文档介绍：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。
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,报道了对表面活性改良后的沸石包膜材料对N的控释以及钙十字沸石对P、K的控释研究,实验表明它们对P、K的控释效果明显提高。郑州工学院以尿素为核心,以钙镁肥为包裹物料,以无机酸和缓溶剂制得钙镁磷肥改性复合肥料。无机物包膜材料的缺点是对肥料颗粒的封闭性比较差,膜层表面容易形成一些较大尺度的孔隙,肥料养分容易快速溶出,且膜层存在储存或运输过程中容易脱落,影响缓释性质。一些厂家用有机聚合物(热塑性塑料或树脂)在硫包衣尿素上再包l层较薄的普通聚合物膜,以增强抗磨损性能。目前有研究发现,无机材料的细度对无机包膜肥料的影响很大。细度增加,材料粉粒在肥料表面整齐度增加,比表面积减小,微孔降低。细度为60
μm的材料比细度为120μm时所生产的包膜肥料的养分释放时间提高10倍以上;但是随着材料细度的增大,微粒的比表面会急剧增大,出现一些不良性状。因此如何降低微粒的比表面能,将无机材料改性,是