认识新型肥料：什么叫包膜型缓释肥？

互推小编 2023-12-26

20世纪初，为解决化肥施用过程中养分流失严重、利用率低的问题，人们开始研究改变化学肥料的速效性。经过数十年的研究，缓控释型化学肥料的性能和效果逐渐稳定，在农业中逐渐推广应用。

缓控释肥一般可以分为以下四类：（1）物理障碍物控制释放的肥料：以包膜肥料为主；（2）有机微溶性氮缓释肥料：以脲-醛缩合物为主；（3）稳定性肥料：通过脲酶抑制剂抑制尿素的水解，和（或）通过硝化抑制剂抑制铵态氮的硝化，使肥效期得到延长的一类含氮（含酰胺态氮/铵态氮）肥料；（4）有机缓释肥料：以天然活性有机质为载体实现养分缓释的一类肥料。

本文主要介绍包膜型缓控释肥料的类型。

1 包膜型缓控释肥料的类型

应用包涂等物理方法生产缓控释肥料，生产成本较低，工艺流程简单，易于操作。近几年来，包膜缓控释肥料经过技术改进、工艺流程优化等手段，进一步降低了生产成本，被生产企业广泛采用，短时间内在我国得到了迅速发展。筛选出适宜的包膜材料是包膜控释肥研制开发的关键。在研制过程中，根据各种材料的成膜能力，选择具有成膜能力强、有一定阻水能力、原料为市场可以大批量供应的高分子材料作为包膜试验材料，筛选出热固性树脂类、中低分子橡胶类、热塑性塑料类、无机矿物类等30多种包膜材料，同时筛选出无刺激性气味的复合溶剂、对养分释放速率有调控作用的复合添加剂等及其最佳配比。

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。其中包括：

1.1 无机包膜肥料：无机矿物包膜材料、无机矿物改性包膜材料、无机矿物—有机高分子多层包膜材料。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。

1.1.1 无机矿物包膜材料

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。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。

1.1.2 无机矿物改性包膜材料

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。

1.1.3 无机矿物—有机高分子多层包膜材料

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，且膜层机械性能较差，存在储存或运输过程中容易脱落，影响缓释性质。所以有人开始关注多层包膜的缓释肥料，这种肥料的每层包膜都具有其目的性。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。

1.2 有机高分子材料包膜：天然高分子、合成高分子、热塑性塑料类（回收物）、沥青和橡胶类；

1.2.1 天然高分子

这类材料包括天然橡胶、阿拉伯胶、瓜尔胶、海藻酸钠、纤维素、木质素、淀粉等。天然高分子材料虽然来源广、无毒、稳定、成膜性好、价廉易得，但其易被生物降解，控释效果较差，一般要通过改性后才能作为控释肥的包膜材料。

已被用于试验的天然高分子材料主要包括以下几种：

（1）木质素

王德汉等利用工业木质素作为包膜材料对颗粒尿素进行包膜处理，制成一系列缓释尿素。木质素包膜尿素的缓释特性比普通尿素具有较强的“后效”，能保持养分的持续、均衡供给，提高了作物的产量和尿素氮肥的利用率。

（2）天然橡胶

天然橡胶的玻璃化温度较低，成膜发粘。并不太适合用作肥料的包膜材料。但天然橡胶经过硫化，通过添加一些物质进行改性处理后就可以用作肥料的包膜材料。用改性天然橡胶制成的缓释肥料。其膜硬且无粘性，便于储存和施用。

（3）植物油

植物油包膜肥料，往往是几种油的混合物包膜，如桐油、亚麻籽油与其它物质的混合包膜肥料。不饱和油如亚麻籽油、红花油、向日葵油、蓖麻油、大豆油等含有有机酸的甘油也可用于各种肥料的包膜。

（4）腐殖酸

腐殖酸来源广泛。在土壤中添加腐殖酸，可以改善由于长期施用无机盐造成的土壤变质。用腐殖酸包膜尿素。可以显著地提高尿素在土壤中的缓释性。Murdoch—Brown等[12]通过肥料养分释放试验表明，腐殖酸包膜尿素10周后在湿度较低下氮还有62％。在湿度较高的情况下也有48％，而未包膜尿素氮只有l％。可见腐殖酸多用作有机添加剂用于缓／控释肥料中工作值得进一步深入研究。

（5）壳聚糖

壳聚糖是由甲壳素脱乙酞基得到的一种重要衍生物。甲壳素是第一大天然高分子，在我国，其来源十分丰富。壳聚糖能被生物降解，是一种无毒、无污染的可再生资源。在化工、环保、食品、纺织、医药、膜分离等领域受到了国内外学者的广泛关注。壳聚糖具有良好的成膜性。易于制成包膜材料，如采用将壳聚糖与明胶、藻酸盐等共混，用戊二醛交联的方法制备壳聚糖药物包膜或微囊材料。

除上述几种天然有机高分子材料外，松脂、植物淀粉等也常用于并且多跟人工合成高分子材料一起用于包膜控释肥料。天然高分子材料虽然来源广、无毒、稳定、成膜性好、价廉易得，但其易被生物降解，控释效果较差，一般要通过改性后才能作为控释肥的包膜材料。因此，人工合成高分子材料在包膜材料中逐渐起到非常重要的作用。

1.2.2 合成高分子

这类材料包括热塑性聚烯烃类，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺，以及热固性树脂如脲醛树脂等。合成高分子包膜的特点是包膜厚度可以控制，对土壤条件不十分敏感、养分扩散速率由聚合物的化学性质控制，因而可实现对养分的控释。由于合成高分子包膜的弹性好，更适合于机械化施肥。该类包膜的缺点是价格高，一般不溶于水，需要有机溶剂溶解，包膜工艺比较复杂，且因其在土壤中分解缓慢而带来环境污染。虽然可采取改性方法促使其降解，但对环境是否有影响还有待进一步探讨。

1.2.3 半合成高分子

这类材料是指天然高分子经过改性后形成的一类高分子化合物，以纤维素的衍生物为主，黏度大、成膜性良好、易水解，如甲基纤维素钠和乙基纤维素。目前对该类高分子包膜的研究报道较少，但其市场前景非常广阔。