張明偉 馬泉 陳京都 唐建鵬 姚義 成潔旻

摘要：緩控釋肥作為環(huán)境友好和增效型肥料，在增產增效、減少氮素損失和緩解農業(yè)氮素污染等方面具有明顯的優(yōu)勢。為推動緩控釋肥在冬小麥上的廣泛應用，本文在總結緩控釋肥定義、作用原理、分類和研究進展的基礎上，探究緩控釋肥在冬小麥上的主要施用技術及其增產增效機制，分析緩控釋肥在小麥生產應用中存在的問題并提出相應建議，為推動緩控釋肥在冬小麥產業(yè)中的安全、可靠和廣泛應用提供參考。

關鍵詞：緩控釋肥;冬小麥;施肥技術;增產增效;環(huán)境友好;氮素污染

中圖分類號：S512.1+10.6 ??文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）02-0015-07

收稿日期：2021-04-27

基金項目：揚州市“綠揚金鳳計劃”（2018）。

作者簡介：張明偉（1989—），男，江蘇揚州人，博士，農藝師，主要從事農作物栽培技術的研究與推廣。E-mail：yztgz@163.com。

通信作者：姚 義，博士，高級農藝師，主要從事農作物栽培技術的研究與推廣。E-mail：yztgz@163.com。

根據(jù)預測，世界人口在2050年前后將達到95億[1]，糧食在當前產量水平下提高70%以上才能滿足全球人口的糧食需求[2]，但由于城市化、工業(yè)化、荒漠化等多方面原因，耕地面積在不可避免地減少[3]。我國作為一個人口大國，為盡可能滿足糧食自給自足，提高糧食單位面積產量在未來相當長的時間內將一直是我國農業(yè)發(fā)展的重要政策和目標之一。氮素作為作物生長發(fā)育過程中必不可少的營養(yǎng)元素，長期以來在農業(yè)生產中發(fā)揮著重要的作用，世界上50%的糧食產量來自于氮肥的貢獻[4]。全球每年尿素消耗量超過2億t，由于其養(yǎng)分含量高，成本低，是農民最能接受和喜愛的氮肥[5]。但由于尿素快速水解的特性，加之不合理的施用方式，至少有50%的氮素在施用過程中流失，不僅導致氮肥利用率低下，肥料成本投入增加，并且限制了作物產量潛力的最大化發(fā)揮，加劇糧食安全問題[5]。此外，大量流失的氮素通過淋溶、礦化、滲漏、徑流等方式進入環(huán)境中，加劇了溫室氣體排放、地表水體富營養(yǎng)化、地下水污染和耕地土壤退化等問題[6-7]。為滿足不斷增長的人口糧食需求，如何優(yōu)化氮肥類型和施用技術，以實現(xiàn)促進作物增產增效、控制肥料氮素損失和減輕環(huán)境負擔之間的平衡，是現(xiàn)代農業(yè)迫切需要克服的難題。

在過去的幾十年里，為提高肥料利用率，科學家們從多個方面進行了不斷的探索，包括平衡施肥[8]、精確定量施肥[9]、灌溉施肥、氮肥后移[10]等施肥技術的研究，以及生物炭肥[11]、水溶肥[12]、微生物肥[13]和緩控釋肥[14]等新型肥料類型的探索。其中緩控釋肥通過延緩甚至是控制養(yǎng)分釋放到土壤中的速率，保證養(yǎng)分更多地被用來供應作物生長，以盡可能減少淋失和揮發(fā)損失，減輕對環(huán)境的影響[15]，被認為是“環(huán)境友好型”[16-17]和“增效型”肥料[18]。緩控釋肥料由于其能提高肥料利用率、減輕農業(yè)氮素污染以及減少施肥次數(shù)等潛在優(yōu)點，已經成為未來肥料發(fā)展的重要趨勢[19-20]。實現(xiàn)作物一次性施肥即增產增效是緩控釋肥發(fā)展的核心目標，并且目前在水稻、玉米和馬鈴薯等生育期較短的作物上已經取得較好的應用效果，但在冬小麥上，由于生育期較長和越冬期生長停滯等生育特性，緩控釋肥一次性施用的應用效果存在爭議。本文在總結緩控釋肥研究進展的基礎上，綜合分析了緩控釋肥在冬小麥上的主要施用技術及其產量、氮效率和環(huán)境等效應，探討了當前緩控釋肥發(fā)展和應用存在的問題，并對未來緩控釋肥在小麥上的研究和推廣提出建議，對推動緩控釋肥在冬小麥上的廣泛應用具有重要意義。

1 緩控釋肥研究進展

緩釋肥一詞在20世紀20年代被首次提出，但直到20世紀50年代后，緩控釋肥的概念才逐漸明確[21]。在廣義上，緩控釋肥是指利用物理、化學、生物等調控手段，使養(yǎng)分釋放速率遠小于速效肥料的一類新型肥料，在土壤中養(yǎng)分能延緩釋放，養(yǎng)分釋放速率與農作物需肥特性實現(xiàn)基本同步[14]。狹義上，緩釋肥被定義為通過對肥料中養(yǎng)分的化學復合或物理作用，延長有效養(yǎng)分的釋放時間的一種肥料;控釋肥是指通過各種調控機制預先設定養(yǎng)分的釋放模式（釋放速率和釋放時間），使其養(yǎng)分釋放與作物的養(yǎng)分吸收同步[22]?？蒯尫适蔷忈尫实母呒夒A段，理想的控釋肥除強調控釋期的長效性，還應具有可調控性、階段性和連續(xù)性等特性[23]。

自1955年美國首先研制出第1款脲醛緩釋肥產品開始，在過去的幾十年里各國紛紛開始高效緩釋技術或緩釋材料及其作用機制的研究，開發(fā)了一系列養(yǎng)分釋放機理不盡相同的緩控釋肥產品[6，24]。截至2018年，全球緩控釋肥的需求量超過150萬t，且每年增長率超過6%，當前我國是緩控釋肥的主要消費市場，用量約占全球總量的46%[25]。

1.1 緩控釋肥作用原理

緩控釋肥主要通過物理、化學或生物等方法或技術來實現(xiàn)氮素的緩釋或控釋，以實現(xiàn)養(yǎng)分釋放和作物養(yǎng)分需求規(guī)律一致，主要包括采用涂層、包裹或添加抑制劑等不同的技術或工藝[5]。從氮素在土壤中的形態(tài)轉化形式來看，緩控釋肥提高肥料氮肥利用率的作用原理主要有以下2種：（1）調節(jié)尿素水解的速率，降低NH+4形成的速率，這個過程主要是通過在肥料中添加人工合成或天然脲酶抑制劑，或采用聚合物涂層或納米技術等來實現(xiàn)，最終的目標是減少NH3和N2O的損失;（2）降低NH+4通過硝化作用轉化為NO-3的速率，實現(xiàn)控制N2O、NO排放和NO-3反硝化作用的目的，這一過程可以通過添加人工或合成硝化抑制劑實現(xiàn)。這2種機制的核心目標都是促使氮素在土壤中停留的時間更長，滿足作物對NH+4的同步吸收，從而提高氮肥利用率，減少氮肥施用量[5]。

1.2 緩控釋肥分類及養(yǎng)分釋放機制

1.2.1 包膜/涂層型緩控釋肥

包膜/涂層型緩控釋肥通過在肥料顆粒表面噴涂1層或者多層疏水性材料形成隔水涂層，阻礙水分直接接觸肥料內核，以此減緩涂層內養(yǎng)分在土壤中的釋放[1]。包膜肥料施用到土壤后，涂層經由微生物、化學和物理等過程緩慢分解，膜殼逐漸出現(xiàn)空隙或破裂后尿素溶解釋放出養(yǎng)分[23]。包膜緩控釋肥的養(yǎng)分釋放速率主要由包膜材料性質、厚度、顆粒大小以及土壤溫濕度等因素的耦合控制。包膜肥料由內核顆粒和包膜層2個部分組成，依據(jù)包膜材料的不同，可將其進一步劃分為無機物包膜和有機聚合物包膜2類[26]。

常見的無機物包膜材料主要有硫磺、沸石、硅藻土、硅酸鹽、生物碳等，這類包膜材料一般需采用黏結劑將其粘連在肥料內核的表面，可通過涂層的數(shù)量和厚度實現(xiàn)養(yǎng)分釋放速率的調控[27]。其中技術最為成熟、應用最廣泛的是硫包膜尿素。肥料施用后，土壤水分經過滲透作用穿過包膜，在肥料內核凝結并溶解養(yǎng)分，在包膜內部形成壓力，當內部壓力超過膜的承受能力時，膜殼破裂，養(yǎng)分一次性釋放出來，這一釋放機制被稱為“破裂機制”[1]。在理想情況下，硫包膜能有效延緩尿素在土壤中的溶解，但由于純硫涂層質地較脆，膜層易在運輸或施肥途中破裂，導致緩釋性能下降[26]。為提高硫包膜材料的緩釋性能，常采用的方法是用瀝青、石蠟等作物為密封劑二次包膜[23]，或采用有機樹脂等對純硫涂層改性，以降低其高度脆性，從而提高硫包膜材料的強度和耐磨性[28]。無機物包膜材料的優(yōu)點是材料來源廣泛，制造成本低，在土壤中易降解，并且可以改善土壤結構，但存在膜層易脫落、控釋效果差等缺點[23]。

聚合物包膜材料研發(fā)的難點主要在于既要實現(xiàn)養(yǎng)分在預定時間內的緩釋，又要求包膜材料能夠完全降解，對土壤或環(huán)境無害[26]。和硫包膜的破裂機制不同，聚合物包膜一般能承受膜內的內部壓力而不會直接破裂，養(yǎng)分順著濃度梯度或化學勢壓力梯度緩慢滲透到膜外，養(yǎng)分釋放遵循“擴散機制”[1]。聚合物包膜材料根據(jù)來源不同可分為合成聚合物和生物大分子2類。常見的合成聚合物包括聚乙烯、雙氰胺、聚烯烴、醛類、聚氨酯和聚丙烯腈等[1，29];用于包膜材料的生物大分子主要有木質素、纖維素、殼聚糖、海藻酸鈉和腐殖酸等[30-31]。生物大分子主要來自動植物等天然材料，相比于人工合成聚合物具有低成本、易于獲取和可生物降解等優(yōu)勢[32-33]。由于其疏水性能和養(yǎng)分擴散機制，聚合物包膜尿素的養(yǎng)分釋放效果一般優(yōu)于硫包膜尿素。

1.2.2 穩(wěn)定性氮肥

穩(wěn)定性氮肥主要通過添加天然或人工合成脲酶抑制劑或硝化抑制劑改變土壤細菌氮代謝酶的生物活性來改變養(yǎng)分釋放模式，前者主要抑制尿素的水解過程，而后者則通過抑制硝化作用來延緩NH+4向NO-3的轉化[15，34]。用于緩控釋肥的脲酶抑制劑主要有環(huán)己基磷酸三酰胺、硫代硫酸銨、對苯二酚和硫代硫酸鈣等;常見的硝化抑制劑有雙氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、硫代磷酰三胺等[5]。溫度、土壤類型和土壤pH值等因素協(xié)同影響脲酶或硝化抑制劑的實際效果。穩(wěn)定性氮肥具有廣泛的應用前景，但值得注意的是，脲酶和硝化抑制劑對尿素的附著力有限，且不穩(wěn)定，容易發(fā)生水解，難以長期儲存。此外，在土壤中添加脲酶或硝化抑制劑對土壤微生物帶來的影響有待進一步探究。

1.2.3 微溶型有機氮肥

微溶型有機氮肥主要是通過共價鍵或離子鍵直接或間接將肥料養(yǎng)分結合到預先合成的高分子有機化合物上，形成含氮微溶或難溶性有機化合物[23]。這一類肥料主要以醛類縮合產物為基礎，包括脲甲醛、丁烯叉二脲、異丁烯叉二脲、脲乙醛（環(huán)二脲）聚磷酸銨和草酰胺等[23]。養(yǎng)分釋放主要取決于聚合物的化學結構、共價鍵或離子鍵的強弱和聚合度的大小等，也強烈依賴于微生物活性、黏粒含量、pH值等土壤性質和外界溫、濕度的變化[35]。微溶型有機氮肥緩控釋性能較好，但過高的生產成本限制其在大田作物上的應用，目前主要應用于園藝花卉、大棚蔬菜或專業(yè)草坪等。

2 緩控釋肥在小麥上的施用技術研究

緩控釋肥是以肥料養(yǎng)分釋放與作物需肥規(guī)律相吻合、少次甚至1次施肥即滿足作物的生長需求為生產理念，實現(xiàn)與傳統(tǒng)施肥相比省工節(jié)肥、增產增效等目的[36]。當前冬小麥生產上普遍存在以下幾個難題：勞動力短缺促使小麥簡化種植過程，減少施肥次數(shù);實現(xiàn)穩(wěn)產高產的前提下穩(wěn)定甚至減少氮肥用量;改進施肥技術、提高氮肥利用率以緩解農業(yè)氮素對環(huán)境的負面效應[37]?；诰徔蒯尫实亩←溡淮涡允┓始夹g為解決以上問題提供了重要思路[19，38]，但受技術和成本等因素限制，當前緩控釋肥的養(yǎng)分釋放很難做到與冬小麥的需肥規(guī)律完全同步，易造成作物生育前后期養(yǎng)分供應不均衡的問題，并且昂貴的肥料成本也限制了經濟效益的提升[39]。為克服這些難題，實現(xiàn)冬小麥省工節(jié)肥和高產高效種植，前人在緩控釋肥的合理施用技術上進行了大量的探索。

2.1 單種緩控釋肥一次性基施

緩控釋肥在小麥上最初的應用多采用一次性基施的施肥方式。有研究指出，緩釋尿素基施盡管土壤中保持的硝態(tài)氮含量水平并不高，但由于能有效減少土壤氮素的剖面遷移和淋失，肥料中的養(yǎng)分能被作物及時并充分吸收而減少了在土壤中淋失浪費的機會，提高小麥氮肥農學效率和氮肥偏生產力[20，40]。與普通尿素相比，基施緩控釋氮肥，有利于氮素后移，在生育后期延緩土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮的下降，維持更高的土壤無機氮水平，降低土壤氮素依存率，在滿足小麥氮素生長需求的同時提高氮肥利用率，單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒質量均有不同程度的提高，進而提高產量[41]。不同養(yǎng)分釋放類型的包膜尿素對小麥生育前后期土壤養(yǎng)分的供應存在顯著差異，硫包膜尿素能有效供應小麥生育前期耕層土壤硝態(tài)氮需求，而樹脂包膜尿素更有利于維持小麥生育后期耕層土壤銨態(tài)氮水平[40]。樹脂包膜尿素在小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒質量和氮肥利用率等方面的提升效果均優(yōu)于硫包膜尿素，主要原因是樹脂包膜尿素在田間條件下養(yǎng)分釋放呈“S”型曲線[19]，釋放速率較慢，更有利于防止硝態(tài)氮淋失和氨揮發(fā)損失，增強對肥料氮的吸收利用，從而促進小麥氮吸收量，有效提高肥料氮素利用率[41]。研究認為在用量相同的情況下，施用緩控釋氮可比速效氮增產10%～20%，氮肥利用率可提高 10%～30%;在目標產量相同的情況下，施用緩控釋氮用量可減少10%～40%[19，42]。但也有研究指出，基施緩控釋肥雖然基本能夠獲得與2次施用尿素相等的產量，但并未實現(xiàn)產量和氮肥利用率的顯著提升，限制緩控釋肥肥料利用率的原因是基施單一緩釋控肥，其養(yǎng)分釋放速率很難與小麥的需肥規(guī)律一致，難以完全滿足小麥全生育期的氮素需求[38]。在實際生產應用中，緩控釋肥一次基施難以保證達到常規(guī)尿素高產栽培的產量水平，雖然實現(xiàn)了省時省工的目的，但由于肥料成本較高，經濟效益低下，限制了緩控釋肥的大面積推廣[43]。

2.2 緩控釋肥與尿素配施

為克服緩控釋肥高成本以及小麥生育前期養(yǎng)分供應不足等問題，許多學者開展了緩控釋肥與尿素摻混基施的應用效果研究。有研究認為，緩控釋肥與尿素恰當?shù)膿交毂壤瓤捎行峁┳魑锷捌诘酿B(yǎng)分需求，又能通過控釋氮肥延長在作物關鍵時期的氮素供應，相比單施尿素和緩釋氮肥，緩釋氮肥與尿素摻混在株高、葉面積指數(shù)、地上部干物質積累量等方面均表現(xiàn)出促進效應[44-45]。緩控釋肥與尿素配施的優(yōu)勢主要在于調控小麥的分蘗生長，促進冬前有效分蘗的發(fā)生，增加成熟期穗數(shù)[36，46]。也有研究指出，緩控釋肥與尿素摻混導致拔節(jié)后期分蘗過多，控釋氮和土壤氮無法保證充足的氮素供應，分蘗成穗率顯著低于尿素追施處理，但由于前期分蘗基數(shù)較大，成熟期穗數(shù)仍處于較高水平，但千粒質量有所下降[36]。關于緩控釋肥與尿素的摻混比例，前人做了大量的研究，張敬昇等認為，小麥穗數(shù)和產量與控釋氮的占比均呈拋物線關系，和常規(guī)尿素處理相比，控釋氮占總氮20%以上均能顯著提高小麥產量，增幅可達6%～14%，當控釋氮肥占總氮40%時產量達到峰值，此時對生物量增加效果也最明顯，有利于個體和群體庫容的同步提升，提高小麥的增產潛力[44];董燕等研究表明，摻混 40%以上控釋氮肥能顯著提高土壤微生物生物量氮庫容，增強土壤氮循環(huán)的緩沖與調控性，減少氮素損失并提高氮利用率[47];張晨陽等指出，緩釋氮肥與尿素以質量比6 ∶4 摻混不僅提高了籽粒干物質累積量，還能促進花后氮素向籽粒的轉運量和轉移率，促進小麥花后物質積累和籽粒灌漿[45];宋摯等認為，70%不同控釋期包膜尿素與30%尿素配合基施與普通尿素2次分施相比平均可增產11.33%～15.80%，提高氮肥利用率14.60%～23.43%[48]。出現(xiàn)不同的研究結果可能是由不同的生態(tài)條件、土壤基礎條件、施氮量和緩控釋肥類型等諸多因素導致的。此外，在選擇緩控釋肥與尿素的摻混比例時，肥料成本和經濟效益也是需要重點考慮的因素，一般而言，緩控釋氮占總氮的比例在40%～60%之間，能夠在滿足小麥生長的同時協(xié)調肥料成本與經濟效益之間的矛盾。

2.3 不同類型緩控釋肥配施

在當前工業(yè)發(fā)展水平下，緩控釋肥的養(yǎng)分釋放曲線多為拋物線形、“倒L”形或“S”形，不同類型的緩控釋肥養(yǎng)分釋放高峰可能出現(xiàn)釋放周期的前期或中后期，但都遵循單峰釋放的規(guī)律。而冬小麥在分蘗至越冬期和拔節(jié)至孕穗期共有2個氮素需求高峰，從養(yǎng)分同步的角度，單一緩控釋肥難以完全滿足小麥2個氮素需求高峰的養(yǎng)分需求，一定程度上會造成小麥前期或后期養(yǎng)分供應不足[39]。為實現(xiàn)緩控釋肥養(yǎng)分供應和冬小麥氮素需求的同步，有學者提出了長效與短效緩控釋肥配施[49]、不同養(yǎng)分釋放特征緩控釋肥配施[38]以及包膜尿素與脲酶或硝化抑制劑配施[50]等不同緩控釋肥配施的思路。將不同類型緩控釋肥合理配施，彌補了單一肥料品種在實際應用過程中養(yǎng)分供應不均衡的問題，更容易滿足冬小麥整個生育期對養(yǎng)分的需求，和單施尿素相比，有效協(xié)調穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質量，可顯著提高產量[49，51]。不同類型緩控釋肥配施在協(xié)調小麥不同生育期氮素供應上表現(xiàn)出優(yōu)勢，但肥料高成本的矛盾仍然是需要解決的問題。

2.4 緩控釋肥2次分施

冬小麥生育期一般在210 d左右，緩控釋肥一次性施肥所依賴的肥料養(yǎng)分釋放受到土壤水分、溫度等因素的影響，不同區(qū)域氣候和土壤條件下的效果不穩(wěn)定，實際養(yǎng)分控釋期很難達到小麥的生育周期，在小麥生育后期易造成缺氮早衰，影響小麥后期產量形成。并且由于肥料成本等因素，緩控釋肥一次性施用仍存在一定爭議，在稻麥生產的實際應用中受到很大限制[52]，目前已有部分學者展開緩控釋肥基施加追施或緩控釋肥基施結合尿素追施等2次施肥技術的效果研究[53]。寧運旺等研究認為，基施緩釋氮肥結合拔節(jié)期追施尿素可以有效提高小麥莖蘗成穗率，減少無效分蘗的發(fā)生[54]，拔節(jié)期適當追氮保證了小麥后期的氮素來源，提高了旗葉的葉綠素含量和凈光合速率，促進小麥灌漿后期體內氮素的吸收與同化，提高小麥粒質量和產量[36，39]。楊雯玉等研究認為，基施尿素、追施緩控釋肥在提高籽粒產量和蛋白質含量的同時能有效降低土壤中的硝態(tài)氮殘留，提高氮肥利用率，且在減氮30%時效果更為顯著[55]。馬泉等研究認為，樹脂包膜或硫包膜尿素2次施用，有利于滿足小麥在2個氮素需求高峰的養(yǎng)分供應，協(xié)調穗數(shù)和粒質量的形成，實現(xiàn)產量和氮肥利用率的提升;樹脂包膜尿素與普通尿素摻混2次施用在實現(xiàn)增產的同時降低了肥料成本，有利于實現(xiàn)效益最大化[43，56]?？傮w而言，2次施肥技術雖然沒有實現(xiàn)施肥次數(shù)的最簡化，但在產量和效益提升方面效果顯著，相比于普通尿素施用3～4次，在很大程度上協(xié)調了簡化施肥和糧食增產之間的矛盾。

3 緩控釋肥在小麥上施用的環(huán)境效應

緩控釋肥除了具有省時省工、增產增效等優(yōu)勢之外，在緩解農業(yè)環(huán)境污染和改善耕地質量等方面也具有很高的潛在價值，這也是其成為未來肥料發(fā)展主要趨勢的重要原因之一。合理施肥的原則是通過施肥調控將土壤中的有效養(yǎng)分含量控制在適量水平，既保證了較高產量又不至于引起環(huán)境污染的風險[57]。速效肥料中氮素大量損失造成了嚴重的水污染、空氣污染和土壤退化等負面影響[58]。通過延緩氮素釋放，施用緩控釋肥能降低土壤中的硝化和反硝化作用，從而有效減少氨氣（NH3）和氮氧化物（NO、N2O）等含氮氣體的形成，緩解大氣污染和溫室氣體效應;此外，大量施用速效氮肥，特別是銨態(tài)或尿素態(tài)氮，會加劇土壤酸化，降低土壤有機質含量，影響微生物的種類和活性，限制養(yǎng)分循環(huán)，阻礙水分入滲和作物根系發(fā)育[58]。緩控釋肥一方面通過延緩氮素釋放緩解土壤pH值的快速下降，調節(jié)微生物群落豐度和穩(wěn)定性，另一方面，部分緩釋材料本身也具有調節(jié)土壤pH值、保水性和持水性等效果[59]。汪強等研究表明，施用緩控釋肥能避免高濃度鹽分對作物根系的危害，節(jié)約勞動量，降低農業(yè)生產成本;減少肥料養(yǎng)分與土壤接觸，增加局部土壤的鹽基飽和度，減少因土壤物理、化學或生物作用對氮素的固定或分解，從而提高氮效率，節(jié)約能源和資源;控制小麥籽粒內硝酸鹽含量的積累，有利于保障食品安全;并且可使養(yǎng)分的淋溶和揮發(fā)降低到最小程度，防止多余養(yǎng)分對農業(yè)環(huán)境的污染[38]。

4 緩控釋肥在小麥上應用的局限性

4.1 肥料成本

緩控釋肥的生產成本一直以來都是困擾其行業(yè)發(fā)展和限制大田作物廣泛應用的主要原因。由于緩釋材料價格、加工工藝、人工成本和產業(yè)規(guī)模等多方面因素的影響，緩控釋肥的價格一般是傳統(tǒng)肥料的2.5～8.0倍，目前多應用于大棚果蔬、茶園、草坪和花卉等經濟效益較高的產業(yè)中[60]。緩控釋肥在大田作物上的應用普通農民普遍難以接受，大面積推廣一直難以進行[23]。因此，通過開發(fā)來源廣泛、成本低廉、控釋性能好的緩釋材料，改進生產工藝和簡化制造流程，降低緩控釋肥的生產成本是目前研究的重點，進而推動廉價高效的緩控釋肥在大田作物上的推廣應用[23]。

4.2 緩控釋肥的有效性和穩(wěn)定性

緩控釋肥的養(yǎng)分緩控釋性能是影響其應用效果的決定性因素，當前研發(fā)的緩控釋肥在實驗室條件下基本上都能實現(xiàn)長效和穩(wěn)定的養(yǎng)分釋放。不同類型緩控釋肥對于外界環(huán)境的耐受性主要由緩釋材料的特性和加工工藝等控制，在實際田間施用過程中，由于土壤條件（土壤類型、pH值、微生物活性等）、溫度和降水等環(huán)境條件多變且存在顯著的年度間差異，很大程度上會影響緩控釋肥控釋周期和養(yǎng)分釋放速率[58，61-62]。另一方面，當前的大部分緩控釋肥功能單一，其作用機制僅僅停留在養(yǎng)分緩釋的層面，并不能夠根據(jù)作物的實際養(yǎng)分需求和外界環(huán)境的變化來實現(xiàn)對養(yǎng)分的控制釋放，難以實現(xiàn)與作物生長需肥規(guī)律同步[26]。

4.3 緩釋材料的安全性

緩控釋肥在小麥上的應用已經展現(xiàn)出諸多環(huán)境效益，但是緩控釋材料對環(huán)境潛在的負面效應也引起人們的廣泛關注。目前緩釋效果較好，價格相對便宜的緩控釋材料多為合成聚合物，但其難降解的缺點對環(huán)境的潛在危害較大，因此聚合物緩控釋肥的應用還存在很大爭議[63]。以淀粉、木質素和纖維素等天然高分子為原料的緩釋材料相對便宜，生物可降解，可再生，具有較高的應用價值，但存在疏水性和控釋效果差以及材料不易得等缺點[58]。硫包膜緩控釋肥由于硫的易降解性被認為是比較理想的環(huán)境友好型緩控釋肥，但純硫包膜緩釋效果不佳，生產上廣泛采用密封劑、黏合劑、增塑劑和保護劑等改善其控釋效果，不僅增加了工藝的復雜性和成本，也增加了施用后土壤殘留的風險[1]。抑制劑型緩控釋肥由于緩釋性能好、土壤殘留低而受到一部分人的青睞，但對土壤條件敏感，且施用后可以通過降低土壤微生物多樣性和活性來影響土壤微生物系統(tǒng)和作物根系代謝，其對環(huán)境和食品安全的影響還有待進一步研究[64]。

5 總結與展望

緩控釋肥在冬小麥上的應用已經展現(xiàn)出協(xié)調養(yǎng)分供應和小麥氮素吸收，促進增產增效，減少氮素損失和減輕環(huán)境污染等多方面的優(yōu)勢。但是由于緩控釋技術和政策等原因，緩控釋肥在小麥產業(yè)的推廣應用還面臨很多挑戰(zhàn)，未來緩控釋肥的研究和推廣應重點解決以下幾點問題。

5.1 提升緩釋性能，開發(fā)小麥專用緩控釋肥

開發(fā)納米材料等新型緩控釋材料，改進加工工藝，實現(xiàn)緩釋性能的提升和穩(wěn)定，并繼續(xù)加強緩控釋肥不同種類或與速效氮組合配比的效果研究，推動養(yǎng)分同步性高、性能穩(wěn)定、環(huán)境友好和成本廉價的小麥專用緩控釋肥的開發(fā)和應用。

5.2 推動緩控釋肥配套技術的研究與推廣

強化緩控釋肥合理施用技術以及與之配套的耕整地、播種等技術的研究，加強對農民施用緩控釋肥的農藝指導以及增產增效的效果宣傳，提高農民采用緩控釋肥的積極性，促進小麥產業(yè)增產增收。

5.3 完善緩控釋肥應用評價體系

當前我國緩控釋肥的性能檢測和評價指標尚不健全，經濟效益、社會和生態(tài)效益等方面的綜合評價體系基本處于空白，迫切需要制定和完善相關的國標和行業(yè)體系標準，強化市場規(guī)范，以推動緩控釋肥安全、可靠的應用。

5.4 強化政策和資金扶持

加大緩控釋肥研發(fā)、生產和應用過程中的政策和資金扶持，推動產業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展，降低肥料生產成本，推動緩控釋肥在大田作物上的廣泛應用。

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