缓控释肥料的研究进展及发展趋势

姚先荣

渊四川省会东县农牧局土肥站袁四川会东615200冤

摘要缓/控释肥料是肥料产业的一次新的革命袁是低碳经济的新型增值肥料遥本文介绍了缓/控释肥料的概念尧主要种类和国内外研究进展袁并提出了发展趋势遥

关键词缓/控释肥料曰种类曰研究进展曰发展趋势中图分类号S143文献标识码A文章编号1007-5739渊2019冤02-0133-01

化肥是农业生产中最重要的农业投入品袁占农业生产总支出的50%遥在粮食作物中袁粮食生产的55%归功于化肥的使用袁但是高施肥水平导致了较低的化肥利用率袁我国的25%氮肥利用率仅为30%~50%袁钾肥为35%~50%袁磷肥为10%~

等袁国遥氮外肥氮利肥用利率用低率主达到要原因50%~55%为氮肥遥易作挥物经发尧多硝次化和施肥反袁硝肥化料在根际作物周围积累袁从而造成植物根系细胞破坏袁形成盐害[1]袁破坏了土壤结构袁使作物减产甚至死亡袁同时对地表水和地下水造成污染袁导致严重的环境问题遥

缓/控释肥料一方面可以减缓旱地作物因肥料施用过多导致土壤板结的问题袁另一方面可协调作物养分的供给袁有效地减缓养分释放速度遥实践证明袁缓/控释肥料可大大提高肥料利用率渊利用率在50%以上冤袁从而减少肥料的施用次数袁促进农药尧肥料使用零增长遥1缓/控释肥料概况1.1概念根据作物生长发育的需求袁对养分的释放速度进行控制袁在作物不需要时袁养分能保留在土壤中袁减少养分在土壤中的挥发和淋溶曰在植物需要时袁及时提供和释放养分供其利用遥缓/控释肥通过包膜层控制养分释放速度和肥效期袁使用不同的包膜材料袁可以调节肥料释放量和释放期袁使作物生长发育肥料需求与释放模式相一致遥1.2主要种类按照生产方法和作用袁缓/控释肥分为三大类遥淤化学合成方法袁该方法合成的新型组合物又分为3种类型袁一是草酰胺尧脲甲醛和丁烯叉二脲等难溶性有机化合物曰二是水溶性难降解化合物袁如异丁叉二脲曰三是低溶解无机物袁如磷酸镁铵等[2]

遥这种化学合成缓释肥料袁通过共价或离子键将肥料间接或直接连接到预先形成的聚合物上袁形成新的肥料遥于生物合成方法袁此类缓释肥料含长效尿素和长效碳酸氢铵等袁主要添加了生化抑制剂袁如硝化抑制剂和脲酶抑制剂遥盂物理方法袁主要为整体分散法和物理包被法遥物理包被法是指在易溶肥料表面包一层或多层阻滞剂袁可以有效地控制或减缓肥料养分溶出速率袁如包裹肥料尧涂层尿素和聚合物包膜肥料等遥2研究进展2.1国外缓/控释肥料研究进展美国的缓/控释肥料消费量占全球的60%以上袁主要产品为包硫尿素渊SCU冤尧包硫磷酸二铵渊SCP冤和包硫氯化钾收稿日期2018-10-08

渊SCK冤遥美国市场上广泛应用的改进的包硫尿素名为Polys袁在其表面包一层烯烃类聚合物袁比聚合物包膜肥料售价更低遥

日本是研究和应用缓/控释肥料技术最为先进的国家之一袁以高分子包膜肥料为主袁20世纪80年代研究出国际知名品牌热塑型树脂聚烯烃包膜肥料袁这种肥料控释量80%袁控释氮素期100~360d袁氮素利用率高达60%~70%袁具有缓释和精确控制双重功能曰20世纪90年代主要生产热固性树脂包膜尧包膜尿素和含农药的包膜肥尧脂肪族聚酯等遥现在以生产包膜肥料为主袁它是一种可降解聚合物遥

欧洲各国主要研究微溶性含氮化合物缓释肥料遥如法国将六偏磷酸钠或三聚磷酸钠包裹过氮化物袁或聚合物包膜肥料与微生物在一起用作土壤添加剂遥德国用聚合物包膜材料生产包膜肥遥荷兰用淀粉尧土豆尧甘油和菊粉与肥料捏制成生物可降解的包裹肥遥2.2

国内缓/控释肥料研究进展1/3生产主袁成为生近年来要采产袁我用和国了使用缓/控2种缓释技/术控肥路线释料肥发袁的重要展较快一是将肥国袁消家费料之量微溶一已遥化处理缓占/世控界释的袁肥二是包膜处理袁实现肥料养分的缓/控释遥其中袁包膜处理有代表性产物聚合物包膜尿素渊PCU冤和包膜尿素渊SCU冤曰肥料微溶化处理有代表性产物脲醛化合物渊UF冤遥目前已开发出具有我国特色的缓/控释肥料袁包括硫包衣缓释肥料尧树脂包膜缓/控肥料尧合成型微溶态脲醛类缓释肥料和包裹型肥料等遥

缓/控释肥料在快速发展的同时袁也存在着一系列不可忽视的问题遥一是我国采用包衣缓/控释肥料袁成膜材料多以甲苯尧苯和石油醚作为溶剂袁毒害性较大袁特别是四氯甲烷尧三氯乙烯为溶剂袁造成了大气污染和臭氧层破坏曰二是缓/控释肥料价研究2005格袁在施年太用湖高量南袁减少农很难业广泛地应用于大田农业生产中遥

40%大学的对前包提下衣型袁产缓释量复仍合然肥增料加进行深入20075%以上曰

阶段袁年分王别海为波物等理研混制合出尧化学保水缓合成和/控释包肥衣袁工等艺袁但流是成程分为本高3尧个能耗大尧工艺复杂遥3缓/控释肥料的发展趋势3.1

技术开发为了提高肥料利用率袁降低肥料用量袁研究和开发缓/控释肥料时袁需要保证肥料释放与作物需求相一致袁并对控释机理进行研究遥淤在我国水溶性树脂应用中袁包膜工艺和包膜材料是今后探索和研究的课题之一[3]曰于在缓/控释肥料渊下转第135页冤

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马凤英等院碱熔-氢化物发生原子荧光光谱法测定土壤中的痕量锗9008508007507006506005505000.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0氢氧化钠含量/译

素沉淀析出袁大大消除了干扰离子的影响袁测定结果稳定[5-6]遥2.4方法的检出限按本方法所选定的试验条件袁平行测定12份空白样品袁以空白测量的3倍标准差对应的浓度作为方法检出限袁检出限为0.1滋g/g遥

2.5方法的精密度和准确度按本文所确定的条件分析了8个国家标准物质袁且用本文方法重复测定12次并进行准确度和精密度分析遥由表1可知袁标准偏差在正常范围内袁相对标准偏差为2.00%~含量在0.1滋g/g以上的样品中锗的测定遥3结论本文对原子荧光仪器条件尧磷酸用量尧硼氢化钾及氢氧化钠浓度等试验条件进行优化袁采用原子荧光光谱仪测定锗的含量遥结果表明袁检出限为0.1滋g/g袁测定的8个国家标准5.73%袁相对误差臆2%袁分析结果与标准值相符袁能够满足图3锗荧光强度信号随氢氧化钠含量的变化2.3干扰离子的影响域B尧域B族及能形成氢化物的元素[4]遥碱熔使大部分干扰元表1

编号GSS-17GSS-2011.0400.92021.1601.03031.0701.05041.0900.91051.1700.94061.1100.94071.1301.04081.0401.01091.0601.060101.1700.920111.1300.950121.0200.970平均值1.1000.980标准值1.1100.990标准偏差0.0540.056相对标准偏差4.8705.730相对误差0.9901.190注院相对标准偏差尧相对误差的单位为%遥

GSS-221.3101.2401.2801.2901.3001.2601.3101.2701.2801.3101.3001.2401.2801.2800.0262.000-0.190

氢化物原子荧光光谱法测定锗的干扰元素主要是峪尧

8个国家标准物质的测定结果GSS-241.4701.5501.4801.5201.5601.5501.5101.4701.4501.4401.4201.4901.4901.5200.0463.0801.840

GSS-251.3301.2801.3201.3401.2701.2601.2601.2701.3101.3501.2901.3401.3001.3100.0342.6000.640

GSS-261.3301.2801.2901.3401.2501.2901.3501.3301.3101.2801.2701.2501.3001.3000.0342.6300.190

GSS-271.5201.5501.4601.4201.4401.5201.5101.4901.5001.5201.4701.4501.4901.4700.0392.640-1.180

GSS-281.7601.8801.7801.7601.8201.8701.8101.8901.8301.7901.8201.8401.8201.8300.0442.4200.500

物质与推荐值相符袁且重复测定12次的相对误差臆2%遥本文创新性地提出了氢氧化钠含量为0.2译的硼氢化钾溶液大大提高了测定灵敏度袁优化了试验条件袁使测定更为稳定遥4参考文献[1]修凤凤袁樊勇袁李俊雨.氢化物发生-原子荧光光谱法测定地球化学样品中的锗[J].中国无机分析化学袁2017袁7渊2冤院31-33.

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渊上接第133页冤

中袁控释肥料的养分含量与控释效果的关系问题也是控释肥料研发的方向之一曰盂无溶剂尧表面反应成膜材料和技术等也是研究方向之一遥3.2效能提升3.2.1

降低成本遥一方面袁开发出控释性好的膜材料袁从而3.3发展新肥种子包衣肥是一种新型缓/控释肥料袁具有成膜特性袁它是由多种成分加工而成袁含土壤调节剂尧植物生长调节剂尧微量肥料和常规肥料尧成膜剂和分散剂等遥不同于现有的缓/控释肥料袁种子包衣肥易被作物吸收袁肥料利用率高袁能4

最大限度减少环境污染袁节约资源袁提高农业生产效益[4]遥

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降低生产成本曰另一方面袁采用缓释肥料与常规肥料混合袁从而有效利用速效养分与缓/控养分袁降低肥料成本遥3.2.2性能评价遥根据缓/控释肥创造工艺和缓控释机理的不同袁将其分类袁不断完善缓/控释肥的检测方法和评价体系遥3.2.3

环境评价遥深入研究缓/控释肥料对生态环境形成的影响袁尤其是农田微生态的影响袁以改善环境袁达到节能减排尧降耗增效的目的遥

参考文献135