新型肥料學(xué)：第五章 緩控釋肥

1、第五章 緩控釋肥,教學(xué)要求 掌握緩控釋肥的概念及種類 掌握緩控釋肥生產(chǎn)的基本原理 掌握緩控釋肥的施用技術(shù),一、控釋和緩釋有關(guān)概念的區(qū)分 （一）有關(guān)概念 （1）“釋放”（release）是指養(yǎng)分由化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成植物可直接吸收利用的有效形態(tài)的過(guò)程(如溶解、水解、降解等), （2）“緩釋”(slow release)是指化學(xué)物質(zhì)養(yǎng)分釋放速率遠(yuǎn)小于速溶性肥料施入土壤后轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行B(tài)養(yǎng)分的釋放速率； （3）“控釋”（controlled release）是指以各種調(diào)控機(jī)制使養(yǎng)分釋放按照設(shè)定的釋放模式（釋放率和釋放時(shí)間rate/pattern and duration）與作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律相一致。,第一

2、節(jié) 概述,（二）緩釋和控釋肥料的定義,是指肥料養(yǎng)分最初有效性的推遲或持續(xù)有效的時(shí)間延長(zhǎng)，可以通過(guò)一系列的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。 緩釋肥料：指在生物或化學(xué)作用下可分解的有機(jī)氮化合物(如脲甲醛UFS)肥料，通常被稱為緩釋肥(SRFS) 控釋肥料：而對(duì)生物和化學(xué)作用等因素不敏感的包膜肥料通常被稱為控釋肥(CRFS),緩釋和控釋肥料之間沒(méi)有法定的區(qū)別，美國(guó)植物性食物控制官員協(xié)會(huì) (AAPFC0) 也在其官方術(shù)語(yǔ)和定義中使用這兩個(gè)概念。 但是，有生物分解而釋放養(yǎng)分的氮肥產(chǎn)品(如脲甲醛UFs：Urea-Formaldehydes)在貿(mào)易中被稱作為緩釋肥料（Slow-release fertilizers，SRF）；

3、 包膜或包囊產(chǎn)品（coated or encapsulated products） 被稱作控釋肥料（ Controlled-release fertilizers，CRF）,1. 緩控釋肥料 以各種調(diào)控機(jī)制使其養(yǎng)分最初釋放延緩，延長(zhǎng)植物對(duì)其有效養(yǎng)分吸收利用的有效期，使其養(yǎng)分按照設(shè)定的釋放率和釋放期緩慢或控制釋放的肥料。 2. 緩控釋養(yǎng)分 緩控釋肥料中具有緩釋效果或控釋效果的氮、磷、鉀中的一種或多種養(yǎng)分的統(tǒng)稱。 緩控釋養(yǎng)分定量表述時(shí)不包含沒(méi)有緩釋效果的那部分養(yǎng)分量。如配合式為15-15-15的三元緩控釋復(fù)混肥料中有10%的氮具有緩控釋效果，則稱氮為緩控釋養(yǎng)分，定量表述時(shí)，則指10%的氮為緩控釋養(yǎng)

4、分。,化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-關(guān)于緩控釋肥料,3. 初期養(yǎng)分釋放率 在緩控釋肥料生產(chǎn)過(guò)程中總有一部分養(yǎng)分沒(méi)有緩控釋效果而提前釋放出來(lái)，這部分養(yǎng)分占該養(yǎng)分總量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)就叫初期養(yǎng)分釋放率；以該養(yǎng)分在25靜水中浸提24h的釋放量占該養(yǎng)分總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。 對(duì)于三元或二元緩控釋肥料的初期養(yǎng)分釋放率用總氮釋放率來(lái)表征，若不含氮，其初期養(yǎng)分釋放率用鉀釋放率來(lái)表征。緩控釋磷肥的初期養(yǎng)分釋放率用磷釋放率來(lái)表征。,4.累積養(yǎng)分釋放率 某種緩控釋養(yǎng)分在一段時(shí)期內(nèi)的累積釋放量占該養(yǎng)分總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)叫累積養(yǎng)分釋放率；以該養(yǎng)分在25靜水中某一時(shí)期內(nèi)各連續(xù)時(shí)段養(yǎng)分釋放量的總和占該養(yǎng)分總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。 對(duì)于三元或二元緩控釋

5、肥料的養(yǎng)分釋放率用總氮釋放率來(lái)表征，若不含氮，其養(yǎng)分釋放率用鉀釋放率來(lái)表征。緩控釋磷肥的養(yǎng)分釋放率用磷釋放率來(lái)表征。,5. 平均釋放率/微分釋放率 某一時(shí)段內(nèi)養(yǎng)分的每天的平均釋放率，也可稱為日平均釋放率。 6. 養(yǎng)分釋放期 緩控釋養(yǎng)分的釋放時(shí)間，以緩控釋養(yǎng)分在25靜水中浸提開(kāi)始達(dá)到80%的養(yǎng)分累積釋放率所需的時(shí)間來(lái)表示。,7. 部分緩控釋肥料 將緩控釋肥料與沒(méi)有緩控釋功能的肥料摻混在一起而使部分養(yǎng)分具有緩控釋效果的肥料。 8. 緩控釋養(yǎng)分量 指部分緩控釋肥料中緩控釋總養(yǎng)分所占肥料質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以在25靜水中浸泡24h后未釋放出且在28天的累積釋放率不超過(guò)75%的，但在標(biāo)明的養(yǎng)分釋放期時(shí)其累積

6、釋放率能達(dá)到80%的那部分養(yǎng)分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示。,二、目前緩釋和控釋肥料的一些指標(biāo)：,歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì) CEN (European standardization committee）緩釋肥特別工作組（TC260/WG4/Task Force slow-release fertilizers (TFsrf) 提出的建議與聲明: 如果某種肥料的營(yíng)養(yǎng)或營(yíng)養(yǎng)成分在某些特定的條件下（如25,）滿足以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的，就可以定義為緩釋肥料: 1）在24小時(shí)內(nèi)的釋放率不超過(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,養(yǎng)分釋放曲線與相應(yīng)作物

7、的養(yǎng)分吸收曲線相吻合。,國(guó)外多年的研究資料和大量文獻(xiàn)研究結(jié)果表明，真正意義上的控釋肥，即肥料的養(yǎng)分釋放率與作物養(yǎng)分吸收相同步，應(yīng)該是包膜肥料； 其它的緩效肥料可稱為緩釋肥（Slow release fertilizer）而不能稱為控釋肥。,美國(guó)Scotts、Puresell、以色列Haifa 公司：以肥料養(yǎng)分在水中(21 ) 釋放80 %作為聚合物包膜肥料Osmocote、Polyon、Multicote 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 日本ChissoAsahi 肥料公司：以肥料養(yǎng)分在水中釋放75 %(25 ) 作為聚合物包膜肥料Nutricote、Meister 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。,三、控釋和緩釋肥的類型,包膜顆

8、粒肥料、基質(zhì)復(fù)合肥料、穩(wěn)定性肥料（Stabilized Fertilizers） 包膜顆粒肥料又可進(jìn)一步劃分為：有機(jī)聚合物包膜肥料（熱塑性和樹(shù)脂類）和無(wú)機(jī)包膜肥料（如硫磺，礦物質(zhì)包膜）； 基質(zhì)復(fù)合肥料，可進(jìn)一步劃分為生物可降解的微溶有機(jī)氮化合物（如脲甲醛和其它脲醛縮合物）和主要以化學(xué)降解的化合物（如IBDU（Idobutylidene diurea）異丁烯環(huán)二脲）；微溶性的無(wú)機(jī)化合物，如金屬磷銨鹽，部分酸化磷酸鹽等。 穩(wěn)定性肥料，氮素化肥中加入脲酶抑制劑或硝化抑制劑而生產(chǎn)的一類肥料，這類肥料在施入土壤后只是延緩了尿素水解轉(zhuǎn)化成銨或抑制硝化細(xì)菌將銨離子氧化而轉(zhuǎn)變成NO2-和NO3-的過(guò)程。,脲酶

9、抑制劑,硝化抑制劑,脲酶,氮素增效劑：,第二節(jié)、緩控釋肥種類,一、有機(jī)氮化合物 1、脲甲醛縮合物 尿素與甲醛類的縮合(尤其是與甲醛)反應(yīng)生成。 含1亞甲基2尿素：屬于速效脲甲醛，肥效時(shí)間1-40天 2亞甲基3尿素：中效脲甲醛，肥效時(shí)間30-80天 3亞甲基4尿素：長(zhǎng)效脲甲醛，60-120天,典型的脲甲醛產(chǎn)品含N3740。為了提供脲甲醛產(chǎn)品N釋放率的標(biāo)準(zhǔn)，將此化合物分成3種組分：冷水溶解組分N(CWSN，25)主要有尿素、二聚物和短鏈聚合物，該組分中的N可認(rèn)為是速效到緩效； 熱水溶解組分N(HWSN，100)為甲叉尿素和中等鏈長(zhǎng)聚合物，該組份中的N可緩慢釋放到土壤中： 熱水不溶組分(HWIN)為

10、甲叉尿素和長(zhǎng)鏈聚合物，在土壤中分解極慢，該組分N在土壤中無(wú)活性。,脲甲醛特點(diǎn)： 速效+中效+長(zhǎng)效混合，使作物在一季均有養(yǎng)分供應(yīng) 旱澇季節(jié)均有效; 省時(shí)、省力、省成本，增產(chǎn); 高效、節(jié)能，環(huán)保無(wú)殘留.,脲醛肥料的分解主要是由于生物的作用，氮的釋放強(qiáng)烈依賴于土壤性質(zhì)的變化(如生物活性、粘粒含量、pH)和外界條件(如水分含量、干濕狀況和溫度等)。 在很多情況下，低分子量脲醛部分提供的氮素比例在作物生長(zhǎng)前期超過(guò)了作物所需要的量，然而高分子量部分提供氮素又太慢。 這可能是在緩釋和控釋肥中，有機(jī)氮化合物緩釋肥的需求量不斷降低而包膜肥料的需求量卻穩(wěn)步增加的主要原因。,脲甲醛緩控釋肥,脲甲醛成品顆粒,第二代脲

11、醛多銨緩控釋肥,(2)其它脲醛和合成氮化合物 還有幾種由尿素和醛類反應(yīng)制備的氮化合物，如異丁叉二脲是世界范圍內(nèi)生產(chǎn)量?jī)H次于脲甲醛的一種有機(jī)氮化合物。，含氮量31。其中大多數(shù)(90)可以溶于水，氮釋放率主要是由于化學(xué)分解(水解)作用引起的，因此取決于肥料顆粒的大小和土壤水份含量。丁烯酰環(huán)脲是在酸催化下，尿素與乙醛反應(yīng)而成，是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，約含氮30。它在水解和生物降解作用下釋放氮，其釋放率受產(chǎn)品顆粒大小、土壤溫度、水份和pH的影響。,二、包膜控釋肥,（一）非有機(jī)物包膜肥料 硫包膜尿素已有較長(zhǎng)的生產(chǎn)歷史，是用熔化的硫磺包裹被預(yù)先加熱的尿素顆粒制成。硫是中量營(yíng)養(yǎng)元素，在156時(shí)可以熔化，可以噴涂于

12、尿素顆粒以及其它肥料顆粒表面作為包膜，產(chǎn)品含有3l38N。,無(wú)機(jī)包膜材料 無(wú)機(jī)礦物包膜材料 無(wú)機(jī)礦物添加劑改性包膜材料 無(wú)機(jī)礦物有機(jī)高分子多層包膜材料,典型的硫包膜尿素有3種類型的膜： 破損的、含有裂隙的膜： 損壞的膜含有被蠟封的裂隙； 厚和完整未損的膜。 硫包膜尿素對(duì)土壤水分含量、干濕交替、生物活動(dòng)和運(yùn)輸及施用過(guò)程中對(duì)膜的磨損都是非常敏感的，所以這種產(chǎn)品只能被看作是緩釋肥而不是控釋肥。為了改進(jìn)包膜尿素的性能，在原包膜尿素外再包一層有機(jī)聚合物膜，形成硫包衣尿素。,（二）有機(jī)聚合物包膜肥料 樹(shù)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(shù)脂交聯(lián)形成的疏水聚合物膜。常用的樹(shù)脂有醇酸

13、類樹(shù)脂和聚氨酯類樹(shù)脂兩大類。,包膜材料： （1）有機(jī)高分子材料 熱固性樹(shù)脂類（醇酸樹(shù)脂、聚胺脂等） 熱塑性塑料類（回收塑料、泡沫） 瀝青和橡膠類,醇酸樹(shù)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)改變膜的成分或膜的厚度來(lái)控制。 養(yǎng)分釋放過(guò)程為：水分通過(guò)膜上的微孔滲透到膜內(nèi)，增加了膜內(nèi)的滲透壓力而造成膜膨脹，膨脹又增大了微孔，使養(yǎng)分從增大的孔中釋放出來(lái)。 醇酸樹(shù)脂類包膜技術(shù)可以很好地控制膜的成分和厚度，從而控制養(yǎng)分釋放率和釋放曲線，這種樹(shù)脂膜可以用到各種顆粒肥料產(chǎn)品上。,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)生成的。它與其它樹(shù)脂的區(qū)別在于聚異氰基與肥料芯反應(yīng)，形成了抗磨損的

14、控釋肥。養(yǎng)分從這種產(chǎn)品中釋放主要依賴于溫度變化，土壤水份含量、pH、干濕交替以及土壤生物活性對(duì)釋放幾乎無(wú)影響。,（三）熱塑性樹(shù)脂包膜肥料 最常用的包膜顆粒肥料技術(shù)是將熱塑性包膜材料(如聚乙烯)溶解于氯化烴中，在流化床反應(yīng)器中噴涂在肥料顆粒上。養(yǎng)分釋放可通過(guò)將透水性差的聚乙烯與透水性較強(qiáng)的樹(shù)脂(如EVA)加以混合來(lái)控制，也可在膜中加入一種礦物粉來(lái)改進(jìn)由溫度控制的養(yǎng)分釋放。 還有一些其它熱塑性聚合物或乳膠可用作包膜材料，如加拿大研制的一種產(chǎn)品是用乳膠包膜尿素或其它粒狀復(fù)合肥料，與其它包膜的區(qū)別在于它是用聚偏二氯乙烯的水乳膠懸浮液噴涂于顆粒上，不需要回收溶劑。,(四)聚合物包膜硫包衣尿素 由于硫包膜

15、尿素控釋效果差，一些廠家用有機(jī)聚合物(熱塑性塑料或樹(shù)脂)在硫包衣尿素上再包一層較薄的普通聚合物膜，以增強(qiáng)抗磨損性能，產(chǎn)品表現(xiàn)出較好的釋放性能。 目前硫包衣尿素和硫包膜尿素占了包膜產(chǎn)品的絕大部分，主要是由于它們廣泛地應(yīng)用于非農(nóng)業(yè)市場(chǎng)(如草坪、景觀業(yè))。,(5)基質(zhì)復(fù)合肥料 將肥料與可降低其溶解性的物質(zhì)混合來(lái)制備緩釋肥料已進(jìn)行了多年的努力，但所選用的材料還沒(méi)有真正提供可控制釋放的特性。另外的基質(zhì)型緩釋肥是藥片狀、釘形物或餅狀物，是將植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與粘結(jié)劑混合擠壓而成。 在許多情況下將脲甲醛或異丁烯環(huán)二脲加入到混合物中，這種產(chǎn)品的性質(zhì)與緩釋性差的肥料相似，其溶解速率主要取決于壓縮產(chǎn)品的表面與體積的比率

16、(體積越大，釋放就越慢)。,包膜（裹）型肥料：,包膜肥料,P,P,P,P,P,K,K,K,K,K,K,K,P,N,P,N,N,N,N,N,N,N,N,N,N,N,N,N,N,N,N,K,K,包膜肥料養(yǎng)分釋放,控釋肥中試產(chǎn)品,控釋肥中試產(chǎn)品,包膜肥料產(chǎn)品,（三）.定型的包膜控釋肥系列品種,（1）固性樹(shù)脂包膜尿素, 60天、90天、120天、150天、180天、270天等系列品種 2）熱固性樹(shù)脂包膜復(fù)合肥，不同養(yǎng)分配比、不同控釋時(shí)間等系列品種 （3）熱固性樹(shù)脂包膜硫酸鉀 （4）熱塑性樹(shù)脂包膜尿素 （5）熱塑性樹(shù)脂包膜復(fù)合肥 （6）熱塑性樹(shù)脂包膜硫酸鉀 （7）硫包膜尿素 （8）硫包膜復(fù)合肥 （9）硫

17、包膜硫酸鉀 （10）以硫?yàn)榈淄繉拥母呔畚飿?shù)脂包膜尿素 （11）以硫?yàn)榈淄繉拥母呔畚飿?shù)脂包膜復(fù)合肥 （12）以硫?yàn)榈淄繉拥母呔畚飿?shù)脂包膜硫酸鉀 （13）以噴涂尿素為底涂層的熱固性樹(shù)脂包膜復(fù)合肥 （14）以噴涂尿素為底涂層的熱固性樹(shù)脂包膜硫酸鉀,Products of CRFs: Series and varieties,（1）(TPCU); 熱塑性樹(shù)脂包膜尿素 , 60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc. （2）(TPCCF): 熱塑性樹(shù)脂包膜復(fù)合肥，60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc. （3） (TPCK)：熱塑性樹(shù)脂包膜

18、硫酸鉀，60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc.,Products of CRFs: Series and varieties,（4）(TSCU): 熱固性樹(shù)脂包膜尿素, 60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc. (5) (TSCCF): 熱固性樹(shù)脂包膜復(fù)合肥 60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc. （6）(TSCF): 熱固性樹(shù)脂包膜硫酸鉀，60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc.,Products of CRFs: Series and varietie

19、s,（7）（SCU） 硫包膜尿素 （8）（SCCF）硫包膜復(fù)合肥 （9） （SCCK）硫包膜硫酸鉀 （10）(PSCU) 硫加樹(shù)脂包膜尿素 （11） (PSCF) 硫加樹(shù)脂包膜復(fù)合肥 （12） (PSCK) 硫加樹(shù)脂包膜硫酸鉀,熱塑性樹(shù)脂包膜控釋肥（151515）（TPCCF）：Thermoplastic resin coated compound fertilizer Feeds up to 6 Months,熱固性樹(shù)脂包膜控釋肥（20810） (TSCCF): Thermosetting resin coated compound fertilizer CRF Feeds up to 9

20、Months,硫包膜尿素SCU在25時(shí)水中的累積釋放率 Release rates of SCUs in water at 25,外涂不同量高聚物樹(shù)脂的PSCU在25時(shí)水中的累積釋放率 Release rates of PSCUs in water at 25,第三節(jié) 控釋肥料養(yǎng)分釋放機(jī)理,一、控釋肥料養(yǎng)分的釋放 進(jìn)行了控釋肥控釋機(jī)理的研究，制作了在不同溫度情況下，膜厚度與控釋肥養(yǎng)分釋放速率關(guān)系曲線， 相同膜厚度不同粒徑顆粒肥料和相同粒徑不同膜厚度的組合比例與養(yǎng)分釋放速率關(guān)系曲線， 相同膜厚度不同添加劑比例的養(yǎng)分釋放曲線等。 通過(guò)調(diào)整膜厚度、添加劑、不同粒徑顆粒等的比例與組合，達(dá)到使控釋肥釋放

21、高峰與作物吸肥高峰期相吻合，解決了控釋肥養(yǎng)分釋放速率與作物生長(zhǎng)吸肥規(guī)律相吻合的技術(shù)難題。,控釋復(fù)合肥 （20810）N 素釋放率 (N release rate for the CRF of 6 months),控釋復(fù)合肥（20810） P素釋放率 (P release rate for the CRF of 6 months),控釋復(fù)合肥（20810） P素釋放率 (K release rate for the CRF of 6 months),控釋尿素 N 素釋放率 (N release rate for the CRU of 3 months),控釋肥在不同溫度下的水中養(yǎng)分累積釋放曲線

22、Accumulative release rate of N from CRF in water at 25 and 60 ,控釋肥在不同溫度下的水中養(yǎng)分累積釋放曲線 Accumulative release rate of N from CRFs in water at 10 and 40 ,0,20,40,60,80,100,0,10,20,30,40,50,60,天數(shù) Days, of Nutrient Released,養(yǎng)分累積釋放率（）,控釋CRF59 10,控釋 CRF59 40,控釋 US5 10,控釋 US5 40,控釋肥在不同土壤質(zhì)地相同含水量（70）的土壤中養(yǎng)分累積釋放曲線

23、 Accumulative release rate of N from CRFs in soils with different texture and same soil moisture (70%) at 10 and 40 ,0,20,40,60,80,100,0,10,20,30,40,50,60,天數(shù) Days, of Nutrient Released,養(yǎng)分累積釋放率（）,控釋 CRF59 10 砂土 Sandy soil,控釋 CRF59 40 砂土 Sandy soil,控釋 US5 10 砂土 sandy soil,控釋 US5 40 砂土 Sandy soil,控釋 CR

24、F59 10 粘土 Clay soil,控釋 CRF59 40 粘土 Clay soil,控釋肥在不同土壤pH值相同含水量（70）的土壤中養(yǎng)分累積釋放曲線 Accumulative release rate of N from CRFs in soils with different soil pH and same soil moisture (70%) at 10 and 40 ,0,20,40,60,80,100,0,10,20,30,40,50,60,天數(shù) Days, of Nutrient Released,養(yǎng)分累積釋放率（）,控釋 CRF59 10 粘土 Clay soil pH5

25、.0,控釋 CRF59 40 粘土 Clay soil pH5.0,控釋 CRF59 10 粘土 Clay soil pH8.0,控釋 CRF59 40 粘土 Clay soil pH8.0,控釋肥在不同土壤含水量相同質(zhì)地相同pH值的土壤中養(yǎng)分累積釋放曲線 Accumulative release rate of N from CRFs in soils with different soil moisture and same soil texture at 10 and 40 ,0,20,40,60,80,100,0,10,20,30,40,50,60,天數(shù) Days, of Nutrie

26、nt Released,養(yǎng)分累積釋放率（）,控釋CRF 59 10 壤土 pH7.0 相對(duì)含水量SFC30,控釋 CRF59 40 壤土 pH7.0 相對(duì)含水量SFC30,控釋 CRF59 10 壤土 pH7.0 相對(duì)含水量SFC100,控釋 CRF59 40 壤土 pH7.0 相對(duì)含水量SFC100,第二代脲醛多銨 養(yǎng)分釋放模式,二、脲醛多銨養(yǎng)分釋放模式,減少流失,融化后形成膠體粘附在土壤顆粒上不易隨水流失，提高肥料利用率,脲甲醛形態(tài)模式圖,脲甲醛分解過(guò)程,脲醛養(yǎng)分釋放過(guò)程圖解,1天 5天10天15天20天25天30天,30天35天40天45天50天55天60天,脲醛多銨長(zhǎng)效緩控釋肥養(yǎng)分釋放

27、模式：,1. 在作物前期表面融化釋放速效外噴漿的硫酸銨和尿素,2. 中期通過(guò)微生物活動(dòng)分解亞甲基2脲釋放N素,60天65天70天75天80天85天90天,3 .長(zhǎng)時(shí)間的微生物分解長(zhǎng)效2亞甲基3脲，后期不脫肥。,尿素,硫酸銨,甲殼素,黃腐酸鉀,黃腐酸銨,中效養(yǎng)分,微生物的活動(dòng),德瑪脲甲醛肥料養(yǎng)分釋放后提高利用率的過(guò)程,第四節(jié) 緩控釋肥的施用,一、產(chǎn)品性能及使用效果,通過(guò)控釋肥養(yǎng)分釋放速率測(cè)試、控釋肥揮發(fā)及淋失室內(nèi)模擬測(cè)試及控釋肥在不同作物上的應(yīng)用，結(jié)果表明： 控釋肥養(yǎng)分釋放速率僅與水分和溫度有關(guān)，專用控釋肥釋放高峰與相應(yīng)作物吸肥高峰期相吻合，達(dá)到了國(guó)際公認(rèn)的控釋肥標(biāo)準(zhǔn)。 施用控釋肥，在不減少氮素

28、用量的情況下，具有明顯的增產(chǎn)效果； 在氮素量減半情況下，控釋肥的肥效與非控釋肥的肥效相當(dāng)，部分有增產(chǎn)效果。 由此可見(jiàn)，控釋肥具有其它類型肥料所不可比擬的減少肥料養(yǎng)分的損失，減少因氮素?fù)]發(fā)和淋失所造成的大氣和水體污染，提高肥利用率，增加產(chǎn)量提高品質(zhì)的效果。,二 、 施用緩釋和控釋肥的優(yōu)點(diǎn)Advantages,減少施肥的次數(shù)（Reduce the application frequency）. 節(jié)省勞力、時(shí)間和能耗，施肥更為方便。 （Savings in labor, time and energy, as well as in making the use of the fertilizer m

29、ore convenient）.,Application of a CRNF (Meister) to a rice seedling nursery . The total amount of N for the whole growing season is applied.,在覆塑料地膜的作物上，可以一季作物，只施肥一次。（Use for plastic mulched crops by a single fertilizer application）.,Application of a CRF to a strawberry nursery cup, and transplant to

30、 the field with plastic mulched.,可用于免耕和無(wú)土栽培。在免耕種植時(shí)，可以與種子一起播種時(shí)施用，不需要追肥。（Use for no till farming and other farming practices）.,減少養(yǎng)分的淋溶損失 減少銨態(tài)氮的揮發(fā)和N2O 的逸失 極大的提高肥料利用率，減少施肥對(duì)環(huán)境的污染,Amount of N leaching out from soil column for different fertilizer treatments,Amount of N volatilized from soil surface for di

31、fferent fertilizer treatments,緩控釋肥料施用可能存在的問(wèn)題,會(huì)增加土壤的酸化，尤其是硫包膜肥料 高聚物包膜控釋肥可能會(huì)留下合成物的膜殼 生產(chǎn)成本較高（是普通肥料的38倍）,三、為了提高肥料利用率，肥料應(yīng)施于根際。 作物根系主要以質(zhì)流方式獲取氮素，但土壤水運(yùn)動(dòng)的距離大多不超過(guò)34cm，對(duì)根系有效的氮素，須在根系附近34cm處；磷、鉀主要以擴(kuò)散的方式向根系供應(yīng)養(yǎng)分。 土壤中，H2PO4-的擴(kuò)散系數(shù)為1X10-81X10-11cm2s，K+的擴(kuò)散系數(shù)為1X10-71X10-8cm2s。能吸收養(yǎng)分的新根毛平均壽命為5天，吸收養(yǎng)分最活躍的根部分生區(qū)，其吸收養(yǎng)分的活性保持期為

32、714天。據(jù)此可求得， H2PO4-的擴(kuò)散距離在514天內(nèi)為0.031.6mm,相應(yīng)K +的擴(kuò)散距離為0.94.9 mm。因此，為提高肥料利用率，肥料應(yīng)施于根際。,提高肥料利用率，肥料應(yīng)施于根際,水稻育苗控釋肥施于根際,然而，尿素、硝酸銨、氯化鉀等速溶性肥料集中施于根部，將會(huì)使根區(qū)土壤溶液鹽濃度過(guò)大，土壤溶液滲透壓增高，阻礙土壤水分向根內(nèi)滲透，使作物缺水而受到傷害。,直接施于根部的氮肥，即使?jié)舛冗_(dá)不到“燒死”作物的程度，也會(huì)引起根系對(duì)養(yǎng)分的過(guò)度吸收，引起莖葉旺長(zhǎng)，容易導(dǎo)致病害、倒伏等，造成作物減產(chǎn)。因此，氮肥應(yīng)至少分2次施入。,最佳的施肥方式是根據(jù)作物的吸肥規(guī)律，土壤的供肥能力，經(jīng)常不斷（多次

33、、適量）地補(bǔ)充作物生長(zhǎng)所需的各種營(yíng)養(yǎng)元素之不足。理想的辦法是生產(chǎn)一種能直接施于根際的肥料，并可根據(jù)作物生長(zhǎng)不同時(shí)期的需肥量來(lái)調(diào)節(jié)和控制其養(yǎng)分釋放速度。,Use CRFs for no till farming,四、施肥技術(shù),（一）緩控釋肥施用量 根據(jù)作物種類、土壤特性以及肥料的種類來(lái)確定 一般情況按照比普通對(duì)照肥料減少1/31/2來(lái)確定。 就肥料種類而言，要了解控釋肥料的組成及養(yǎng)分釋放特點(diǎn)，例如：如果其中氮只有30%的硫包衣尿素，則氮肥用量只能較少這30%中的1/3。,（二）各種作物上的施肥技術(shù) 1、在根系密集的作物上應(yīng)用： 水稻、小麥等作物，選用高氮、中磷、中鉀控釋肥，施用量3050kg/畝

34、，可以在播種或插秧前按照推薦的施用量一次性施入，耕翻后種植，生長(zhǎng)期內(nèi)可以不追肥。 2、對(duì)于行距較大的作物：選用高氮控釋肥，施用量3040kg/畝，如玉米、棉花等增按照推薦量一性性開(kāi)溝基施于種子側(cè)部，注意種、肥隔開(kāi)（8-12厘米），以免燒種或燒苗 3、薯類作物：采用硫酸鉀型控釋肥，集中條溝施 4、豆科作物上：低氮、高磷、高鉀，施用量1525kg/畝,硫酸鉀納米控釋復(fù)合肥養(yǎng)分釋放曲線和作物營(yíng)養(yǎng)需求基本上一致,紅為小麥營(yíng)養(yǎng)需求曲線 黃為控釋肥釋放曲線,5、甘蔗、煙草、土豆和甜菜 高鉀控釋肥（硫酸鉀型），4050kg/畝，甘蔗在伸長(zhǎng)期追施3040kg/畝 6、香蕉 底肥追肥都用，底肥選高氮，中間追施一

35、次高氮，后期用高鉀，用量比常規(guī)減少1/3。,五、控釋肥料的應(yīng)用及增產(chǎn)效應(yīng) Plant Responses to CRFs (Effects of CRFs on Yield and Quality of Several Crops),控釋肥草坪試驗(yàn),Experiments of CRFs on Turf grass,控釋肥基質(zhì)萬(wàn)壽菊育苗試驗(yàn),控釋肥在萬(wàn)壽菊基質(zhì)育苗上的試驗(yàn) Medium seedling Experiment of CRFs on Marigold,控釋肥基質(zhì)育苗試驗(yàn)（西紅柿、生菜）,控釋肥蔬菜育苗試驗(yàn) Medium seedling Experiment of CRFs on

36、 Tomato and Lettuce,控釋肥基質(zhì)育苗試驗(yàn)（水稻）,Medium seedling Experiment of CRFs on Rice,Increase rates of crop yield and nutrient use efficiency compared with controlled-release fertilizers and common fertilizers,第五節(jié) 緩控釋肥料生產(chǎn)工藝,一、涂層（包膜）肥料,（一）涂層材料 （二）涂硫尿素 （三）包膜復(fù)混肥料,（一）涂層材料,無(wú)機(jī)物包膜材料 合成高分子材料 天然高分子材料,無(wú)機(jī)物包膜材料,硫磺 鈣鎂磷肥

37、 磷石膏 磷酸鎂銨、偏磷酸鉀、磷礦粉、骨粉、堿性爐渣 高嶺土、硅藻土、滑石粉、白云石粉、蛭石,合成高分子材料,脲甲醛樹(shù)脂、聚酯、聚乙烯醇磷酸脲、聚乙烯醇縮醛及L-乳酸聚合物等，均能被生物降解。 被用作包膜材料的合成高分子材料還有LDPE（低密度聚乙烯）、PVA（聚乙烯醇）、乙烯與CO共聚樹(shù)脂、五氯苯酚、EVA（乙烯-乙酸乙烯共聚體）、PP（聚丙烯）、二聚環(huán)戊二烯和丙三醉酯的共聚物、乙烯-偏氯乙烯共聚物、聚砜、丙烯酸類樹(shù)脂、聚氯乙烯、脲甲醛樹(shù)脂、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、醋酸乙烯、石油樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、木素磺酸鈉、低分子量石蠟等。,淀粉、面粉、纖維素及其衍生物等,天然高分子材料,生產(chǎn)有效涂層的兩大問(wèn)

38、題是： 涂層要薄，否則它在顆粒整個(gè)體積中所占份額太大（即使是相當(dāng)薄的涂層，也要占到40%左右），結(jié)果是顆粒的氮含量大為降低； 返料或噴淋造粒所得肥料顆粒的表面多孔、粗糙、不規(guī)則，所以涂層分布不易均勻、完美無(wú)缺。,（二）涂硫尿素,生產(chǎn)SCU的所有工業(yè)方法均以TVA法為基礎(chǔ)。TVA法系在轉(zhuǎn)鼓中把熔融硫噴布在預(yù)熱過(guò)的尿素顆粒構(gòu)成的下降料幕上。然后，拖上一種密封劑把硫涂層上的細(xì)孔封起來(lái)，再加調(diào)理劑以改善其貯運(yùn)性能。 典型的TVA配方含N 36%（顆粒尿素）、S 10%-16%、5%密封劑（聚乙烯油/粘性油混合物），加上調(diào)理劑（硅藻土）?？刂迫芙馑俣鹊姆椒ㄊ歉淖兞蛲繉拥钠骄穸?。加拿大工業(yè)公司的產(chǎn)品含

39、32%氮（噴淋造粒所得顆粒尿素），涂層占26%（質(zhì)量），含硫、微晶蠟和粘土。顆粒較小的一種專用于高爾規(guī)球場(chǎng)及球座與終點(diǎn)間修整過(guò)的草地。,粒狀尿素在第一轉(zhuǎn)鼓中由電輻射加熱器加熱到74，這樣可保證在硫包涂時(shí)的溫度，為了防止硫過(guò)快地凝結(jié)在顆粒上，用流化床預(yù)熱器預(yù)熱尿素到63，硫經(jīng)熔融以硫霧化并噴射到第一轉(zhuǎn)鼓內(nèi)涂布在滾動(dòng)的顆粒上面，硫的霧化研究了空氣霧化和水力霧化兩種方法。在第二轉(zhuǎn)鼓中涂以包裹劑（蠟）。然后，包涂層的顆粒在流化床冷卻器中以冷卻，在第三轉(zhuǎn)鼓內(nèi)使用有吸收能力的粉末（調(diào)節(jié)劑），以除去發(fā)粘狀態(tài)的蠟，并防止顆粒在水中（稻田中）使用時(shí)漂浮。,尿素自噴動(dòng)底部加入，將其預(yù)熱到一定溫度后，導(dǎo)入經(jīng)過(guò)預(yù)熱的空氣，使位于噴動(dòng)床中心的尿素顆粒上升，并在頂部形成噴流。當(dāng)尿素顆粒到達(dá)噴流頂部又返回到噴流與反應(yīng)器壁間的環(huán)形間隙中時(shí)，形成床內(nèi)固體的旋回運(yùn)動(dòng)。 熔融硫自噴動(dòng)床底部經(jīng)噴嘴噴入床內(nèi)，對(duì)尿素進(jìn)行噴涂。因床內(nèi)的旋回運(yùn)動(dòng)，使噴入的熔硫連續(xù)地黏附在尿素顆粒上。當(dāng)涂硫?qū)舆_(dá)到25%重量時(shí)即行停止，并將硫包尿素自床中取出。生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣