為了提高化肥利用率，減少施肥不當(dāng)造成肥料對(duì)環(huán)境的污染，便于農(nóng)民施肥，從２０世紀(jì)初人們就提出了緩釋化肥的設(shè)想，所謂緩釋肥料，指的是養(yǎng)分釋放速率遠(yuǎn)小于速溶性肥料釋放速率的肥料?？蒯尫柿鲜侵?，能夠根據(jù)作物的需肥特性，減緩或促進(jìn)養(yǎng)分釋放，做到緩、促結(jié)合，雙向調(diào)節(jié)，使其養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物養(yǎng)分需求特性相匹配的緩釋肥料，是緩釋肥料的高級(jí)階段。國(guó)內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者，往往同時(shí)使用這兩個(gè)概念，或直接稱為緩／控釋肥料。緩／控釋肥料具有肥料利用率高、環(huán)境友好，可減少施肥次數(shù)，實(shí)現(xiàn)一次性大量施肥等優(yōu)點(diǎn)，近年來在各類肥料中發(fā)展速度較快。
緩／控釋肥料的類型及其發(fā)展趨勢(shì)
目前，國(guó)際肥料精品市場(chǎng)上所出現(xiàn)的緩／控釋肥料主要有以下三種類型：
一是有機(jī)合成微溶型緩釋氮肥。早在２０世紀(jì)４０年代就開始研究、生產(chǎn)的一類緩釋或長(zhǎng)效型肥料，包括醛縮脲素、草酰胺、異丁叉二脲（ＩＢＤＵ）和丁烯叉二脲（ＣＤＵ）等一類常見的有機(jī)態(tài)氮肥。該類肥料的養(yǎng)分釋放緩慢，可以有效地提高肥料利用率，其養(yǎng)分的釋放速率受到土壤水分、ｐＨ、微生物等各種因素的影響，人為調(diào)控的可能性小，其商品售價(jià)也很高，市場(chǎng)發(fā)展速度慢，近十年來世界范圍內(nèi)此類肥料的需求量有下降的趨勢(shì)。
二是包膜（包裹）類緩／控釋肥料。硫衣尿素（ＳＣＵ）是最早誕生的無機(jī)包裹類緩釋肥，具有以肥包肥的特點(diǎn)。該類肥料的發(fā)展在２０世紀(jì)８０年代達(dá)到鼎盛時(shí)期，目前已進(jìn)入緩慢發(fā)展階段。
高分子聚合物包膜緩／控釋肥料：１９６７年美國(guó)加利福尼亞州率先研制出高分子聚合物包膜肥料，同期，在日本也進(jìn)行了以聚烯烴類材料包膜尿素的研制。高分子聚合物包膜肥的膜耐磨損，緩釋性能良好，入土后肥料的養(yǎng)分釋放主要受溫度的影響，其它的因素影響較小，能夠?qū)崿F(xiàn)作物生育期內(nèi)一次性施肥（接觸施肥），明顯減少了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)量，提高生產(chǎn)率。近年來在同類產(chǎn)品中發(fā)展較快，是國(guó)際緩／控釋肥發(fā)展的主流方向。
三是膠結(jié)型有機(jī)——無機(jī)緩釋肥料。用各種具有減緩養(yǎng)分釋放速率的有機(jī)、無機(jī)膠結(jié)劑，通過不同的化學(xué)鍵力與速效化肥結(jié)合，所產(chǎn)生的釋放速率不同與緩效化的一類肥料。膠結(jié)型緩釋肥料的材料與工藝研究在國(guó)內(nèi)外都有，但尚未推廣應(yīng)用。
我國(guó)緩／控釋肥料的研發(fā)與使用
早在２０世紀(jì)７０年代，在李慶逵院士主持下由中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所和南京化工研究所合作研究開發(fā)的包裹型長(zhǎng)效碳酸氫銨，開創(chuàng)了我國(guó)研制緩釋肥料的先河，但是未形成規(guī)模化生產(chǎn)。９０年代以后，緩／控釋肥料的研制逐步加強(qiáng)，個(gè)別單位建立了中試工廠。進(jìn)入２１世紀(jì)，我國(guó)緩／控釋肥料的研制進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，至２００２年，我國(guó)申請(qǐng)的關(guān)于緩／控釋肥料已公開的專利達(dá)３０項(xiàng)左右，初具規(guī)模。但目前還沒有形成知名國(guó)產(chǎn)品牌，只有很少的幾個(gè)產(chǎn)品尚處在市場(chǎng)開拓的初期階段。
我國(guó)緩／控釋肥料研究存在的問題
雖然，目前國(guó)內(nèi)從事緩／控釋肥料研究的單位與科技人員眾多，申請(qǐng)的相關(guān)專利與鑒定成果也為數(shù)不少，但技術(shù)的水平尚不高，技術(shù)難題尚未全面突破，只有個(gè)別單位實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)，大部分技術(shù)沒有進(jìn)入工業(yè)化階段。問題主要現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。緩釋材料創(chuàng)新滯后。從我國(guó)的發(fā)明專利來看，緩釋性能較好的緩／控釋材料主要是模仿國(guó)外的材料，例如聚乙烯類膜材料是日本ＭＥＩＳＴＥＲ的主要包膜材料，國(guó)內(nèi)也采用一些惰性物質(zhì)，如粘土類礦物、硅酸鹽、枸溶性磷肥等包覆在肥料顆粒表面制造緩釋肥料，由于這些原料本身很難形成較好的緩釋膜、變異性大，生產(chǎn)出的肥料緩釋期較短。與國(guó)際相比我國(guó)材料創(chuàng)新明顯滯后。
關(guān)鍵設(shè)備和工藝配套的研究薄弱，難以形成產(chǎn)業(yè)化。國(guó)內(nèi)還沒有生產(chǎn)合成有機(jī)氮緩釋肥料的成套生產(chǎn)線。緩／控釋性能較好包膜肥料的生產(chǎn)設(shè)備主要利用工業(yè)上的噴動(dòng)硫化床改進(jìn)設(shè)備，但沒有有效解決設(shè)備的密閉性與連續(xù)生產(chǎn)難題。由于生產(chǎn)工藝不配套、不完善，緩／控釋材料研究滯后，所使用的緩／控釋材料變異性大等原因，造成產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。
評(píng)價(jià)體系的研究滯后。國(guó)內(nèi)某些緩／控肥料研制單位，還處在起步階段，主要致力于產(chǎn)品的研制過程，對(duì)產(chǎn)品的農(nóng)業(yè)評(píng)價(jià)與環(huán)境評(píng)價(jià)的研究明顯滯后于產(chǎn)品開發(fā)的步伐，缺少系統(tǒng)的研究。
測(cè)試方法未規(guī)范，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是空白。目前國(guó)內(nèi)還沒有一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的測(cè)定肥料養(yǎng)分釋放參數(shù)的方法體系，不同的單位往往根據(jù)自身的條件，采用不同測(cè)定緩釋期的方法，造成不同方法測(cè)出的養(yǎng)分釋放參數(shù)難以比較。國(guó)內(nèi)沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范市場(chǎng)，造成偽劣產(chǎn)品橫行，擾亂市場(chǎng)，坑農(nóng)、害農(nóng)事件時(shí)有發(fā)生。
肥料的成本相對(duì)較高。這是一個(gè)世界性難題，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，我國(guó)研制出的緩／控釋肥料產(chǎn)品絕對(duì)成本并不高，但傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)效益低，高價(jià)格仍然是制約緩／控釋肥料推廣與使用的主要原因，如何克服高成本的障礙，是實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵，是致力于緩／控釋肥事業(yè)的科技工作者所面臨的共同難題。
我國(guó)緩／控釋肥料發(fā)展對(duì)策與建議
針對(duì)我國(guó)目前研究與開發(fā)現(xiàn)狀，為了加速我國(guó)緩／控釋肥料的產(chǎn)業(yè)化步伐，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，提出如下對(duì)策與建議：
優(yōu)先發(fā)展緩／控釋氮肥。從累積利用率來看，氮肥的利用率最低，我國(guó)每年約有１５００萬噸氮素遭到損失，其直接的經(jīng)濟(jì)損失約３００多億元，造成環(huán)境污染，威脅農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的首要因素也是不合理施氮造成的，而磷肥與鉀肥的影響較小。因此，我國(guó)應(yīng)優(yōu)先發(fā)展緩／控釋氮肥。
建立行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與相配套的測(cè)試方法。由于缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，造成許多劣質(zhì)產(chǎn)品充斥市場(chǎng)，影響了緩／控釋行業(yè)的聲譽(yù)。建立一套好的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不僅可以起到規(guī)范市場(chǎng)，促進(jìn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，而且可以引導(dǎo)科研單位的研究方向，減少不必要的浪費(fèi)。我國(guó)已經(jīng)有了較好的研究基礎(chǔ)，緩／控釋肥料市場(chǎng)也有一定的發(fā)育，具備了制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）以及相配套的測(cè)試方法的條件，建議國(guó)家有關(guān)部門與研究單位盡快落實(shí)緩／控釋肥料標(biāo)準(zhǔn)的制定。
加大科研力度。重點(diǎn)攻關(guān)緩／控釋肥料的加工設(shè)備。設(shè)備與工藝滯后是制約國(guó)產(chǎn)包膜肥料的瓶頸，目前我國(guó)最大的包膜設(shè)備每小時(shí)的生產(chǎn)能力只有４００－５００千克。目前，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)攻關(guān)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、工藝的穩(wěn)定性、提高溶劑回收率與連續(xù)生產(chǎn)等難題。
加快緩釋材料的創(chuàng)新。我國(guó)在材料創(chuàng)新方面明顯落后于美國(guó)、日本等國(guó)，當(dāng)前應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)篩選或研制緩釋性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的材料。
篩選或研制成本低廉、無毒或低毒溶劑。目前，一些緩釋肥料采用有機(jī)溶劑溶解緩釋材料的技術(shù)路線制作緩／控釋肥，有機(jī)溶解往往易燃、有毒，威脅安全生產(chǎn)，而且溶解的損失是構(gòu)成成本的重要部分，甚至超過材料的成本。因此，建議加速研制低毒、成本低廉溶劑的步伐，大膽探索與開發(fā)無溶劑或以水為溶劑的技術(shù)路線。
多渠道融資促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，加快產(chǎn)業(yè)化步伐。首先，吸納企業(yè)參與或?qū)⒓夹g(shù)轉(zhuǎn)讓給企業(yè)，借助企業(yè)的資金與運(yùn)行機(jī)制、推動(dòng)產(chǎn)品化與市場(chǎng)化。其次，建議政府加大投資力度，扶植科技緩／控釋肥料企業(yè)發(fā)展。
緩／控釋肥料的類型及其發(fā)展趨勢(shì)
目前，國(guó)際肥料精品市場(chǎng)上所出現(xiàn)的緩／控釋肥料主要有以下三種類型：
一是有機(jī)合成微溶型緩釋氮肥。早在２０世紀(jì)４０年代就開始研究、生產(chǎn)的一類緩釋或長(zhǎng)效型肥料，包括醛縮脲素、草酰胺、異丁叉二脲（ＩＢＤＵ）和丁烯叉二脲（ＣＤＵ）等一類常見的有機(jī)態(tài)氮肥。該類肥料的養(yǎng)分釋放緩慢，可以有效地提高肥料利用率，其養(yǎng)分的釋放速率受到土壤水分、ｐＨ、微生物等各種因素的影響，人為調(diào)控的可能性小，其商品售價(jià)也很高，市場(chǎng)發(fā)展速度慢，近十年來世界范圍內(nèi)此類肥料的需求量有下降的趨勢(shì)。
二是包膜（包裹）類緩／控釋肥料。硫衣尿素（ＳＣＵ）是最早誕生的無機(jī)包裹類緩釋肥，具有以肥包肥的特點(diǎn)。該類肥料的發(fā)展在２０世紀(jì)８０年代達(dá)到鼎盛時(shí)期，目前已進(jìn)入緩慢發(fā)展階段。
高分子聚合物包膜緩／控釋肥料：１９６７年美國(guó)加利福尼亞州率先研制出高分子聚合物包膜肥料，同期，在日本也進(jìn)行了以聚烯烴類材料包膜尿素的研制。高分子聚合物包膜肥的膜耐磨損，緩釋性能良好，入土后肥料的養(yǎng)分釋放主要受溫度的影響，其它的因素影響較小，能夠?qū)崿F(xiàn)作物生育期內(nèi)一次性施肥（接觸施肥），明顯減少了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)量，提高生產(chǎn)率。近年來在同類產(chǎn)品中發(fā)展較快，是國(guó)際緩／控釋肥發(fā)展的主流方向。
三是膠結(jié)型有機(jī)——無機(jī)緩釋肥料。用各種具有減緩養(yǎng)分釋放速率的有機(jī)、無機(jī)膠結(jié)劑，通過不同的化學(xué)鍵力與速效化肥結(jié)合，所產(chǎn)生的釋放速率不同與緩效化的一類肥料。膠結(jié)型緩釋肥料的材料與工藝研究在國(guó)內(nèi)外都有，但尚未推廣應(yīng)用。
我國(guó)緩／控釋肥料的研發(fā)與使用
早在２０世紀(jì)７０年代，在李慶逵院士主持下由中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所和南京化工研究所合作研究開發(fā)的包裹型長(zhǎng)效碳酸氫銨，開創(chuàng)了我國(guó)研制緩釋肥料的先河，但是未形成規(guī)模化生產(chǎn)。９０年代以后，緩／控釋肥料的研制逐步加強(qiáng)，個(gè)別單位建立了中試工廠。進(jìn)入２１世紀(jì)，我國(guó)緩／控釋肥料的研制進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，至２００２年，我國(guó)申請(qǐng)的關(guān)于緩／控釋肥料已公開的專利達(dá)３０項(xiàng)左右，初具規(guī)模。但目前還沒有形成知名國(guó)產(chǎn)品牌，只有很少的幾個(gè)產(chǎn)品尚處在市場(chǎng)開拓的初期階段。
我國(guó)緩／控釋肥料研究存在的問題
雖然，目前國(guó)內(nèi)從事緩／控釋肥料研究的單位與科技人員眾多，申請(qǐng)的相關(guān)專利與鑒定成果也為數(shù)不少，但技術(shù)的水平尚不高，技術(shù)難題尚未全面突破，只有個(gè)別單位實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)，大部分技術(shù)沒有進(jìn)入工業(yè)化階段。問題主要現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。緩釋材料創(chuàng)新滯后。從我國(guó)的發(fā)明專利來看，緩釋性能較好的緩／控釋材料主要是模仿國(guó)外的材料，例如聚乙烯類膜材料是日本ＭＥＩＳＴＥＲ的主要包膜材料，國(guó)內(nèi)也采用一些惰性物質(zhì)，如粘土類礦物、硅酸鹽、枸溶性磷肥等包覆在肥料顆粒表面制造緩釋肥料，由于這些原料本身很難形成較好的緩釋膜、變異性大，生產(chǎn)出的肥料緩釋期較短。與國(guó)際相比我國(guó)材料創(chuàng)新明顯滯后。
關(guān)鍵設(shè)備和工藝配套的研究薄弱，難以形成產(chǎn)業(yè)化。國(guó)內(nèi)還沒有生產(chǎn)合成有機(jī)氮緩釋肥料的成套生產(chǎn)線。緩／控釋性能較好包膜肥料的生產(chǎn)設(shè)備主要利用工業(yè)上的噴動(dòng)硫化床改進(jìn)設(shè)備，但沒有有效解決設(shè)備的密閉性與連續(xù)生產(chǎn)難題。由于生產(chǎn)工藝不配套、不完善，緩／控釋材料研究滯后，所使用的緩／控釋材料變異性大等原因，造成產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。
評(píng)價(jià)體系的研究滯后。國(guó)內(nèi)某些緩／控肥料研制單位，還處在起步階段，主要致力于產(chǎn)品的研制過程，對(duì)產(chǎn)品的農(nóng)業(yè)評(píng)價(jià)與環(huán)境評(píng)價(jià)的研究明顯滯后于產(chǎn)品開發(fā)的步伐，缺少系統(tǒng)的研究。
測(cè)試方法未規(guī)范，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是空白。目前國(guó)內(nèi)還沒有一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的測(cè)定肥料養(yǎng)分釋放參數(shù)的方法體系，不同的單位往往根據(jù)自身的條件，采用不同測(cè)定緩釋期的方法，造成不同方法測(cè)出的養(yǎng)分釋放參數(shù)難以比較。國(guó)內(nèi)沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范市場(chǎng)，造成偽劣產(chǎn)品橫行，擾亂市場(chǎng)，坑農(nóng)、害農(nóng)事件時(shí)有發(fā)生。
肥料的成本相對(duì)較高。這是一個(gè)世界性難題，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，我國(guó)研制出的緩／控釋肥料產(chǎn)品絕對(duì)成本并不高，但傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)效益低，高價(jià)格仍然是制約緩／控釋肥料推廣與使用的主要原因，如何克服高成本的障礙，是實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵，是致力于緩／控釋肥事業(yè)的科技工作者所面臨的共同難題。
我國(guó)緩／控釋肥料發(fā)展對(duì)策與建議
針對(duì)我國(guó)目前研究與開發(fā)現(xiàn)狀，為了加速我國(guó)緩／控釋肥料的產(chǎn)業(yè)化步伐，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，提出如下對(duì)策與建議：
優(yōu)先發(fā)展緩／控釋氮肥。從累積利用率來看，氮肥的利用率最低，我國(guó)每年約有１５００萬噸氮素遭到損失，其直接的經(jīng)濟(jì)損失約３００多億元，造成環(huán)境污染，威脅農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的首要因素也是不合理施氮造成的，而磷肥與鉀肥的影響較小。因此，我國(guó)應(yīng)優(yōu)先發(fā)展緩／控釋氮肥。
建立行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與相配套的測(cè)試方法。由于缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，造成許多劣質(zhì)產(chǎn)品充斥市場(chǎng)，影響了緩／控釋行業(yè)的聲譽(yù)。建立一套好的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不僅可以起到規(guī)范市場(chǎng)，促進(jìn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，而且可以引導(dǎo)科研單位的研究方向，減少不必要的浪費(fèi)。我國(guó)已經(jīng)有了較好的研究基礎(chǔ)，緩／控釋肥料市場(chǎng)也有一定的發(fā)育，具備了制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）以及相配套的測(cè)試方法的條件，建議國(guó)家有關(guān)部門與研究單位盡快落實(shí)緩／控釋肥料標(biāo)準(zhǔn)的制定。
加大科研力度。重點(diǎn)攻關(guān)緩／控釋肥料的加工設(shè)備。設(shè)備與工藝滯后是制約國(guó)產(chǎn)包膜肥料的瓶頸，目前我國(guó)最大的包膜設(shè)備每小時(shí)的生產(chǎn)能力只有４００－５００千克。目前，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)攻關(guān)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、工藝的穩(wěn)定性、提高溶劑回收率與連續(xù)生產(chǎn)等難題。
加快緩釋材料的創(chuàng)新。我國(guó)在材料創(chuàng)新方面明顯落后于美國(guó)、日本等國(guó)，當(dāng)前應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)篩選或研制緩釋性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的材料。
篩選或研制成本低廉、無毒或低毒溶劑。目前，一些緩釋肥料采用有機(jī)溶劑溶解緩釋材料的技術(shù)路線制作緩／控釋肥，有機(jī)溶解往往易燃、有毒，威脅安全生產(chǎn)，而且溶解的損失是構(gòu)成成本的重要部分，甚至超過材料的成本。因此，建議加速研制低毒、成本低廉溶劑的步伐，大膽探索與開發(fā)無溶劑或以水為溶劑的技術(shù)路線。
多渠道融資促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，加快產(chǎn)業(yè)化步伐。首先，吸納企業(yè)參與或?qū)⒓夹g(shù)轉(zhuǎn)讓給企業(yè)，借助企業(yè)的資金與運(yùn)行機(jī)制、推動(dòng)產(chǎn)品化與市場(chǎng)化。其次，建議政府加大投資力度，扶植科技緩／控釋肥料企業(yè)發(fā)展。
