ｃｏａｔｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ 随着我国加入ＷＴ Ｏ，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

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。

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。

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，