缓控释肥发展历程及在农业生产中的作用与展望

张鑫，侯正仿，张氵高，辛京力

（1.天津市土壤肥料工作站，天津 300061；2.天津市优质农产品开发服务中心，天津 300201）

缓控释肥发展历程及在农业生产中的作用与展望

张鑫1，侯正仿1，张氵高1，辛京力2

（1.天津市土壤肥料工作站，天津 300061；2.天津市优质农产品开发服务中心，天津 300201）

通过总结国内报道的有关缓控释肥的研究、应用文献资料;介绍缓控释肥料概念,概述了缓控释肥对小麦-玉米轮作区和水稻的影响,展望了缓控释肥在我国的应用前景;建议今后应加大缓控释肥料的研发和推广力度。

缓控释肥；发展历程；农业生产；展望

我国是农业大国，也是世界化肥消费的第一大国。在农业生产中化肥的地位极具重要，据调查，粮食增产55%要归功于化肥的应用[1]。测土配方施肥技术的推广解决化肥合理使用问题，但肥料利用率偏低的状况依然存在，一方面造成资源的极大浪费，另一方面营养元素富集或随水流失到水体中，使水体自净等能力萎缩，引发水体富营养化等一系列环境污染问题，增加了环境压力。随着社会经济的发展，农业从业人员大量外流，农业生产成本增加，降低农业劳动力投入也是亟需解决的问题。缓控释肥料的研发和生产在提高肥料利用率和降低农业劳动强度上有突出作用。因此，发展生产缓释控肥是趋势所在。

1 缓控释肥概述

缓控释肥料从字面上解释包含缓慢释放和控制释放两层意思，缓慢释放能缓慢而持久地释放出植物生长所必需的营养元素，控制释放就是根据作物的需肥特点，合理安排肥料的释放速度，使肥料释放和作物的需肥时期同步，这两种肥料养分释放方式均具有配方合理、长效等特点，在增产、稳产的同时，可减少劳动投入，减少养分损失，提高肥料利用率，从而达到高产、高效、优质、环保的目的。但狭义上对缓释肥和控释肥的概念有所区分。2009年9月1日实施的《缓释肥料》国家标准和2012年7月1日实施的《控释肥料》行业标准对缓释和控释肥料给予了更加明确的解释。

有报道指明：缓释肥料(slow release fertilizers，简称SRF)是指肥料在土壤中，有效成分的释放速率比速溶肥料小得多。在土壤中营养的缓慢释放对作物具有缓效性或长效性，延缓肥料的释放速度，但是不能达到完全控释的目的。控释肥料(controlled release fertilizers，简称CRF)是以颗粒肥料(单质或复合肥)为核心，表面涂覆一层低水溶性的无机物质或有机聚合物，或者应用化学方法将肥料均匀地融入分解在聚合物中，形成多孔网络体系，并根据聚合物的降解情况促进或延缓养分的释放，使养分的供应能力与作物生长发育的需肥要求相一致的一种新型肥料[2]。对于缓释控释肥料，到目前为止还没有统一的称谓。但被广泛认同的一种解释是：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是同步的，应该是包膜肥，其他的缓效肥料可称为缓释肥而不能称为控释肥。人们往往都认为缓释与控释之间根本没有实质性的区别[3]。

2 缓控释肥的发展历程

2.1 出现的背景

据统计，50%左右农业生产总投入用在化肥上，在经济、社会方面发展程度较低的国家，粮食增产中化肥起着不可替代的作用。目前，我国化肥的利用率远低于世界发达国家水平。肥料利用率低一方面浪费了巨大的资源，另一方面还造成了环境污染。缓控释肥料的研究初衷，旨在解决氮素养分利用率低下而造成的流失问题，发展到现在，已演变成在提高肥料利用率的前提下，解决肥料养分释放与植物养分吸收同步进而释放大量的农业劳动力的问题。

2.2 国外发展历程

1960年以前，发达国家主要对尿素—甲醛结合物缓释肥料进行了初步研究。20世纪60年代，缓释肥的研发取得了巨大进展，研究了尿素—甲醛缩合物的生产及其应用；石蜡、松香等作为包裹膜等。20世纪70年代，研究方向主要为尿素—甲醛缩合物，聚烯类等作为包裹肥料膜，肥料中搀杂其他难溶物、添加剂、抑制剂生产缓释肥料，异丁叉二脲和正丁叉二脲缩合物缓释肥料等。20世纪80年代，缓控释氮肥研究得到了迅速发展，硫磺、聚乙烯、磷酸镁铵[(NH4)Mg-PO4·H2O]等作为包裹肥料膜材料方面的研究，而且还涉及到了理论模型的研究。20世纪90年代缓释肥慢慢趋于成熟，随着研究不断完善和优化，对新的领域也进行了探索研究，包括对有机高分子聚合物包裹膜分解过程、吸附缓释肥料的研究等。

目前，缓控释肥料的研究主要集中在包膜新材料的研发、新型化学合成缓释肥料合成工艺方法及新型缓控释肥料长期应用对环境的影响等。

2.3 国内发展历程

早在二十世纪60年代末，中国科学院南京土壤研究所开始研究氮肥，首次研制出包膜长效碳酸氢铵。同时，上海、湖南、福建、黑龙江等省市农科院和高校也展开了实验性研究[4]。

近几年，我国在将肥料进行微溶化或包膜处理来实现肥料养分缓控释技术路线的指导下，缓控释肥产业得到了发展。两种技术路线代表产物分别为脲醛化合物(UF)、硫包膜尿素(SCU)、聚合物包膜尿素(PCU)等[5]。

目前，我国多所高校正在对不同类型缓控释肥料进行开发和理论应用研究，并取得了实质性进展，研究产品和生产设备已经投入市场。如：年产量30万t的控释肥料设备由山东农业大学和金正大集团合作开发，并已投入生产使用；郑州大学磷肥和复合肥研究所建厂生产缓控释肥，其钙镁磷作为缓控释肥料包裹材料研究申请了美国专利，并在美国生产；华南农业大学资源环境学院在探究用低成本控释材料和非专用设备生产包膜肥方面取得了较大进展；北京农科院植物营养与资源研究所研发的树脂包衣缓控释肥料生产设备也取得了成功，并根据农作物需要推出了新的缓控释肥料，此项科研成果使我国缓控释肥料的研究向前迈进了一大步，与国外研制的产品相当。进一步推广缓控释肥的应用范围，降低生产成本是我国下一步的研究目标。

3 缓控释肥在我国农业生产中的作用与展望

3.1 缓控释肥对小麦—玉米轮作区的影响。

卢艳丽等[6]试验以常规施肥作为对照，分析了华北平原北部小麦—玉米轮作区缓控释肥不同配比和用量对土壤硝态氮含量和产量性状变化的影响。结果显示，小麦区进行常规用量分次施肥处理，发现在小麦生育后期土壤中NO3-N仍较多，并且小麦穗数、千粒重以及产量水平较高；缓控释肥处理的土壤中NO3-N含量处于较低的水平，但是在产量上并无较大差异。随着轮作种植，在下茬玉米的生长季缓控释肥就展现了相当的优势，玉米秃尖长度减小，肥料利用率也提高；减少20%缓控释肥与常规施肥数量相比，产量增加了18.3%。缓控释肥在农作物上作用属于缓慢释放型，能够被作物及时并充分吸收，使得在土壤中的流失降到最低，大大提高了肥料利用率。试验显示，进一步优化肥料的配制，使缓控释肥料效果发挥充分，尽最大可能实现轮作区的双季高产，环境和经济效益提高。

3.2 缓控释肥对水稻的影响

邹煜[7]以阳光200水稻高产品种为试验材料，分别施缓控释肥，配方肥和普通化肥，研究三种肥料对水稻产量、产量构成和经济效益的影响。结果表明，与施用配方肥、普通化肥相比，施用缓控释肥的水稻分蘖成穗率比配方肥增加1.5%，比普通化肥增加4.6%，产量也有一定的增加。但因缓控释肥的成本较高，经济效益不明显。

为进一步验证水稻施用缓控释肥料的增产作用及经济效益，2012和2013年在我市宝坻区水稻上开展了缓控释肥试验示范，品种为津川-1号，分别施用缓控释肥、配方肥和农民习惯用肥。试验结果表明，施用缓控释肥的水稻成穗率比配方施肥及农民习惯用肥分别提高1.8%和3.2%，空瘪率相对较低；施用缓控释肥的增产效果显著，特别与农民习惯用肥对比差异明显，经济效益提高。总之，缓控释肥的施用不仅增加了作物产量，在施肥方式上还可减少一次追肥，节省施肥用，与我国现阶段农业轻简化栽培相吻合。

3.3 缓控释肥展望

我国肥料产业已进入技术升级的关键时期，单位土地面积产出的增加与传统施肥之间的矛盾，需要新型肥料来解决，而缓控释肥料技术的研发为解决化肥利用率低的问题打开了新的思路和途径，成为了世界肥料研究的热点，缓控释肥料也被誉为21世纪肥料产业的重要发展方向。同时我国面临着巨大的环保压力，传统肥料生产和施用对资源的大量消耗，对国家的能源战略与农业可持续发展也带来巨大挑战，而缓控释肥料产业化的发展可有效缓解这一问题。随着资源节约型和环境友好型社会建设的全面推进，节能减排力度不断加大，缓控释肥料在我国将有巨大的市场潜力和发展前景。

［1］范本荣，沈玉文，江丽华等．聚合物包膜缓—控释肥料的研究进展[J].山东农业科学，2011，9：76～80.

［2］韩晓日.新型缓/控释肥料研究现状与展望[J].沈阳农业大学学报，2006，37(1)：3-8．

［3］武志杰，陈立军.缓释/控释肥料原理与应用[M].北京：科学出版社，2003．

［4］张德奇，季书勤，王汉芳等.缓/控释肥的研究应用现状及展望[J].耕作与栽培，2010，3：46-48．

［5］杨越超，张民.聚合物硫包尿素的养分释放特征[J].化肥工业，2006，33(1)：26-30．

［6］卢艳丽，白由路，王磊，等.华北小麦—玉米轮作区缓控释肥应用效果分析[J].植物营养与肥料学报，2011，17(1)：209-215．

［7］邹煜．缓控释肥对水稻的应用效应研究[J].山东农业科学，2009，9：74～76．

熊蜂授粉技术

利用熊蜂为温室果蔬授粉，可提高产量，改善品质，降低畸形果菜的比率，避免化学药剂授粉带来的药害，是提高设施果疏品质的有效措施。

1、操作要点。①棚内温湿度。要求棚内温度保持在8～30℃，湿度应保持在70～80%之间。熊蜂对高温敏感，上午可在蜂箱顶部放置一块浸透水的抹布，每隔2～3h淋一次水。②熊蜂数量。一个标准蔬菜大棚，一般需要一箱熊蜂即可满足授粉需要。③蜂箱设置。蜂箱设两个开口，一个可进可出的A口，另一个只进不出的开B口。正常作业时，可封住B口，保留A口。喷药前挡住A口，保留B口，收回熊蜂。④放蜂时间。蔬菜开花前1～2 d（开花数量大约5%时）放入即可。春、秋季放蜂时间一般为8：00～16：00。⑤蜂巢位置。蜂箱置于在大棚内中部，高度离地面0.5m左右。⑥罩防虫网。用尼龙沙网封住温室通风口，防止熊蜂逃逸，也可防止棚外害虫进入棚室。

2、应用效果。①提高产量。熊蜂授粉能掌握授粉的最佳时机，花粉活力强，坐果率高，果实发育好，产量高。大棚西红柿使用熊蜂授粉，可增产15%以上。②改善品质。熊蜂授粉的西红柿果形周正，光泽鲜亮，汁液丰富，口感自然纯正，一级果率达到90%，畸形果率降低60～70%。同时减少2,4-D，防落素，坐果灵等化学激素使用，避免农药残留。③省时省力。减少了人工蘸花用工，熊蜂在放蜂周期内，每667m2大棚一个生产周期可减少30个以上用工。④减少病害传播。使用熊蜂授粉可显著降低人工操作造成真菌和病毒病害交叉感染的概率。设置的防虫网可有效防止害虫进入。

（301600 静海县种植业发展服务中心 陆建高）

S642.2

B

1002-0659（2014）04-0037-03

2014-4-15，

2014-6-15

主要作者简介：张鑫（1985-），女，助理农艺师，主要从事土肥水技术试验示范与推广工作。