■華南農(nóng)業(yè)大學(xué)廣東省環(huán)境友好型肥料工程技術(shù)研究中心主任 樊小林
中國(guó)控釋肥發(fā)展現(xiàn)狀
■華南農(nóng)業(yè)大學(xué)廣東省環(huán)境友好型肥料工程技術(shù)研究中心主任 樊小林
在農(nóng)業(yè)大量使用化肥之前,我國(guó)是一個(gè)以有機(jī)農(nóng)業(yè)為主的國(guó)家,有機(jī)肥料創(chuàng)造了幾千年的中華文明。但是在人口基數(shù)龐大、數(shù)量持續(xù)上漲的情況下,化肥是保障糧食安全最主要的手段之一。
但是化肥的使用是一把雙刃劍,一方面據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),化肥目前對(duì)糧食的貢獻(xiàn)率高達(dá)50%左右,對(duì)糧食產(chǎn)量的增長(zhǎng)起到了不可替代的左右;另一方面由于氮肥的氨揮發(fā)、硝態(tài)氮的淋失等對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,引起了人類(lèi)高度的重視。
目前,我國(guó)農(nóng)業(yè)正向高效化、集約化轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)依靠勞動(dòng)力施肥的耕作方式已經(jīng)適應(yīng)不了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化要求。緩控釋等新型肥料的出現(xiàn),是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然,也是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要途徑。
控釋肥料(ControlledRelease Fertilizer)是指能夠控制養(yǎng)分供應(yīng)速度,并且養(yǎng)分釋放速度和數(shù)量與作物吸收基本同步的肥料。一般是指樹(shù)脂包膜氮、磷、鉀復(fù)合肥(CRF)或樹(shù)脂包膜尿素(PCU)。
緩釋肥料 (Slowrelease Fertilizer)是指能夠延長(zhǎng)養(yǎng)分供應(yīng)時(shí)間的肥料。緩釋肥料在作物生長(zhǎng)初期供肥速度較慢,但在作物生長(zhǎng)中后期可以供應(yīng)足量適量的養(yǎng)分?;瘜W(xué)法合成的緩釋肥料是脲醛緩釋氮肥,其他的主要是穩(wěn)定性肥料。
目前世界緩/控釋肥的關(guān)鍵技術(shù)主要包括三個(gè),具體為緩釋技術(shù)、控釋技術(shù)以及包膜設(shè)備和工藝。緩釋技術(shù)分為化學(xué)緩釋技術(shù)(脲醛技術(shù))以及生物緩釋技術(shù)(通常指穩(wěn)定性肥料),控釋技術(shù)包括無(wú)機(jī)包膜技術(shù)(硫衣尿素)以及樹(shù)脂包膜技術(shù)(PCU和CRF),包膜設(shè)備和工藝主要由有批次生產(chǎn)工藝和連續(xù)生產(chǎn)工藝。
我國(guó)緩/控釋肥料自上個(gè)世紀(jì)90年代步入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化以后,就以摻混肥料的形式應(yīng)用于大田。目前我國(guó)緩控釋肥料已經(jīng)發(fā)展到以同步營(yíng)養(yǎng)肥料物化測(cè)土配方施肥技術(shù)的階段。
緩控釋肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史
我國(guó)控釋肥料主要通過(guò)植物油表面反應(yīng)包膜,具體包括三部分,首先是膜材,我國(guó)最早用的包膜材料是脂溶性的,利用烯烴加溶劑包膜材料噴涂在肥料表面,這種膜材工藝簡(jiǎn)單,造價(jià)低,但是存在溶劑易揮發(fā)造成環(huán)境污染以及膜材難降解的問(wèn)題。以植物油(例如蓖麻油)作為主要的材料進(jìn)行包膜,不僅易降解,而且不存在環(huán)境污染的問(wèn)題。其次技術(shù)方面主要以致孔、密封技術(shù)解決常規(guī)包膜技術(shù)缺乏養(yǎng)分釋放調(diào)控機(jī)制、養(yǎng)分釋放與作物需求不同步的難題。最后是產(chǎn)品上以同步營(yíng)養(yǎng)肥解決控釋肥成本高,大田推廣應(yīng)用難的問(wèn)題。
植物油包膜技術(shù)又叫原位表面反應(yīng)包膜技術(shù),即在一定溫度下,通過(guò)植物油與固化劑反應(yīng),在肥料表面形成包膜層,核心可以是尿素、復(fù)合肥等。
包膜肥料如何控制養(yǎng)分的釋放是緩控釋作用的關(guān)鍵。致孔控釋技術(shù)使包膜層上具有養(yǎng)分釋放通道或孔道,水分通過(guò)孔道進(jìn)入包膜內(nèi)部,使包膜內(nèi)的養(yǎng)分溶解,之后之后以離子狀態(tài)再釋放到膜外。應(yīng)用該技術(shù)可以控制通道的大小、數(shù)量以及長(zhǎng)短來(lái)控制養(yǎng)分的釋放。
另外控制釋放技術(shù)是利用溫度調(diào)節(jié)養(yǎng)分的釋放,養(yǎng)分本身的動(dòng)能隨溫度升高而變大,結(jié)合孔道的大小、數(shù)量以及長(zhǎng)短就能實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分釋放的調(diào)控。
緩控釋肥具有常規(guī)肥料無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),首先緩控釋肥料不易淋失流失,雨后或灌溉后仍可留在根層,而常規(guī)肥料易淋出根層,從而使肥料利用率降低。其次,緩/控釋肥料可以實(shí)現(xiàn)一次性施肥,在當(dāng)前農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力緊缺,勞動(dòng)力價(jià)格高漲的時(shí)代,施用緩/控釋肥料能實(shí)現(xiàn)輕簡(jiǎn)施肥,達(dá)到省時(shí)、省力、高效的效果。此外,緩/控釋肥料是測(cè)土配方施肥技術(shù)的載體。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高,以緩/控釋肥為首的新型肥料迎來(lái)快速發(fā)展。植物油包膜控釋肥料、化學(xué)緩釋肥料、高濃度液體長(zhǎng)效肥料是中國(guó)化肥零增長(zhǎng)時(shí)期提高化肥利用率和滿(mǎn)足國(guó)家、社會(huì)、農(nóng)民三方需求的出路。植物油原位表面反應(yīng)包膜控釋技術(shù)是改造肥料,提高肥料利用率的有效方法;同步養(yǎng)肥及其制造技術(shù)是降低大田作物控釋肥料成本的關(guān)鍵技術(shù)??蒯尫试诂F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中必不可少。