緩控釋肥料施用技術(shù)一、緩控釋肥的定義與意義1、肥料的定義根據(jù)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)1998年公布的土壤學(xué)名詞，所謂肥料，是指“提供植物養(yǎng)分為主要功用和部分兼有改善土壤性質(zhì)的物料”。我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《肥料和土壤調(diào)理劑術(shù)語(yǔ)》(GB／T6274-1997)⑴中把肥料定義為“以提供植物養(yǎng)分為其主要功效的物料”。根據(jù)肥料的定義，植物激素類(如生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素等)和人工合成的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑不屬于肥料之列，聲、光、電、磁等物理因素更不是肥料，如磁肥的名稱是不正確的。因此將諸如此類的物料稱之為新型肥料是站不住腳的。2、緩控釋肥的概念緩控釋肥都是含有植物所需養(yǎng)分的肥料。這里的“釋”是指“釋放”，是一種化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為一種植物有效的養(yǎng)分形式過(guò)程，如溶解、水解、降解等。廣義上講緩控釋肥料是指肥料養(yǎng)分釋放速率緩慢，釋放期較長(zhǎng)，在作物的整個(gè)生長(zhǎng)期都可以滿足作物生長(zhǎng)需的肥料。美國(guó)作物營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)(AAPFCO)對(duì)緩釋和控制釋放肥料的定義為：所含養(yǎng)分形式在施肥后能延緩被作物吸收與利用，其所含養(yǎng)分比速效肥具有更長(zhǎng)肥效的肥料。但狹義上對(duì)緩釋肥和控釋肥來(lái)說(shuō)又有其各自不同的定義。緩釋肥(SlowReleaseFertilizers，SRFs)又稱長(zhǎng)效肥料，主要指施入土壤后轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行юB(yǎng)分的速度比普通肥料緩慢的肥料。其釋放速率、方式和持續(xù)時(shí)間不能很好地控制，釋放時(shí)受土壤pH值、微生物活動(dòng)、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(yǎng)分釋放速度和作物的營(yíng)養(yǎng)需求不一定完全同步；同時(shí)大部分為單體肥，以氮肥為主。緩釋肥的高級(jí)形式為控釋肥（ControlledAvailabilityFertilizers，CAFS）,是指通過(guò)各種機(jī)制措施預(yù)先設(shè)定肥料在作物生長(zhǎng)季節(jié)的釋放模式，使其養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物養(yǎng)分吸收基本同步，從而達(dá)到提高肥效目的的一類肥料，施入土壤后，它的釋放速度只受土壤溫度的影響。但土壤溫度對(duì)植物生長(zhǎng)速度的影響也很大，在比較大的溫度范圍內(nèi)，土壤溫度升高，控釋肥的釋放速度加快，同時(shí)植物的生長(zhǎng)速度加快，對(duì)肥料的需求也增加。近年來(lái)，控釋肥料被描述為在肥料制備使用過(guò)程中釋放速率、方式和持續(xù)時(shí)間已知并可控制的肥料。歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（CommitteeEuropeanNormalization，CEN）綜合了有關(guān)緩釋和控釋肥養(yǎng)分緩慢或控制釋放的釋放率和釋放時(shí)間的研究，提出了作為緩釋和控釋肥應(yīng)具備的幾個(gè)具體標(biāo)準(zhǔn)，即在25°C下：（1） 肥料中的養(yǎng)分在24小時(shí)內(nèi)的釋放率（即肥料的化學(xué)物質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锟衫玫挠行螒B(tài)）不超過(guò)15％；（2） 在28天之內(nèi)的養(yǎng)分釋放率不超過(guò)75％；（3） 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，養(yǎng)分釋放率不低于75％；（4） 專用控釋肥的養(yǎng)分釋放曲線與相應(yīng)作物的養(yǎng)分吸收曲線相吻合。由此可見(jiàn)，緩釋肥可以是包膜，也可不包膜，所用包膜材料性質(zhì)不穩(wěn)定，釋放期較短；而控釋肥一定是包膜肥，但包膜肥不一定是控釋肥。3、普通化肥與緩控釋肥料的區(qū)別普通化肥是由化學(xué)方法制取的，在水中釋放迅速，肥效快，有效期較短的一類化肥，如碳銨、尿素、氯化鉀、磷酸銨等。緩控釋肥料是以各種調(diào)控機(jī)制，使普通化肥最初的釋放延緩，延長(zhǎng)其養(yǎng)分對(duì)作物供應(yīng)有效期的一類化肥。4、發(fā)展緩控釋肥的重大意義（1）節(jié)能中國(guó)是人口眾多的發(fā)展中國(guó)家，保證國(guó)家糧食安全始終是頭等大事。但目前糧食的安全是以消耗資源和能源為代價(jià)的。長(zhǎng)期這樣下去，中國(guó)農(nóng)業(yè)是不能持續(xù)發(fā)展的。因此，如何保證化肥的有效供給、如何提高肥料利用率、如何貫徹科學(xué)施肥，是一項(xiàng)緊迫的課題。新中國(guó)成立60年來(lái)，我國(guó)化肥消費(fèi)量每10年上一個(gè)臺(tái)階，基本上以1000萬(wàn)噸的增加量增長(zhǎng)。按照這種發(fā)展模式，2020年中國(guó)化肥需求將達(dá)到6800萬(wàn)噸。如果我們生產(chǎn)6800萬(wàn)噸化肥，國(guó)家需要投資1500億元，每年多耗費(fèi)外匯15億美元，農(nóng)民購(gòu)買化肥需增加1000億元開支。社會(huì)、經(jīng)濟(jì)所付出的代價(jià)十分巨大。即使國(guó)家愿意用資源和能源換取糧食安全，我們的耕地質(zhì)量和農(nóng)業(yè)環(huán)境也是不允許的。我們必須尋找新的發(fā)展模式，走質(zhì)量代替數(shù)量的道路，努力實(shí)現(xiàn)2020年化肥需求控制在5800萬(wàn)噸以內(nèi)。我國(guó)氮、磷肥生產(chǎn)雖然已經(jīng)能夠自給有余，但為了用世界7%的耕地養(yǎng)活世界上22%的人口，我們要消費(fèi)近5000萬(wàn)噸化肥。生產(chǎn)這些化肥需要消耗大約1億噸標(biāo)煤、1100萬(wàn)噸硫黃、近100億立方米天然氣、近4300萬(wàn)噸磷礦。而且，如果按照氮肥利用率30%估算，我國(guó)每年要損失近400億元，給環(huán)境帶來(lái)了很大壓力。同時(shí)，我們國(guó)家還面臨著另外一個(gè)問(wèn)題，即城鎮(zhèn)化問(wèn)題。根據(jù)農(nóng)業(yè)部提供的數(shù)據(jù)，2005年農(nóng)村外出勞動(dòng)力總數(shù)為1.08億，剩余的農(nóng)村勞動(dòng)力中50%年齡在40歲以上。也就是說(shuō)，40歲以下的剩余勞動(dòng)力比例僅為10.7%。城鎮(zhèn)化讓農(nóng)村壯勞力越來(lái)越少，勞力成本越來(lái)越高。農(nóng)民渴望省工省時(shí)、又能高產(chǎn)高效的肥料。而緩控釋肥十分有利于解決以上問(wèn)題。有人算過(guò)這樣一筆賬，如果將中國(guó)每年消費(fèi)的3500萬(wàn)噸氮肥（折純）的20%發(fā)展成為緩控釋肥，利用率按照提高10%計(jì)算，中國(guó)每年將減少70萬(wàn)噸的氮肥使用量，將給農(nóng)業(yè)、工業(yè)帶來(lái)巨大的效益。（2）減排2009年7月28日，國(guó)際肥料工業(yè)協(xié)會(huì)（IFA）發(fā)布了《化肥、氣候變化與提高可持續(xù)生產(chǎn)力》白皮書。IFA采用生命周期方法評(píng)價(jià)了化肥在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用整個(gè)鏈條中所排放的溫室氣體。結(jié)果顯示，化肥生命周期過(guò)程對(duì)全球溫室氣體排放的貢獻(xiàn)量為2%~3%。如果化肥工業(yè)能夠采用先進(jìn)技術(shù)，全球溫室氣體減排潛力每年可以達(dá)到2.2億噸。緩控釋肥正是這種先進(jìn)技術(shù)的結(jié)晶。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，緩控釋技術(shù)能夠?qū)⒌驶蚱渌B(yǎng)分在土壤中的釋放曲線與作物生長(zhǎng)曲線一致，大大降低化肥養(yǎng)分在土壤釋放過(guò)程中揮發(fā)、淋洗、反硝化損失。既能滿足作物生長(zhǎng)需要，又能減少化肥使用，進(jìn)而大大降低氮肥生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)資源、能源的消耗，減小氮肥施用過(guò)程中對(duì)水體和大氣環(huán)境的壓力。農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行的初期試驗(yàn)表明，緩控釋肥與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、兩型農(nóng)業(yè)（資源節(jié)約型、環(huán)境友好型）息息相關(guān)，緊跟世界發(fā)展潮流，符合國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。這體現(xiàn)在“兩增、兩節(jié)、兩減”3個(gè)方面。兩增，即增產(chǎn)、增收。使用緩控釋肥平均增產(chǎn)幅度在10%以上，最高達(dá)到40%；農(nóng)民通過(guò)使用緩控釋肥，每畝增收100~200元不等。兩節(jié)，即節(jié)肥、節(jié)能。緩控釋肥可以提高肥料利用率10%~30%，并減少能源和資源的浪費(fèi)。兩減，即減少環(huán)境污染和間接溫室氣體排放，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。二、國(guó)內(nèi)外緩控釋肥研究進(jìn)展1、國(guó)外緩控釋肥研究進(jìn)展自從1948年美國(guó)的K.G.Ciart等人合成了世界上第一個(gè)緩釋縮合肥料尿素一甲醛后，緩控釋肥料的研發(fā)經(jīng)歷了一個(gè)多元化的發(fā)展過(guò)程。1960年以前主要是尿素一甲醛結(jié)合物緩釋肥料的初步研究。20世紀(jì)60年代，緩釋肥的研發(fā)取得了巨大進(jìn)展，研究主要集中在尿素一甲醛縮合物的生產(chǎn)及其應(yīng)用方面；石蠟、松香等作為包裹膜方面；縮二脲的應(yīng)用和危害。到了20世紀(jì)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(chǎn)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。20世紀(jì)80年代是緩控釋氮肥研發(fā)突飛猛進(jìn)的年代，緩控釋氮肥開始走多元化道路，其研究方向也隨之?dāng)U大，主要是對(duì)硫磺、聚乙烯、磷酸鎂銨［(NH4)MgPO4-H2O］等作為包裹肥料膜材料方面的研究，及關(guān)于包裹緩釋肥料理論模型的研究。到了20世紀(jì)90年代緩釋肥趨于成熟，各方面的研究不斷完善細(xì)化，并對(duì)新的領(lǐng)域進(jìn)行探索研究，其中包括對(duì)有機(jī)高分子聚合物包裹膜分解過(guò)程的研究、吸附緩釋肥料的研究等。目前，緩控釋肥料的研究主要集中在包膜新材料的研發(fā)、新型化學(xué)合成緩釋肥料合成工藝方法的研究及新型緩控釋肥料長(zhǎng)期應(yīng)用對(duì)環(huán)境影響方面的研究等。2、國(guó)內(nèi)緩控釋肥研究進(jìn)展在我國(guó)，早在20世紀(jì)60年代末，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所就開始長(zhǎng)效氮肥的研究，在國(guó)內(nèi)首先研制成功了包膜長(zhǎng)效碳酸氫銨。與此同時(shí)，上?；ぱ芯吭骸⒑?、福建、黑龍江等省市農(nóng)科院、沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所、西北水保所和鄭州工業(yè)大學(xué)等也開展了這方面的研究。近幾年我國(guó)緩釋肥料發(fā)展迅速，主要采取兩種技術(shù)路線，分別是將肥料進(jìn)行微溶化或包膜處理來(lái)實(shí)現(xiàn)肥料養(yǎng)分的緩控釋。前者的代表性產(chǎn)物有脲醛化合物(UF),后者的代表性產(chǎn)物有硫包膜尿素(SCU)、聚合物包膜尿素(PCU)等。目前中國(guó)農(nóng)科院、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、鄭州大學(xué)、北京農(nóng)林科學(xué)院等單位正在開展不同類型緩控釋肥料的開發(fā)和應(yīng)用研究,并取得了一定的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,有部分產(chǎn)品及肥料生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)面世。例如鄭州大學(xué)磷肥與復(fù)肥研究所不僅在國(guó)內(nèi)建立了緩控釋肥料生產(chǎn)廠,并且其以鈣鎂磷肥為包裹物的緩控釋肥料還取得了美國(guó)專利,并成功地在美國(guó)建廠；山東農(nóng)業(yè)大學(xué)與金正大集團(tuán)合作,建成了年產(chǎn)30萬(wàn)t緩控釋肥料生產(chǎn)設(shè)備,并已投產(chǎn)；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院則在探索用低成本控釋材料和非專用設(shè)備生產(chǎn)包膜肥方面獲得初步成功；北京農(nóng)科院植物營(yíng)養(yǎng)與資源研究所成功研發(fā)出了樹脂包衣緩控釋肥料生產(chǎn)設(shè)備,并研制出適合不同作物需要的控釋肥系列新產(chǎn)品。該項(xiàng)科研成果標(biāo)志著我國(guó)緩控釋肥料的研究已取得了較大進(jìn)展,表明研制的緩控釋肥料已達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和水平。然而,要使緩控釋肥料生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低,盡快擴(kuò)大推廣應(yīng)用范圍,仍有大量的工作要做。三、緩控釋肥的類型物理型緩控釋肥料物理型緩控釋肥料就是通過(guò)簡(jiǎn)單的物理過(guò)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,一般通過(guò)一些手段如加熱、噴涂、干燥等在肥料顆粒表面噴涂一層或幾層惰性物質(zhì)，形成致密的低滲透性膜，因而能控制水進(jìn)人肥料核心以及養(yǎng)分溶液從膜內(nèi)向外部擴(kuò)散的速度，進(jìn)而延緩肥料中養(yǎng)分的釋放速度。膜的阻水性能越好，肥料的溶解就越慢。其養(yǎng)分釋放過(guò)程首先是水分透過(guò)膜，水蒸汽凝結(jié)在固體肥料芯上并溶解部分肥料芯，引起內(nèi)部壓力的累積。如果內(nèi)部壓力超過(guò)膜的承受力，包膜破裂，顆粒養(yǎng)分快速釋放出來(lái)，這種釋放過(guò)程被稱為“損壞機(jī)制(FailureMechanism)”；如果膜能承受住內(nèi)部壓力，肥料中的養(yǎng)分就通過(guò)擴(kuò)散而釋放，其動(dòng)力是膜內(nèi)外的濃度梯度，這種釋放過(guò)程被稱為“擴(kuò)散機(jī)制”。發(fā)生這兩個(gè)過(guò)程與否，關(guān)鍵取決于膜的機(jī)械狀況、厚度、質(zhì)量及包膜顆粒的半徑和粒形等因素，包膜內(nèi)養(yǎng)分的擴(kuò)散釋放可通過(guò)調(diào)控包膜物的性質(zhì)加以改變。常見(jiàn)的包涂材料主要分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩種，無(wú)機(jī)化合物作為包裹膜材料的有硫磺、金屬氧化物和金屬鹽、無(wú)機(jī)化學(xué)肥料等。而有機(jī)物作為包膜材料的有石臘、烯烴聚合物或共聚物圓、不飽和油、天然橡膠等。1、無(wú)機(jī)包膜型緩釋肥硫包膜肥料硫包膜肥料是目前市場(chǎng)上較為常見(jiàn)的緩控釋氮肥，這種肥料是將硫磺在156°C熔化，噴涂于被空氣預(yù)熱的肥料顆粒表面作為包膜，隨后用密封劑(微晶石蠟一煤焦油或聚乙烯一重油)噴涂封住包膜上的裂縫及微孔，然后是第3個(gè)涂層，通常是硅藻土作為調(diào)節(jié)劑以防止肥料顆粒相互黏結(jié)。硫包膜肥料中養(yǎng)分的釋放主要取決于膜的包裹質(zhì)量及密封劑的密閉效果。硫包膜肥料對(duì)土壤水分含量、生物活動(dòng)、運(yùn)輸及施用過(guò)程中對(duì)膜的磨損都是非常敏感的。(2)金屬氧化物和金屬鹽包裹肥料該類包裹緩控釋肥通常先將肥料顆粒與金屬的碳酸鹽或氫氧化物混合，隨后往上噴涂長(zhǎng)鏈有機(jī)酸，稍加熱后在肥料顆粒表面上反應(yīng)形成金屬鹽包膜，最后用蠟密封。生產(chǎn)工藝中也可將金屬氧化物和惰性物如滑石、石灰石、粘土等或一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)混合使用。這類包膜肥料制備所需時(shí)間較短，成本低廉，儲(chǔ)存性能好，但其養(yǎng)分的緩控釋性能有待進(jìn)一步提高。(3)肥料包膜肥料就是在一種肥料的表面再包裹一種或幾種另外的肥料。該類緩控釋肥料主要以中國(guó)樂(lè)喜施緩控肥(LUXECOTE)為典型代表。LUXECOTE以尿素作為核心，在其表面依次包敷復(fù)合物和微溶性養(yǎng)分物質(zhì)等(含N、P、K和Mg.Fe、Zn)。它通過(guò)水滲過(guò)含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的包裹層，溶解核心的氮肥后通過(guò)包裹層再向外擴(kuò)散釋放氮。該肥料養(yǎng)分釋放速度受土壤溫度和pH值影響較小，養(yǎng)分釋放均勻，緩釋效果較好。就目前緩控釋氮肥的研究來(lái)看，包膜型緩控釋肥料的制造過(guò)程不涉及化肥的化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)包膜材料成分和厚度的調(diào)整，來(lái)控制肥料養(yǎng)分釋放速度，該類肥料受外界環(huán)境因素影響較小，能靈活地調(diào)節(jié)其釋放特性，制造工藝方法簡(jiǎn)單易行，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有較大優(yōu)勢(shì)。2、有機(jī)化合物及聚合物包膜肥料(1)熱固性樹脂包膜肥料，是在制備過(guò)程中使聚合物作用在肥料顆粒上，由熱固性的樹脂交聯(lián)形成的疏水聚合物膜。常用的熱固性樹脂有醇酸類樹脂和聚氨酯類樹脂。醇酸樹脂是雙環(huán)戊二烯和甘油酯的共聚物，養(yǎng)分的釋放可以通過(guò)改變膜的主要成分或膜的厚度來(lái)控制。聚氨脂類包膜是在肥料顆粒表面上直接以聚氰基與多元醇反應(yīng)生成。養(yǎng)分從這種產(chǎn)品中的釋放主要依賴于溫度變化，土壤水分含量、pH值、干濕交替以及土壤生物活性對(duì)釋放影響較小。熱固性樹脂類包膜材料的品種很多，具體的物質(zhì)包括環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂和類似的樹酯等。熱塑性樹脂包膜肥料，其工藝技術(shù)是在制備過(guò)程中將樹脂溶液或熔體包覆在肥料顆粒表面，可形成一層疏水聚合物膜。例如將熱塑性包膜材料溶解于特定溶劑中，并加入一種或多種礦物粉，于硫化床反應(yīng)器中噴涂在肥料顆粒上，形成一層聚合物膜。改變包膜材料的比例或添加礦物質(zhì)的量，可以得到不同養(yǎng)分釋放率和釋放曲線的肥料。通常使用的熱塑性樹脂包膜材料有L烯烴的均聚物或共聚物(如LDPE、聚丙烯、聚丁烯等)、乙烯-丙烯的共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-一氧化碳共聚物等，也可以用聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯樹脂、聚乙烯醇、聚酰胺和聚乳酸等熱塑性樹脂。蠟包膜肥料，蠟作為包膜材料廣泛用于各種水溶性肥料。美國(guó)專利中介紹了一種改進(jìn)的方法，先用熔融石蠟包裹肥料顆粒，隨后使蠟固化制得包膜肥料。不飽和油包膜肥料，一般該類肥料要在肥料顆粒上噴涂?jī)蓚€(gè)涂層：第1層是具高黏性不飽和油；第2層是低黏性不飽和油，主要起密封和防黏連作用。改性天然橡膠包膜肥料，天然橡膠經(jīng)過(guò)硫化，添加一些改性物質(zhì)后就可以用作肥料的包膜材料?；瘜W(xué)型緩控釋肥料化學(xué)型緩控釋氮肥養(yǎng)分釋放機(jī)理比較復(fù)雜，綜合概括包括兩類：一是化學(xué)添加物不與目標(biāo)肥料結(jié)合；二是化學(xué)添加物與肥料結(jié)合形成新物質(zhì)。在化學(xué)添加物不與目標(biāo)肥料結(jié)合的情況中又包括兩種形式，一種形式是在目標(biāo)肥料中添加阻溶性物質(zhì)。以緩釋尿素為例，在尿素中添加含銅、鋅、錳化合物及植物所需的其他微量元素的無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物等，這些物質(zhì)可使尿素的溶解速度減慢，從而減緩養(yǎng)分的釋放速度；另一種形式是在目標(biāo)肥料中添加養(yǎng)分釋放抑制物質(zhì)，如在尿素中混加脲酶活性抑制劑、硝化抑制劑。加入脲酶抑制劑能降低脲酶的活性，從而使尿素的分解速度變慢，即減慢氨化過(guò)程。加入硝化抑制劑能選擇性地抑制亞硝酸菌、硝酸菌、脫氮菌的活性，從而減少氮肥的硝化和脫氮作用，主要硝化抑制劑有鹵代苯酚、硝基苯銨、鹵化苯銨、硫脲、甲硫銨酸、吡啶、嘧啶、硫脲、雙氰胺(DCD)等。另一類是化學(xué)添加物與目標(biāo)肥料結(jié)合形成新物質(zhì)，如甲醛與尿素在特定條件下縮合生成脲甲醛；乙酸醛與尿素在酸性環(huán)境下生成環(huán)狀結(jié)構(gòu)物質(zhì)；異丁醛和尿素反應(yīng)生成的亞異丁基雙脲(IBDU)等，這類緩控釋氮肥的養(yǎng)分釋放機(jī)理是該化合物在外界環(huán)境條件的影響下(如生物作用、土壤pH值、水分含量、溫度等)分解，特定化合物與尿素之間的化學(xué)鍵斷開，重新生成尿素和特定化合物，然后尿素再釋放出植物生長(zhǎng)所需的氮素。其釋放速度取決于組合物鍵的性質(zhì)、立體化學(xué)結(jié)構(gòu)、疏水性、降解難易度、肥料形狀、表面積與體積之間的比率及微生物的作用等。四、緩控釋肥料的質(zhì)量檢測(cè)(一)物理型緩控釋肥質(zhì)量檢測(cè)1、水溶出率法用水或一定濃度的鹽溶液在特定溫度下浸泡肥料，定期測(cè)定浸提液氮素含量，從而計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)養(yǎng)分的溶出量。例如美國(guó)Scotts公司、Puresell公司，以色列Haifa化學(xué)公司是以肥料養(yǎng)分在21°C水中釋放80％養(yǎng)分作為聚合物包膜肥料0smocote、Polvon、Multicote的釋放期評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。日本ChissoAsahi肥料公司以在25C水中釋放75%養(yǎng)分作為聚合物包膜肥料Nutricote、Meister的釋放期評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。該類方法測(cè)定過(guò)程較為簡(jiǎn)便，是評(píng)價(jià)物理型緩控釋氮肥養(yǎng)分釋放特性的常用方法。但其測(cè)定環(huán)境與土壤環(huán)境存在一定的差異，所以該方法只能粗略估計(jì)肥料的溶出情況，而對(duì)于高分子包膜熱塑型包膜尿素和硫包膜尿素來(lái)講，測(cè)定結(jié)果與在土壤中的實(shí)際釋放情況能較好地吻合，因此該方法已成為硫包膜尿素和聚合物包膜尿素控釋特性評(píng)價(jià)的常用方法。2、肥—土淋溶法把肥料與土壤均勻混合，定期用定量的水淋溶，收集淋溶液并測(cè)定其中的養(yǎng)分含量。該法的好處是設(shè)備簡(jiǎn)單易得，不需特殊設(shè)備，且測(cè)定條件與肥料在土壤中的環(huán)境更接近，所以較水泡法測(cè)定的肥料養(yǎng)分釋放特性更為接近肥料在土壤中的真實(shí)情況。但該法較耗時(shí)，多不用于產(chǎn)品的在線測(cè)定，而用于科研。3、擴(kuò)散和滲透率法取一定量肥料顆粒放在已稱重的濾紙上，然后把肥料連同濾紙放入用干燥器改裝的容器中，該容器底部盛水，上部為飽和水蒸汽，定期稱量肥料顆粒及濾紙重量。根據(jù)重量變化來(lái)確定養(yǎng)分的釋放速率。該方法對(duì)評(píng)價(jià)肥料顆粒的單個(gè)個(gè)體行為特別有效。4、電超濾法電超濾(electrouhrafihration,EUF)技術(shù)研究土壤有效養(yǎng)分已為人們所熟悉。近年來(lái)一些研究者把該技術(shù)應(yīng)用于評(píng)價(jià)緩控釋肥控釋性能。利用EUF技術(shù)不僅可以提供肥效方面的信息，而且可以反映氮素淋失情況，是一種值得深入研究的方法。5、同位素示蹤法利用N標(biāo)記技術(shù)研究氮素釋放特性。該方法是一種能較真實(shí)地反映田間實(shí)際情況的好方法。但目前在大規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用該方法研究緩控釋氮肥養(yǎng)分釋放特性的報(bào)道相對(duì)較少，主要原因是同位素標(biāo)記成本較高，而且需要特殊儀器，一般普通實(shí)驗(yàn)室或肥料生產(chǎn)廠難以完成。（二）化學(xué)型緩控釋肥質(zhì)量檢測(cè)法包膜肥料的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法不宜簡(jiǎn)單地套用于非包膜控釋肥，因?yàn)榉前た蒯尫室话悴粌H具有物理緩控性，而且還具有化學(xué)和生物緩控性，簡(jiǎn)單套用的結(jié)果與實(shí)際肥效相差懸殊。尤其是采用生物技術(shù)的緩控釋氮肥（如肥料中加入硝化抑制劑、脲酶抑制劑），簡(jiǎn)單地套用包膜肥料的測(cè)定方法不能正確地評(píng)價(jià)這些肥料的養(yǎng)分溶出情況。試驗(yàn)及生產(chǎn)上通常采用“肥一土”淋溶法和同位素示蹤法來(lái)對(duì)非包膜肥料的養(yǎng)分釋放特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，但由于測(cè)定時(shí)間和成本問(wèn)題使得這兩種方法的應(yīng)用受到了一定的限制。所以對(duì)于不同類型、不同控釋機(jī)理的緩控釋氮肥來(lái)說(shuō)，研究相應(yīng)的檢測(cè)方法，對(duì)于推動(dòng)應(yīng)用各種緩控釋肥十分必要。五、緩控釋肥料的施肥技術(shù)（一）緩控釋肥料的施肥原則1、與測(cè)土配方施肥技術(shù)相結(jié)合測(cè)土配方施肥是一項(xiàng)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，廣泛用于各種農(nóng)作物的生產(chǎn)，具有增產(chǎn)增效和節(jié)本的作用。在目前緩控釋肥成本較高的情況下，通過(guò)與測(cè)土配方施肥技術(shù)相結(jié)合，可以有效利用土壤養(yǎng)分資源，減少減少緩控釋肥料的用量，提高其利用效率，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，同時(shí)降低施肥的污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。2、與普通化肥摻混施用相結(jié)合普通化肥目前仍然是農(nóng)作物生產(chǎn)用肥的主體，雖然有效期短，但釋放迅速，能及時(shí)給作物提供養(yǎng)分。緩控釋肥料與普通化肥摻混相結(jié)合施用，可以起到以速補(bǔ)緩、緩速相濟(jì)的作用。3、與農(nóng)作物專用BB肥相結(jié)合農(nóng)作物專用BB肥是測(cè)土配方施肥的最佳物化成果，具有養(yǎng)分含量高（總養(yǎng)分含量多在50%以上），配方合理并易于調(diào)整，物理性狀好等諸多優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)農(nóng)作物專用BB肥進(jìn)行包膜處理，將BB肥加工成緩控釋農(nóng)作物專用BB肥，增強(qiáng)了BB肥的應(yīng)用功能，拓展了緩控釋肥的應(yīng)用領(lǐng)域，是新型肥料研制與應(yīng)用的創(chuàng)新之舉。（二）緩控釋肥料的施用技術(shù)1、 根據(jù)作物生育期的長(zhǎng)短，選用不同釋放期的緩控釋肥。如水稻，選用60~70天釋放期；棉花、中稻等作物，選用3個(gè)月釋放期；冬季瓜菜選用4個(gè)月控釋期；果樹等多年生作物選用4個(gè)月（一年兩次施肥）。2、 肥料配方。肥料中氮、磷、鉀養(yǎng)分配比與測(cè)土配方施肥相結(jié)合，按作物、土壤選用。如香蕉，氮鉀比例可選1：2的配方。3、 基肥與追肥相結(jié)合。一般以緩控釋肥做底肥，按總施肥量的70%施用，以普通速效化肥做追肥，按總施肥量的30%施用。（三）緩控釋肥料的施用效果“十一五”期間，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所連續(xù)5年組織了12個(gè)省（自治區(qū)）農(nóng)業(yè)科研單位和高等院校，對(duì)金正大控釋肥進(jìn)行了試驗(yàn)和示范。試驗(yàn)地區(qū)：黑龍江、吉林、遼寧、新疆、河北、河南、山東、安徽、浙江、湖北、廣西和海南等12個(gè)省（區(qū)）。供試作物：水稻、小麥、玉米、棉花、油菜、大豆、花生、葡萄、哈密瓜、甘蔗、香蕉、柑橘、花卉、苗木等。2006-2009年累計(jì)完成試驗(yàn)183個(gè)，并進(jìn)行了大區(qū)示范。1、試驗(yàn)內(nèi)容（重點(diǎn)為控釋尿素）（1）控釋尿素或控釋氮鉀肥與普通尿素或普通氮鉀肥等養(yǎng)分量比較試驗(yàn)；（2）控釋尿素或控釋氮鉀肥與普通尿素或普通氮鉀肥摻混比例試驗(yàn)；（3）控釋專用BB肥與普通復(fù)合肥等養(yǎng)分量比較試驗(yàn)；（4）全樹脂和硫磺+樹脂兩種包膜控釋肥比較試驗(yàn)。2、施肥方法控釋尿素在大田作物上均為一次底施，普通尿素根據(jù)當(dāng)?shù)亓?xí)慣，分次施用。控釋專用BB肥均一次施用，普通復(fù)合肥的養(yǎng)分總量與之相同,但施用方法根據(jù)當(dāng)?shù)亓?xí)慣。3、施用效果三年的大田作物試驗(yàn)示范結(jié)果可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1） 在施用等養(yǎng)分量的情況下，金正大控釋肥的增產(chǎn)效果普遍好于普通化肥。1） 金正大控釋尿素與普通尿素等氮量比較，一般可增產(chǎn)5％-10％，高的可達(dá)20%左右。2） 金正大控釋專用BB肥與普通復(fù)合肥比較，一般可增產(chǎn)8％-15％，高的可達(dá)20%以上。（2） 金正大控釋尿素與普通尿素?fù)交焓┯每蛇M(jìn)一步提高肥效，如比例適宜，比全部用普通尿素增產(chǎn)15％左右，多數(shù)試驗(yàn)比全部用控釋尿素多增產(chǎn)5％左右?？蒯屇蛩?fù)交斓倪m宜比例，在黑龍江以30％-50％，遼寧以50％-70％，華北地區(qū)以70％，長(zhǎng)江中下游以70％或以上為宜。由北往南摻混的適宜比例呈增加趨勢(shì)。（3） 施用控釋尿素全量的70％與普通尿素100％（全量）比較，兩者產(chǎn)量差異不顯著，即控釋尿素在減少氮肥用量30％的情況下，當(dāng)季作物不減產(chǎn)。河北、河南在小麥、玉米上進(jìn)行的控釋專用BB肥試驗(yàn)，其肥料用量減少20%，仍可比普通復(fù)合肥增產(chǎn)5%左右。4）控釋肥大區(qū)示范的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致：1） 控釋尿素與等養(yǎng)分普通尿素比較，增產(chǎn)5%?12%；2） 控釋專用BB肥與普通復(fù)合肥比較，增產(chǎn)7%?13%；3） 控釋尿素與普通尿素?fù)交焓┯门c普通尿素比較，增產(chǎn)12%?17%；4） 控釋尿素減量30%，相對(duì)產(chǎn)量為98%?100%。（5） 施用金正大控釋肥可明顯提高氮肥利用率：在水稻、小麥、玉米、油菜4種作物共25個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，可提高10%-20%。（6） 在試驗(yàn)和示范中金正大控釋肥均為一次底施，與普通化肥分次施用比較，在作物生長(zhǎng)后期均未出現(xiàn)脫肥早衰現(xiàn)象包括