黃宏彬 （海南省東方市海洋石油富島有限公司復(fù)合肥部）572600）

當(dāng)前人口快速增長(zhǎng)，人口與糧食之間的矛盾也越來越突出，因此解決糧食增產(chǎn)問題已經(jīng)成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)?；蕦?duì)提高糧食產(chǎn)量有著至關(guān)重要的作用，但是化肥的利用率低造成了大量資源的浪費(fèi)，一直是一個(gè)需要解決的問題，因此，提高化肥利用率，減少因大量施用化肥造成的環(huán)境污染和能源浪費(fèi)，發(fā)展可持續(xù)高效農(nóng)業(yè)獲得了許多學(xué)者的關(guān)注，掀起了緩控釋肥的研究熱潮。

一、緩控釋肥

緩釋肥和控釋肥是兩個(gè)不同的概念?？蒯尫柿现饕灶w粒肥料（單質(zhì)或復(fù)合肥）為核心，表面涂覆一層低水溶性的無機(jī)物質(zhì)或有機(jī)聚合物，或者利用化學(xué)方法將肥料均勻融入分解在聚合物中，形成多孔網(wǎng)絡(luò)體系，并根據(jù)聚合物的降解情況而促進(jìn)或延緩養(yǎng)分的釋放，使養(yǎng)分的供應(yīng)能力與作物生長(zhǎng)發(fā)育的需肥要求相一致的一種新型肥料。包膜控釋肥料是其中的一大類。而緩釋肥料是指肥料施入土壤之后轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行B(tài)養(yǎng)分的釋放速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于速溶肥料，在土壤中能緩慢釋放出其養(yǎng)分，它對(duì)作物具有緩效性或者長(zhǎng)效性，只能延緩肥料的釋放速度，不能達(dá)到控釋的目的。因此從廣義上來講，緩釋肥料是控釋肥料的初級(jí)形式。包膜型緩控釋肥料是當(dāng)前研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)，最長(zhǎng)用的膜材料就是聚氨酯。聚氨酯材料及其改性物質(zhì)具有貯存穩(wěn)定、耐水性、耐溶劑性以及耐老化性能等多種性能，因此在緩控釋肥料的制備中有非常重要的應(yīng)用。包膜型緩控釋肥料的制作工藝并不復(fù)雜，包括加熱、噴涂、干燥等環(huán)節(jié)，主要目標(biāo)就是在肥料顆粒表面噴涂一層或者幾層有機(jī)聚合物或者無機(jī)物，從而在肥料表面形成致密的低滲透性的膜，從而能夠達(dá)到控制肥料中的養(yǎng)分通過膜向外部逐步擴(kuò)散的目的。

二、聚氨酯緩控釋肥制備的研究進(jìn)展

近些年，關(guān)于聚氨酯緩控釋肥料的制備及性能研究有許多，并且取得了一定的研究成果。

燕山大學(xué)李青山等人利用多亞甲基多苯基異氰酸酯和多羥基化合物按照高分子設(shè)計(jì)配方在尿素表面進(jìn)行反應(yīng)成膜，制備了聚氨酯緩控釋肥，其緩釋時(shí)間能夠達(dá)到40-50天。之后，該研究還對(duì)不同包膜量的聚氨酯膜層的分子結(jié)構(gòu)、緩釋期、形貌等進(jìn)行了詳細(xì)的分析。該研究中利用紅外光譜技術(shù)對(duì)聚氨酯膜層內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，利用掃描電競(jìng)對(duì)膜層斷面外觀形貌進(jìn)行了表征，并且控制一定的溫度，測(cè)試了緩控釋肥的肥效，結(jié)果表明，該聚氨酯膜層對(duì)緩釋期的長(zhǎng)短有直接的影響，并且能夠有效的提高膜層的阻水性能，延長(zhǎng)緩釋期。

周桂南等人利用異氰酸酯與聚氧化丙烯二醇合成了聚氨酯，在用其包裹尿素，從而制備了聚氨酯包膜尿素肥料。該研究中還利用比色法對(duì)所制備的聚氨酯包膜尿素的緩釋曲線進(jìn)行了研究，并且對(duì)異氰酸酯與羥基摩爾比、反應(yīng)方式、包膜率、異氰酸酯、聚氧化丙烯二醇分子量等因素對(duì)包膜尿素緩釋性能的影響進(jìn)行了詳細(xì)的考察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明將異氰酸酯、丙酮和尿素在50℃下攪拌反應(yīng)1h后，在加入聚氧化丙烯二醇，60℃下反應(yīng)2 h得聚氨酯包膜尿素的反應(yīng)方式最為理想，異氰酸酯與羥基摩爾比在1:1時(shí)能夠獲得性能理性的包膜，包膜尿素的溶出率隨著包膜率的增大而降低，效果最佳的包膜率為百分之三十。該工藝制備的聚氨酯緩釋肥料鞥夠達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)對(duì)緩釋肥料的標(biāo)準(zhǔn)。

中國科學(xué)院的王亮等人對(duì)水性聚氨酯包膜肥料進(jìn)行了研制，并且對(duì)其釋放性質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。該研究中利用水性聚氨酯作為包膜劑，石蠟作為封閉劑，利用轉(zhuǎn)鼓包衣工藝制備了包膜肥料，并且利用土柱淋溶法和水培法對(duì)其進(jìn)行了緩控釋性能評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用水性聚氨酯包膜的六種緩控釋肥料中，CR F-B1的初期溶出率最高，能夠達(dá)到百分之五十五以上，而其他五種均低于百分之四十，能夠很好的達(dá)到緩控釋肥的標(biāo)準(zhǔn)。其中效果名顯的有CR F-A 3、CR F-B3兩種肥料，分別能夠達(dá)到百分之十三和百分之十九。另外，通過對(duì)水性聚氨酯用量的考察發(fā)現(xiàn)，6%用量的效果最為理想，并且水性聚氨酯的成膜性能良好，在條件適宜的情況下能夠形成致密連續(xù)的肥料包膜，從而很好的控制養(yǎng)分的釋放。

山西化工設(shè)計(jì)院的宮濤等人利用無溶劑噴涂成型法制備了聚氨酯包膜緩釋肥料，并且詳細(xì)討論了噴涂比例對(duì)包膜量以及耐磨性對(duì)包膜肥料緩釋性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著包膜量的增加，包膜肥的初溶率和微溶率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，其緩釋期得到延長(zhǎng)，并且包膜量越大，包覆層越厚，緩釋效果越好。最終結(jié)果顯示聚氨酯預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑的噴涂比例在7.5:1，實(shí)際包覆量為7.23%，包膜緩釋肥的緩釋效果比較好，并且該研究中利用掃描電鏡對(duì)包膜肥料的顆粒表面、剖面以及釋放后的包膜材料表面情況進(jìn)行了表征，并且與日本產(chǎn)的包膜肥料顆粒進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明該實(shí)驗(yàn)中得到的包膜肥料成品表明光滑，均勻度和耐磨性能好，優(yōu)于日本產(chǎn)的包膜肥料，并且產(chǎn)品能夠達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)提出的初溶率和微溶率的要求。

結(jié)束語

肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最大的物質(zhì)投入，對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量有著非常重要的影響。聚氨酯緩控釋肥料是一種養(yǎng)分能夠進(jìn)行緩慢釋放的新型肥料產(chǎn)品，近十年來，緩控釋肥料的研究在中國有非常明顯的發(fā)展，取得了許多的可喜結(jié)果。聚氨酯緩控釋肥料是21世紀(jì)肥料發(fā)展的方向，其良好的性能已經(jīng)顯示出廣泛的應(yīng)用前景。在今后的研究中，對(duì)聚氨酯進(jìn)行改性，獲得性能更加符合實(shí)際需要的膜材料仍然是研究的重點(diǎn)方向，希望在相關(guān)學(xué)者的努力之下，能夠研究并開發(fā)出更多的性能優(yōu)良的緩控釋肥，為提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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