作物技术事业部 2016年1月,缓控释肥料基础知识及 蓝力士介绍,-1-,目录,一、缓控释肥料的定义,二、缓控释肥发展历史,四、主要缓控释肥料产品工艺技术特点及产品标准,五、蓝力士产品介绍,三、缓控释肥料的类型,-2-,前言,当前我国农业生产中存在的问题 过量施肥 肥料利用率低，资源浪费 耕作方式落后 劳动力少，人工成本高 土壤酸化、盐渍化 水体污染 温室气体排放，空气污染,如何解决？,缓控释、稳定性肥料,-3-,缓控释、稳定性肥料的定义,广义上对缓控释肥料的定义为：养分释放速率缓慢，释放期较长，相对于速溶肥料，能够较大程度的满足作物在整个生长期对养分需求的一类肥料。 美国作物营养协会(AAPFCO)对缓释和控制释放肥料的定义为：所含养分形式在施肥后能延缓被作物吸收与利用，其所含养分比速效肥具有更长肥效的肥料。 狭义上对缓控释肥料的定义：缓控释肥料是指以各种调控机制使其养分最初释放延缓，延长植物对其有效养分吸收利用的有效期，使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放的化学肥料。包括：缓释肥料（ slow release fertilizers）和控释肥料(controlled release fertilizer)。 缓释肥料 通过养分的化学复合或物理作用，使其对作物的有效态养分随着时间而缓慢释放的化学肥料。 控释肥料 能按照设定的释放率()和释放期(d)来控制养分释放的肥料。,-4-,缓控释肥料的定义,-5-,稳定性肥料的定义,稳定性肥料 经过一定工艺加入脲酶抑制剂和（或）硝化抑制剂，施入土壤后能通过脲酶抑制剂抑制尿素的水解，和（或）通过硝化抑制剂抑制铵态氮的硝化，使肥效期得到延长的一类含氮肥料（包括含氮的二元或三元肥料和单质氮肥）。,为什么不是缓控释肥料？ 这类添加脲酶抑制剂和（或）硝化抑制剂的肥料，在施入土壤后只是延缓了尿素水解转化成铵或抑制硝化细菌将铵离子氧化而转变成NO2-和NO3-的过程。 这种方法不能降低水溶性氮肥在土壤中的释放速度，尤其是在汛期和水田，仍然不能解决氮素的流失污染问题。 按照国际肥料工业协会分类，这类肥料称之为稳定性肥料。,-6-,缓控释肥发展历史-国外,1948年美国K G Clart等人合成了世界上第一个缓释脲醛肥料, 1955年脲甲醛被作为一种商品肥料上市 1957年美国的TVA开始研制硫衣尿素, 1961年研制成功，从此拉开了包膜肥料研究的开端，并于1967年正式商业生产。 1967年美国在加利弗尼亚生产的醇酸树脂包膜肥料（ Osmocote：奥绿肥）是最早商品化生产的树脂包膜肥料。 20世纪70年代 研究方向主要为尿素一甲醛缩合物、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的研究方面。 这一时期，日本窒素-旭化成肥料公司(Chisso-Asahi FertilizerCo Ltd.)发明了一种热塑性树脂包膜控释肥料，并在1982年开始工业化批量生产。,-7-,缓控释肥发展历史-国外,20世纪80年代以后 缓控释氮肥开始走多元化道路，主要是对硫磺、聚乙烯、醇酸树脂、聚氨酯、磷酸镁铵等作为包裹肥料膜材料方面的研究，以及关于包裹缓释肥料理论模型的研究。 20世纪90年代 缓释肥趋于成熟，各方面的研究不断完善细化，并对新的领域进行探索研究，其中包括对有机高分子聚合物包裹膜分解过程的研究、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的研究及新型缓控释肥料长期应用对环境影响方面的研究等。 由于人们意识到塑胶薄膜对环境的污染破坏，可以生物降解的高分子材料成为了包膜研究的焦点。日本、德国、以色列等国相继开发了光降解塑料和生物降解塑料的包膜技术。其中光降解聚乙烯树脂包膜材料的使用已经占到日本包膜肥料的50%。 此外，目前国际上研究热点集中在具有多功能的包膜材料上，例如保水功能、改善土壤环境、防止水土流失 。,-8-,缓控释肥发展历史-国外,国外主要缓控释肥供应商、生产工艺、代表产品名称（品牌）及应用作物,-9-,缓控释肥发展历史-国内,我国开展缓释、控释肥料的研究工作始于20世纪六七十年代 1973年南京土壤研究所成功研制出钙镁磷肥包衣的长效碳酸氢铵，这是我国最早的缓释（ 长效）肥料。同年，辽宁盘锦农科所研制的沥青石蜡包膜碳铵等。 20 世纪八十年代 1985年郑州大学工学院许秀成等人利用钙镁磷肥包裹尿素,以氮磷泥浆为粘结剂,制得具有适度缓效的包裹型复合肥料。同年，北京市园林科研所与北京市化工研究院开发了酚醛树脂包膜复合肥料，以“花果树”牌长效化肥投放市场。 1987年，中科院石家庄农业现代化研究所开发的涂层尿素通过鉴定。 而后，郑州大学工学院开发成功了包裹型“乐喜施”牌缓释/控释肥料。中科院沈阳应用生态研究所研制并由锦州天然气化工厂投产了稳定肥长效尿素。中国石油化工股份有限公司巴陵分公司和国家杂交水稻工程技术研究中心共同研制开发了“芙蓉”牌新型杂交水稻专用缓/控释复合肥。广东农科院土壤肥料研究所研制成功了水稻缓/控释复合肥。,-10-,缓控释肥发展历史-国内,20 世纪90年代 郑州工业大学开发出了缓效多营养包硫尿素，肥效期为90-120天；沈阳生态研究所研制出长效碳铵、长效尿素和包衣尿素。 21世纪以来我国缓控释肥料进入了快速发展阶段，技术日益成熟，并成功实现了大规模的产业化。 截止2012年底，我国从事缓控释肥料研究、产业化开发和推广应用的单位有近200家，年生产能力约250万t。,缓控释肥类型,-11-,缓控释肥的类型,物理型（通过物理障碍进行控制释放的肥料）,化学型,化学添加物不与目标肥料结合,磷酸镁铵,如：在尿素中添加含铜、锌、锰化合物及植物所需的其他微量元素的无机盐、有机物等，制备缓释尿素。,有机聚合物包衣,无机材料包覆,热塑性塑料、树脂包膜肥料,硫包衣、无机包裹,按照其溶解性释放方式通常被分为两种类型。,-12-,各类型工艺技术特点及常见产品和执行标准,1、物理型包膜缓控释肥料 1.1工艺特点 一般通过一些手段如加热、喷涂、干燥等在肥料颗粒表面喷涂一层或几层惰性物质，形成致密的低渗透性膜，因而能控制水进人肥料核心以及养分溶液从膜内向外部扩散的速度，进而延缓肥料中养分的释放速度。 常见的包涂材料主要分为有机和无机两种，无机化合物作为包裹膜材料的有硫磺、金属氧化物和金属盐、无机化学肥料等。而有机物作为包膜材料的有石腊、烯烃聚合物或共聚物圆、不饱和油、天然橡胶等。,有机聚合物包膜,改进型硫包衣,-13-,各类型工艺技术特点及常见产品和执行标准,国内代表企业,就目前缓控释氮肥的研究来看，包膜型缓控释肥料的制造过程不涉及化肥的化学反应，通过包膜材料成分和厚度的调整，来控制肥料养分释放速度，该类肥料受外界环境因素影响较小，能灵活地调节其释放特性，制造工艺方法简单易行，在技术上具有较大优势。,核芯（尿素、硝铵、磷铵、氯化铵）,包裹层（钙镁磷肥、磷矿部分酸化、 二阶金属磷酸铵钾盐）FCMP,夹层（钾肥、微肥、调节剂、农药）,无机包裹,-14-,各类型工艺技术特点及常见产品和执行标准,1.2作用机理 膜的阻水性能越好，肥料的溶解就越慢。其养分释放过程首先是水分透过膜，水蒸汽凝结在固体肥料芯上并溶解部分肥料芯，引起内部压力的累积。如果内部压力超过膜的承受力，包膜破裂，颗粒养分快速释放出来，这种释放过程被称为“损坏机制”(Failure Mechanism)；如果膜能承受住内部压力，肥料中的养分就通过扩散而释放，其动力是膜内外的浓度梯度，这种释放过程被称为“扩散机制”。发生这两个过程与否，关键取决于膜的机械状况、厚度、质量及包膜颗粒的半径和粒形等因素，包膜内养分的扩散释放可通过调控包膜物的性质加以改变。,损坏机制,扩散机制,-15-,各类型工艺技术特点及常见产品和执行标准,1.3存在问题 有些包膜包层很脆，甚至在运输过程中就容易脱落影响包衣的效果； 包膜的薄厚不均匀，释放速率不一样，效果表现不一； 有的包膜过程比较复杂、包膜材料价格比较高，从而增加成本，影响肥料的应用范围； 有些包膜材料在土壤中不易降解，长期连续使用也会影响土壤的物理性状，造成二次污染 温度、介质、环境条件对释放的影响 并不是适合任何地方、任何时间段,硫包衣,-16-,1.4缓释肥料 GB/T 23348-2009 适用于氮肥、钾肥、复混肥料、掺混肥料等产品的所有颗粒或部分颗粒经特定工艺加工而成的缓释肥料，但不适用于硫包衣尿素等无机包膜的肥料、脲醛缓释肥料、稳定性肥料。 术语： 缓释肥料 通过养分的化学复合或物理作用，使其对作物的有效态养分随着时间而缓慢释放的化学肥料。 缓释养分：缓释肥料中具有缓释效果的氮、钾中的一种或两种养分的统称。 初期养分释放率：在缓释肥料生产过程中总有一部分养分没有缓释效果而提前释放出来，这部分养分占该养分总量的质量分数，以该养分在25静水中浸提24h的释放量占该养分总量的质量分数表示。 三元或二元缓释肥料的初期养分释放率用总氮释放率来表征；若不含氮，其初期养分释放率用钾释放率来表征。 累积养分释放率：某种缓释养分在一段时间内的累积释放量占该养分总量的质量分数，以该养分在25摄氏度静水中某一时期内各连续时段养分释放量的总和占该养分总量的质量分数表示。 注：三元或二元缓释肥料的养分释放率用总氮释放率来表征；若不含氮，其初期养分释放率用钾释放率来表征。,各类型工艺技术特点及常见产品和执行标准,-17-,平均释放率/微分释放率 某一时段内养分的每天的平均释放率，也可成为日平均释放率。 养分释放期 缓释养分的释放时间，以缓控释养分在25摄氏度静水中浸提开始达到80%的养分累积释放率所需要的时间来表示。 部分缓释肥料 将缓释肥料与没有缓释功能的肥料掺混在一起而使部分养分具有缓控释效果的肥料。 缓释养分量 指部分缓释肥料中缓释总养分所占肥料质量的质量分数，以在25摄氏度静水中浸泡24h后未释放出且在28天的累积释放率不超过80%的，但在标明的养分释放期时，其累积释放率能达到80%的那部分养分的质量分数来表示。 缓释肥料分类 根据缓释肥料的核芯种类不同，产品可分为缓释氮肥、缓释钾肥、缓释肥复合肥料、缓释复混肥料、缓释掺混肥料（BB肥）等。,各类型工艺技术特点及常见产品和执行标准,-18-,各类型工艺技术特点及常见产品和执行标准,-19-,产品标识要求 1)产品名称应是已有国家标准或行业标准的核芯肥料名称前加上“缓释”或“包膜缓释”等字样。 2)应在包装袋上标明总养分含量、配合式、养分释放期、缓释养分种类、第7天、第28天和标明释放期的累计养分释放率（应以单一数值标明），模拟养分释放期的温度（100和40两者之一）和模拟试验时累计养分释放率达到80%所需要的时间，核心肥料未许可证产品的还应标注生产许可证号，其余应符合GB18382的规定。 3)产品使用说明书应印刷在包装袋反面或放在包装袋中，其内容包括：产品名称、以配合式的形式标明养分含量、养分释放期、使用方法、贮存、使用注意事项等，编写应符合GB 9969.1的规定。 4)包装容器上标有缓释字样的部分缓释肥料应标明缓释养分的种类和相应的缓释养分量。其余标识与上面2、3的要求相同。,各类型工艺技术特点及常见产品和执行标准,-20-,各类型工艺技术特点及常见产品和执行标准,-21-,1.5控释肥料 HG/T 4215-2011 本标准适用于由各种工艺加工而成的单一、复混(合)、掺混(BB)控释肥料。 术语： 控释肥料controlled release fertilizer 能按照设定的释放率()和释放期(d)来控制养分释放的肥料。 控释养分controlled release nutrient 控释肥料中具有控释效果的氮、钾中的一种或两种养分的统称。 注：控释养分定量表述时不包含没有控释效果的那部分养分量。如配合式为151515的三元控释复混肥料中有占 肥料总质量1