緩控釋肥發展歷程及在農業生產中的作用與展望

張鑫，侯正仿，張氵高，辛京力

（1.天津市土壤肥料工作站，天津 300061；2.天津市優質農產品開發服務中心，天津 300201）

緩控釋肥發展歷程及在農業生產中的作用與展望

張鑫1，侯正仿1，張氵高1，辛京力2

（1.天津市土壤肥料工作站，天津 300061；2.天津市優質農產品開發服務中心，天津 300201）

通過總結國內報道的有關緩控釋肥的研究、應用文獻資料;介紹緩控釋肥料概念,概述了緩控釋肥對小麥-玉米輪作區和水稻的影響,展望了緩控釋肥在我國的應用前景;建議今后應加大緩控釋肥料的研發和推廣力度。

緩控釋肥；發展歷程；農業生產；展望

我國是農業大國，也是世界化肥消費的第一大國。在農業生產中化肥的地位極具重要，據調查，糧食增產55%要歸功于化肥的應用[1]。測土配方施肥技術的推廣解決化肥合理使用問題，但肥料利用率偏低的狀況依然存在，一方面造成資源的極大浪費，另一方面營養元素富集或隨水流失到水體中，使水體自凈等能力萎縮，引發水體富營養化等一系列環境污染問題，增加了環境壓力。隨著社會經濟的發展，農業從業人員大量外流，農業生產成本增加，降低農業勞動力投入也是亟需解決的問題。緩控釋肥料的研發和生產在提高肥料利用率和降低農業勞動強度上有突出作用。因此，發展生產緩釋控肥是趨勢所在。

1 緩控釋肥概述

緩控釋肥料從字面上解釋包含緩慢釋放和控制釋放兩層意思，緩慢釋放能緩慢而持久地釋放出植物生長所必需的營養元素，控制釋放就是根據作物的需肥特點，合理安排肥料的釋放速度，使肥料釋放和作物的需肥時期同步，這兩種肥料養分釋放方式均具有配方合理、長效等特點，在增產、穩產的同時，可減少勞動投入，減少養分損失，提高肥料利用率，從而達到高產、高效、優質、環保的目的。但狹義上對緩釋肥和控釋肥的概念有所區分。2009年9月1日實施的《緩釋肥料》國家標準和2012年7月1日實施的《控釋肥料》行業標準對緩釋和控釋肥料給予了更加明確的解釋。

有報道指明：緩釋肥料(slow release fertilizers，簡稱SRF)是指肥料在土壤中，有效成分的釋放速率比速溶肥料小得多。在土壤中營養的緩慢釋放對作物具有緩效性或長效性，延緩肥料的釋放速度，但是不能達到完全控釋的目的。控釋肥料(controlled release fertilizers，簡稱CRF)是以顆粒肥料(單質或復合肥)為核心，表面涂覆一層低水溶性的無機物質或有機聚合物，或者應用化學方法將肥料均勻地融入分解在聚合物中，形成多孔網絡體系，并根據聚合物的降解情況促進或延緩養分的釋放，使養分的供應能力與作物生長發育的需肥要求相一致的一種新型肥料[2]。對于緩釋控釋肥料，到目前為止還沒有統一的稱謂。但被廣泛認同的一種解釋是：真正意義上的控釋肥，即肥料的養分釋放速率與作物養分吸收是同步的，應該是包膜肥，其他的緩效肥料可稱為緩釋肥而不能稱為控釋肥。人們往往都認為緩釋與控釋之間根本沒有實質性的區別[3]。

2 緩控釋肥的發展歷程

2.1 出現的背景

據統計，50%左右農業生產總投入用在化肥上，在經濟、社會方面發展程度較低的國家，糧食增產中化肥起著不可替代的作用。目前，我國化肥的利用率遠低于世界發達國家水平。肥料利用率低一方面浪費了巨大的資源，另一方面還造成了環境污染。緩控釋肥料的研究初衷，旨在解決氮素養分利用率低下而造成的流失問題，發展到現在，已演變成在提高肥料利用率的前提下，解決肥料養分釋放與植物養分吸收同步進而釋放大量的農業勞動力的問題。

2.2 國外發展歷程

1960年以前，發達國家主要對尿素—甲醛結合物緩釋肥料進行了初步研究。20世紀60年代，緩釋肥的研發取得了巨大進展，研究了尿素—甲醛縮合物的生產及其應用；石蠟、松香等作為包裹膜等。20世紀70年代，研究方向主要為尿素—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、抑制劑生產緩釋肥料，異丁叉二脲和正丁叉二脲縮合物緩釋肥料等。20世紀80年代，緩控釋氮肥研究得到了迅速發展，硫磺、聚乙烯、磷酸鎂銨[(NH4)Mg-PO4·H2O]等作為包裹肥料膜材料方面的研究，而且還涉及到了理論模型的研究。20世紀90年代緩釋肥慢慢趨于成熟，隨著研究不斷完善和優化，對新的領域也進行了探索研究，包括對有機高分子聚合物包裹膜分解過程、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、新型化學合成緩釋肥料合成工藝方法及新型緩控釋肥料長期應用對環境的影響等。

2.3 國內發展歷程

早在二十世紀60年代末，中國科學院南京土壤研究所開始研究氮肥，首次研制出包膜長效碳酸氫銨。同時，上海、湖南、福建、黑龍江等省市農科院和高校也展開了實驗性研究[4]。

近幾年，我國在將肥料進行微溶化或包膜處理來實現肥料養分緩控釋技術路線的指導下，緩控釋肥產業得到了發展。兩種技術路線代表產物分別為脲醛化合物(UF)、硫包膜尿素(SCU)、聚合物包膜尿素(PCU)等[5]。

目前，我國多所高校正在對不同類型緩控釋肥料進行開發和理論應用研究，并取得了實質性進展，研究產品和生產設備已經投入市場。如：年產量30萬t的控釋肥料設備由山東農業大學和金正大集團合作開發，并已投入生產使用；鄭州大學磷肥和復合肥研究所建廠生產緩控釋肥，其鈣鎂磷作為緩控釋肥料包裹材料研究申請了美國專利，并在美國生產；華南農業大學資源環境學院在探究用低成本控釋材料和非專用設備生產包膜肥方面取得了較大進展；北京農科院植物營養與資源研究所研發的樹脂包衣緩控釋肥料生產設備也取得了成功，并根據農作物需要推出了新的緩控釋肥料，此項科研成果使我國緩控釋肥料的研究向前邁進了一大步，與國外研制的產品相當。進一步推廣緩控釋肥的應用范圍，降低生產成本是我國下一步的研究目標。

3 緩控釋肥在我國農業生產中的作用與展望

3.1 緩控釋肥對小麥—玉米輪作區的影響。

盧艷麗等[6]試驗以常規施肥作為對照，分析了華北平原北部小麥—玉米輪作區緩控釋肥不同配比和用量對土壤硝態氮含量和產量性狀變化的影響。結果顯示，小麥區進行常規用量分次施肥處理，發現在小麥生育后期土壤中NO3-N仍較多，并且小麥穗數、千粒重以及產量水平較高；緩控釋肥處理的土壤中NO3-N含量處于較低的水平，但是在產量上并無較大差異。隨著輪作種植，在下茬玉米的生長季緩控釋肥就展現了相當的優勢，玉米禿尖長度減小，肥料利用率也提高；減少20%緩控釋肥與常規施肥數量相比，產量增加了18.3%。緩控釋肥在農作物上作用屬于緩慢釋放型，能夠被作物及時并充分吸收，使得在土壤中的流失降到最低，大大提高了肥料利用率。試驗顯示，進一步優化肥料的配制，使緩控釋肥料效果發揮充分，盡最大可能實現輪作區的雙季高產，環境和經濟效益提高。

3.2 緩控釋肥對水稻的影響

鄒煜[7]以陽光200水稻高產品種為試驗材料，分別施緩控釋肥，配方肥和普通化肥，研究三種肥料對水稻產量、產量構成和經濟效益的影響。結果表明，與施用配方肥、普通化肥相比，施用緩控釋肥的水稻分蘗成穗率比配方肥增加1.5%，比普通化肥增加4.6%，產量也有一定的增加。但因緩控釋肥的成本較高，經濟效益不明顯。

為進一步驗證水稻施用緩控釋肥料的增產作用及經濟效益，2012和2013年在我市寶坻區水稻上開展了緩控釋肥試驗示范，品種為津川-1號，分別施用緩控釋肥、配方肥和農民習慣用肥。試驗結果表明，施用緩控釋肥的水稻成穗率比配方施肥及農民習慣用肥分別提高1.8%和3.2%，空癟率相對較低；施用緩控釋肥的增產效果顯著，特別與農民習慣用肥對比差異明顯，經濟效益提高。總之，緩控釋肥的施用不僅增加了作物產量，在施肥方式上還可減少一次追肥，節省施肥用，與我國現階段農業輕簡化栽培相吻合。

3.3 緩控釋肥展望

我國肥料產業已進入技術升級的關鍵時期，單位土地面積產出的增加與傳統施肥之間的矛盾，需要新型肥料來解決，而緩控釋肥料技術的研發為解決化肥利用率低的問題打開了新的思路和途徑，成為了世界肥料研究的熱點，緩控釋肥料也被譽為21世紀肥料產業的重要發展方向。同時我國面臨著巨大的環保壓力，傳統肥料生產和施用對資源的大量消耗，對國家的能源戰略與農業可持續發展也帶來巨大挑戰，而緩控釋肥料產業化的發展可有效緩解這一問題。隨著資源節約型和環境友好型社會建設的全面推進，節能減排力度不斷加大，緩控釋肥料在我國將有巨大的市場潛力和發展前景。

［1］范本榮，沈玉文，江麗華等．聚合物包膜緩—控釋肥料的研究進展[J].山東農業科學，2011，9：76～80.

［2］韓曉日.新型緩/控釋肥料研究現狀與展望[J].沈陽農業大學學報，2006，37(1)：3-8．

［3］武志杰，陳立軍.緩釋/控釋肥料原理與應用[M].北京：科學出版社，2003．

［4］張德奇，季書勤，王漢芳等.緩/控釋肥的研究應用現狀及展望[J].耕作與栽培，2010，3：46-48．

［5］楊越超，張民.聚合物硫包尿素的養分釋放特征[J].化肥工業，2006，33(1)：26-30．

［6］盧艷麗，白由路，王磊，等.華北小麥—玉米輪作區緩控釋肥應用效果分析[J].植物營養與肥料學報，2011，17(1)：209-215．

［7］鄒煜．緩控釋肥對水稻的應用效應研究[J].山東農業科學，2009，9：74～76．

熊蜂授粉技術

利用熊蜂為溫室果蔬授粉，可提高產量，改善品質，降低畸形果菜的比率，避免化學藥劑授粉帶來的藥害，是提高設施果疏品質的有效措施。

1、操作要點。①棚內溫濕度。要求棚內溫度保持在8～30℃，濕度應保持在70～80%之間。熊蜂對高溫敏感，上午可在蜂箱頂部放置一塊浸透水的抹布，每隔2～3h淋一次水。②熊蜂數量。一個標準蔬菜大棚，一般需要一箱熊蜂即可滿足授粉需要。③蜂箱設置。蜂箱設兩個開口，一個可進可出的A口，另一個只進不出的開B口。正常作業時，可封住B口，保留A口。噴藥前擋住A口，保留B口，收回熊蜂。④放蜂時間。蔬菜開花前1～2 d（開花數量大約5%時）放入即可。春、秋季放蜂時間一般為8：00～16：00。⑤蜂巢位置。蜂箱置于在大棚內中部，高度離地面0.5m左右。⑥罩防蟲網。用尼龍沙網封住溫室通風口，防止熊蜂逃逸，也可防止棚外害蟲進入棚室。

2、應用效果。①提高產量。熊蜂授粉能掌握授粉的最佳時機，花粉活力強，坐果率高，果實發育好，產量高。大棚西紅柿使用熊蜂授粉，可增產15%以上。②改善品質。熊蜂授粉的西紅柿果形周正，光澤鮮亮，汁液豐富，口感自然純正，一級果率達到90%，畸形果率降低60～70%。同時減少2,4-D，防落素，坐果靈等化學激素使用，避免農藥殘留。③省時省力。減少了人工蘸花用工，熊蜂在放蜂周期內，每667m2大棚一個生產周期可減少30個以上用工。④減少病害傳播。使用熊蜂授粉可顯著降低人工操作造成真菌和病毒病害交叉感染的概率。設置的防蟲網可有效防止害蟲進入。

（301600 靜海縣種植業發展服務中心 陸建高）

S642.2

B

1002-0659（2014）04-0037-03

2014-4-15，

2014-6-15

主要作者簡介：張鑫（1985-），女，助理農藝師，主要從事土肥水技術試驗示范與推廣工作。