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1、缓控释肥的发展及应用 李子双 德州市农业科学研究院 2015年5月,引言1：肥料的地位与作用,中国是世界上人口最多的国家，也是最大的农业国家 改革开发30年多来，中国农业取得了举世瞩目的成就，粮食、棉花、油菜、蔬菜、水果等主要农作物生产总量均居世界首位，我们用占世界9%的土地养活了占世界22%的人口 “肥料是农作物的粮食”，其对农作物增产的贡献率达40-50%左右,改革开放30年粮食生产情况,化肥用量与粮食产量的历史变化,引言2：施肥的问题与后果,利用效率较低：我国消费了占世界35%的化肥，单位耕地面积的化肥用量为世界平均的3倍多；利用效率为35%左右，仅为发达国家的一半；我国农业施肥每年损失
2、氮肥1400万吨，相当于损失3000多万吨尿素，直接经济损失500多亿元 环境污染较重：土壤盐碱化、酸化、结构变差；水体副营养化；空气污染等,我国农业投入品使用情况,湖泊富 营养化,土壤盐碱化、酸化、结构变差,生物 多样性 下降,经济、社会和环境环境质量下降,工业污染,影响农村发展,肥料利用效率低的后果,提高肥料利用率势在必行,改进施肥技术：开展测土配方施肥等 改进肥料类型：开发缓控释肥料等,缓控释肥的概念与特点,概念：“缓释”是指化学物质养份释放速率远小于速溶性肥料，施入土壤后转变为植物有效态养份的释放速率；“控释”是指以各种调控机制使养份释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间)与作物吸收
3、养份的规律相一致。通常说的缓/控释肥料即为缓释肥料和控释肥料,二者为并列关系 特点：到养分释放与作物吸收同步，施肥技术简化，可实现一次性施肥满足作物整个生长期的需要；肥料损失少，利用率高，环境友好,水溶性对比,脲醛,缓控释肥的发展,1970-1980年：开始探索研究并开发长效碳铵等缓释肥产品 ，研究出了钙镁磷肥包膜的碳酸氢铵、脲甲醛肥料（UF）等 1980-2000年：开始初步发展，并开始了小规模产业化生产，产品类型增多：磷酸盐包膜尿素、缓效多营养包硫尿素、沸石包衣尿素、可控缓释树脂包衣尿素，多营养缓释氮肥等 2001年至今：进入快速发展阶段，国家列入863计划，并成立国家缓控释肥工程技术研究
4、中心等，多种缓控释肥产品实现了相当规模的产业化，如树脂包衣缓释肥料、硫包衣缓释肥料、合成型微溶态脲荃类肥料、包裹型肥料等。到2009年底，全国缓控释肥料产能近250万吨，消费量占世界的1/3，已成为世界上缓控释肥料生产和使用的重要国家之一,国际发展趋势 国内发展需求 行业发展方向,缓控释肥的发展前景,国际发展趋势,绿色发展：低碳经济等 绿色消费：回归自然等 绿色农业：绿色农产品等 绿色肥料：缓控释肥料等,国内发展需求,转变发展方式：从数量型转向质量型 发展现代农业：高产、优质、高效、生态、安全 建设二型农业：资源节约、环境友好 推行科学施肥：减量施肥、提高效率,产业发展方向,聚集化发展：提高产
5、业聚集化程度，做强、做大骨干企业，使其成为创新和国际竞争的主体 科技化提升：强化原始创新、集成创新，以及引进、消化、吸收再创新 产业化推广：官、产、学、研一体 规范化管理：制订相关法规、法则、标准、规程，严格市场监管,缓控释肥的种类,包膜肥料：树脂包衣肥料、硫包衣肥料、肥料包裹肥料等 脲醛类肥料：脲甲醛、脲乙醛 等 生化抑制型肥料：长效碳酸氢铵、长效缓释尿素、长效缓释复合肥 生基质复合与非树脂包膜肥料：有机无机复合缓释复合肥等,目前缓控释肥研制技术,吸收国外技术：树脂包膜技术、硫包衣技术、脲醛类肥料生产技术等 自主创新技术：最有代表性的是Luxacote系列肥料包裹肥料技术，其它如废弃物改性技
6、术、化成材料包膜技术、水溶性混聚物技术、保水型缓释尿素技术、内质型缓释肥料技术、胶结型缓释肥料技术、缓释BB肥技术、缓释钾肥技术等,缓控释肥的系列标准,缓控释肥行业标准 硫包衣尿素标准 缓释肥料国家标准 稳定性肥料行业标准（近期将由工业和信息化部颁布）,缓控释肥的应用,2000年：全球缓释肥料消费100万吨，北美（美国、加拿大）60%、日本20%、以色列15%，其它国家5%，中国几乎没有地位 2009年：全球包膜缓释肥料消费180万吨，中国占到1/3，约60万吨；主要品种为包裹肥料、树脂包衣肥料、硫包衣肥料、脲醛和稳定肥料,我国缓释肥产能240万吨（2009）,我国缓释肥产量60万吨（2009
7、）,缓控释的应用效果,A 经 济 效 益 提 高 B 社 会 效 益 明 显 C 生 态 效 益 初 显,A 经济效益提高,节肥：等产量节肥15-20% 增产：与农民习惯施肥相比，缓控释肥在所有作物上均增产，同肥量可增产10-15%，最高达40%以上 增效：平均每亩幅度120元左右,缓控肥,一般肥,不施氮,一炮轰,缓控释专用肥,不同施肥方法效果比较,B 社会效益明显,作用：省工、省力、免追 意义：促进劳动力向城市的转移,C 生态效益初显,直接作用：降低肥料养分的淋溶损失和分解损失，提高肥料利用率10%-15%，从而减少施肥量，减轻对环境的污染 间接作用：减少化肥生产量，节能减排，从而减少资源消
8、耗和环境污染,4 存 在 问 题,4.1 认识不够到位 4.2 产品不够优异 4.3 技术不够配套 4.4 管理不够规范 4.5 支持不够有力,4.1 认识不够到位, 政 府 推 动 不 够 业 界 引 领 不 够 公 众 了 解 不 够 社 会 认 知 不 够 舆 论 宣 传 不 够,4.2 产品不够优异,工艺引进的多，自行设计的少 技术模仿的多，自主创新的少 产品类型较多，有突破性的少,4.3 技术不够配套,+,技术体系不完善 技术模式不规范 技术标准不健全 施肥器械不配套,4.4 管理不够规范,法规法则不太健全 行业标准不太完善 监管手段不太配套 市场管理不太到位,4.5 支持不够有力,
9、国际：美国农部自然资源保护局2008年农业法案设立CSP项目，通过补贴方式鼓励农民使用缓释肥料，补贴标准30-55美元/公顷，每个农户每年补贴高限达4万美元，5年可达20万美元 国内：产业发展、科技创新、金融支持、财政补贴、减免税等方面的政策均不完善，甚至空白,5 对 策 措 施,5.1 指 导 思 想 5.2 目 标 任 务 5.3 关 键 对 策 5.4 工 作 重 点 5.5 保 障 措 施,5.1 指 导 思 想,原则：抓住机遇，加快发展；因地制宜，准确定位；强化创新，着力推广；总体规划，稳步推进 思路：围绕“一个”中心（现代农业可持续发展），服务“两型”农业（资源节约、环境友好），推
10、进“三大”创新（技术产品、技术模式、推广机制），实现“四化”发展（聚集化、科技化、产业化、规范化）,5.2 目 标 任 务,中长期目标（2020）：实施质量替代数量发展战略，化肥供应量力争控制在5000万吨左右，在不增加化肥用量的前提下，通过提高效率，保证我国粮食安全和主要农产品有效供给 近期目标（2015）：主攻大宗农作物，兼顾园艺特色作物，通过推广缓控释肥，提高肥料利用效率3-5%；缓控释肥产能达到500万吨，施用量达到300万吨；初步建成中国特色的缓释肥研究、生产、使用、评价和监管体系,5.3 关 键 对 策,战略层面：产品专用化、技术标准化、推广产业化、经营品牌化 操作层面：行政技术连
11、动、工艺农艺结合、良肥良法配套、高产高效并举,5.4 工 作 重 点,加强产品研发：复合、高效、持效、绿色、价廉 加强技术集成：以作物为主线，以区域或土壤类型为单元，以缓控释肥为核心组装配套技术模式 加强标准建设：利用标准规范行业发展和市场发育 加强指导服务：网络化展示、个性化培训等 加强推广创新：政府主导、技术主推、企业主力、合作组织主体,5.5 保 障 措 施,A 加 强 组 织 领 导 B 强 化 规 划 指 导 C 多 方 争 取 支 持 D 着 力 市 场 监 管 E 注 重 宣 传 引 导,A 加强组织领导,产业联盟：以主要企业为核心组建性缓控释肥产业联盟 协作网：利用已有的肥料推
12、广工作网络，或与中国农业技术推广协会为依托建立全国性缓控释肥协作网,B 加强规划引导,国家层面：纳入“十二五”规划 部门层面：纳入“十二五”计划，并出台指导意见 技术层面：出台实施方案,C 多方争取支持,计划项目：高新技术创新及其产业化、成果转化等 财政项目：公益性行业专项、施肥补贴、生态补偿等 科技项目：科技攻关、成果转化等 推广项目：高产创建、标准创建等 国际项目：生态保护、948等,D 着力市场监管,途径：加强市场检查、质量抽查等 目的：营创公正、公平的市场竞争环境,E 大力宣传引导,媒体：电视、网络、报纸、杂志、挂图、书籍等 内容：好做法、好经验、好典型 目的：形成合力推进缓控释肥产业
13、又好又快发展的良好氛围,我国与发达国家肥料利用率的对比,缓、控释肥的定义,“缓释”是指化学物质养分释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率；“控释”是指以各种调控机制使养分释放按照设定的释放模式（释放率和释放时间）与作物吸收养分的规律相一致。因此，生物或化学作用下可分解的有机氮化合物（如脲甲醛UFs）肥料通常被称为缓释肥（SRFs），而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥（CRFs）。,缓、控释肥的优势,一、肥料养分释放速率与作物需肥规律基本吻合 减少施肥次数、节约劳动成本播种前一次施用，可满足作物整个生长期的需求，减轻了农民为追肥而付出的人力、物力和
14、财力支出。 二、养分利用率高，对环境无污染 与等氮、磷、钾普通肥料相比，氮肥利用率提高一倍以上，大大减少肥料养分损失。 三、改善农产品品质，提高经济效益 可提高农作物蛋白质、脂肪等含量，提高蔬菜、瓜果的可溶性糖、维生素C、氨基酸含量，提高糖、酸比，从而改善作物品质，提高其营养价值和经济效益。尤其是茄果类蔬菜及瓜果。表现为个大、形正、色艳、口感好，并能提前上市。,缓、控释肥的分类,（一）包膜型缓控释肥料 （二）合成型微溶态缓释肥料 （三）化学抑制型缓效肥料 （四）基质复合肥与胶粘缓释控释肥料 （五）控失肥 （六）无机物包膜缓释肥,（一）包膜型缓控释肥料,主要是在肥料颗粒表层包被上控制养分释放的包
15、膜材料，调节养分释放。 1、营养材料包裹 ：1957年，美国首先研究硫包尿素，此间，又进行了包硫氯化钾、包硫磷酸二胺的研究。国内先后研制出钙镁磷肥包裹尿素、磷矿粉部分酸化包裹尿素、二价金属磷酸铵钾盐包裹尿素，控制释放时间超过了天 2、树脂（可降解的聚合物材料 ）包衣 ：醇酸树脂包膜肥料,（二）合成微溶物,1、微溶于水的合成有机氮化合物，如脲醛肥料、异丁叉二脲、丁稀叉二脲等。（脲醛类控释肥料是尿素与醛类的缩合，最常见的是脲甲醛。日本三菱株式会社于年提出了尿素和异丁醛反应生产异丁叉二脲的）。 2、微水溶性或柠檬酸溶性合成无机肥料，如部分酸化磷矿（）、二价金属磷酸铵钾盐等。 肥料养分释放速度受土壤水
16、分、微生物等因素的影响较大。,（三）酶学抑制,通过添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂等，调节土壤微生物的活性，减缓尿素的水解和对氨态氮的硝化作用，从而达到肥料氮素缓慢释放。土壤脲酶抑制剂：氢醌、丁基硫代磷酰三胺、邻苯基磷酰二胺、硫代磷酰三胺、磷酸三环已胺。硝化抑制剂：双氰胺（）。,（四）基质复合与胶结控释,将肥料养分与可降低其溶解性的物质混合，通过健合、胶结等作用，制成养分缓慢释放的肥料。尤其是有机高分子聚合物、改性草炭和风化煤类、有机质等于化肥健合、胶结，改变养分的释放速率，制成缓释肥料,（五）控失肥,“失”与“释”的区分它的名字很特殊，叫失去的“失”，我们传统的是释放的“释”。就这一个字之差，这个跟传统的理解不太一样。 比传统肥料氮磷的流失量能够减少7%到20%的范围。,（六）无机物包膜材料,
