第五章 缓控释肥 教学要求教学要求 掌握缓控释肥的概念及种类掌握缓控释肥的概念及种类 掌握缓控释肥生产的基本原理掌握缓控释肥生产的基本原理 掌握缓控释肥的施用技术掌握缓控释肥的施用技术一、控释和缓释有关概念的区分一、控释和缓释有关概念的区分 （一）有关概念（一）有关概念（1 1）“释放释放”（releaserelease）是指养分由化学物质转变成植）是指养分由化学物质转变成植物可直接吸收利用的有效形态的过程物可直接吸收利用的有效形态的过程( (如溶解、水解、如溶解、水解、降解等降解等),), （2）“缓释缓释”(slow release)(slow release)是指化学物质养分释放速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；的释放速率； （3）“控释控释”（controlled releasecontrolled release）是指以各种调控）是指以各种调控机制使养分释放按照设定的释放模式（释放率和释放时机制使养分释放按照设定的释放模式（释放率和释放时间间rate/pattern and durationrate/pattern and duration）与作物吸收养分的规）与作物吸收养分的规律相一致。
律相一致 第一节 概述（二）缓释和控释肥料的定义（二）缓释和控释肥料的定义 是是指指肥肥料料养养分分最最初初有有效效性性的的推推迟迟或或持持续续有有效效的的时时间间延延长长，可以通过一系列的机制来实现可以通过一系列的机制来实现缓释肥料：指在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) 控释肥料：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)缓缓释释和和控控释释肥肥料料之之间间没没有有法法定定的的区区别别，美美国国植植物物性性食食物物控控制制官官员协会员协会 (AAPFC0) (AAPFC0) 也在其官方术语和定义中使用这两个概念也在其官方术语和定义中使用这两个概念 但但是是，有有生生物物分分解解而而释释放放养养分分的的氮氮肥肥产产品品( (如如脲脲甲甲醛醛UFsUFs：Urea-Urea-Formaldehydes)Formaldehydes)在在贸贸易易中中被被称称作作为为缓缓释释肥肥料料（Slow-release fertilizers，SRF）；包包膜膜或或包包囊囊产产品品（coated or encapsulated products） 被被称称作控释肥料（作控释肥料（ Controlled-release fertilizers，CRF）1. 缓控释肥料缓控释肥料 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肥料。
2. 缓控释养分缓控释养分 缓控释肥料中具有缓释效果或控释效果的氮、磷、钾中的一种或多种养分的统称 缓控释养分定量表述时不包含没有缓释效果的那部分养分量如配合式为15-15-15的三元缓控释复混肥料中有10%的氮具有缓控释效果，则称氮为缓控释养分，定量表述时，则指10%的氮为缓控释养分化工行业标准-关于缓控释肥料3. 初期养分释放率初期养分释放率 在缓控释肥料生产过程中总有一部分养分没有缓控释效果而提前释放出来，这部分养分占该养分总量的质量百分数就叫初期养分释放率；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 对于三元或二元缓控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缓控释磷肥的初期养分释放率用磷释放率来表征4.累积养分释放率累积养分释放率 某种缓控释养分在一段时期内的累积释放量占该养分总量的质量分数叫累积养分释放率；以该养分在25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 对于三元或二元缓控释肥料的养分释放率用总氮释放率来表征，若不含氮，其养分释放率用钾释放率来表征缓控释磷肥的养分释放率用磷释放率来表征。
5. 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，也可称为日平均释放率6. 养分释放期 缓控释养分的释放时间，以缓控释养分在25静水中浸提开始达到80%的养分累积释放率所需的时间来表示7. 部分缓控释肥料 将缓控释肥料与没有缓控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8. 缓控释养分量 指部分缓控释肥料中缓控释总养分所占肥料质量的质量分数，以在25静水中浸泡24h后未释放出且在28天的累积释放率不超过75%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二、目前缓释和控释肥料的一些指标：二、目前缓释和控释肥料的一些指标：欧洲标准化委员会欧洲标准化委员会 CEN (European standardization committee）缓释肥特别工作组（）缓释肥特别工作组（TC260/WG4/Task Force slow-release fertilizers (TFsrf) 提出的建议与声明提出的建议与声明: 如果某种肥料的营养或营养成分在某些特定的条件下如果某种肥料的营养或营养成分在某些特定的条件下（如（如25,）满足以下三个标准的，就可以定义为缓释肥）满足以下三个标准的，就可以定义为缓释肥料料:v 1 1）在）在2424小时内的释放率不超过小时内的释放率不超过15%15%；v 2 2）在）在2828天之内的养分释放率不超过天之内的养分释放率不超过75%75%；v 3 3）在规定时间内）在规定时间内, ,养分释放率不低于养分释放率不低于75%75%；v 4) 专专用用控控释释肥肥,养养分分释释放放曲曲线线与与相相应应作作物物的的养养分分吸吸收收曲曲线相吻合。
线相吻合 国外多年的研究资料和大量文献研究结国外多年的研究资料和大量文献研究结果表明，真正意义上的控释肥，即肥料的养分果表明，真正意义上的控释肥，即肥料的养分释放率与作物养分吸收相同步，应该是包膜肥释放率与作物养分吸收相同步，应该是包膜肥料；料； 其它的缓效肥料可称为缓释肥（其它的缓效肥料可称为缓释肥（Slow Slow release fertilizerrelease fertilizer）而不能称为控释肥而不能称为控释肥美国美国ScottsScotts、PuresellPuresell、以色列、以色列Haifa Haifa 公司：公司：以肥以肥料养分在水中料养分在水中(21 ) 释放释放80 %作为聚合物包膜肥料作为聚合物包膜肥料Osmocote、Polyon、Multicote 的评价标准的评价标准日本日本ChissoAsahi ChissoAsahi 肥料公司：肥料公司：以肥料养分在水中释放以肥料养分在水中释放75 %(25 ) 作为聚合物包膜肥料作为聚合物包膜肥料Nutricote、Meister 的评的评价标准三、控释和缓释肥的类型三、控释和缓释肥的类型 包包膜膜颗颗粒粒肥肥料料、基基质质复复合合肥肥料料、稳稳定定性性肥肥料料（Stabilized Fertilizers）包包膜膜颗颗粒粒肥肥料料又又可可进进一一步步划划分分为为：有有机机聚聚合合物物包包膜膜肥肥料料（热热塑性和树脂类）和无机包膜肥料（如硫磺，矿物质包膜）；塑性和树脂类）和无机包膜肥料（如硫磺，矿物质包膜）；基基质质复复合合肥肥料料，可可进进一一步步划划分分为为生生物物可可降降解解的的微微溶溶有有机机氮氮化化合合物物（如如脲脲甲甲醛醛和和其其它它脲脲醛醛缩缩合合物物）和和主主要要以以化化学学降降解解的的化化合合物物（如如IBDUIBDU（Idobutylidene Idobutylidene diureadiurea）异异丁丁烯烯环环二二脲脲）；微溶性的无机化合物，如金属磷铵盐，部分酸化磷酸盐等。
微溶性的无机化合物，如金属磷铵盐，部分酸化磷酸盐等稳稳定定性性肥肥料料，氮氮素素化化肥肥中中加加入入脲脲酶酶抑抑制制剂剂或或硝硝化化抑抑制制剂剂而而生生产产的的一一类类肥肥料料，这这类类肥肥料料在在施施入入土土壤壤后后只只是是延延缓缓了了尿尿素素水水解解转转化化成成铵铵或或抑抑制制硝硝化化细细菌菌将将铵铵离离子子氧氧化化而而转转变变成成NONO2 2- -和和NONO3 3- -的的过过程 脲酶抑制剂脲酶抑制剂硝化抑制剂硝化抑制剂脲脲酶酶 氮素增效剂：氮素增效剂： 第二节、缓控释肥种类第二节、缓控释肥种类一、有机氮化合物一、有机氮化合物1、脲甲醛缩合物 尿素与甲醛类的缩合(尤其是与甲醛)反应生成含1亚甲基2尿素：属于速效脲甲醛，肥效时间1-40天 2亚甲基3尿素：中效脲甲醛，肥效时间30-80天 3亚甲基4尿素：长效脲甲醛，60-120天 典型的脲甲醛产品含N3740为了提供脲甲醛产品N释放率的标准，将此化合物分成3种组分：冷水溶解组分N(CWSN，25)主要有尿素、二聚物和短链聚合物，该组分中的N可认为是速效到缓效； 热水溶解组分N(HWSN，100)为甲叉尿素和中等链长聚合物，该组份中的N可缓慢释放到土壤中： 热水不溶组分(HWIN)为甲叉尿素和长链聚合物，在土壤中分解极慢，该组分N在土壤中无活性。
脲甲醛特点： 速效+中效+长效混合，使作物在一季均有养分供应旱涝季节均有效;省时、省力、省成本，增产;高效、节能，环保无残留. 脲醛肥料的分解主要是由于生物的作用，氮的释放强烈依赖于土壤性质的变化(如生物活性、粘粒含量、pH)和外界条件(如水分含量、干湿状况和温度等) 在很多情况下，低分子量脲醛部分提供的氮素比例在作物生长前期超过了作物所需要的量，然而高分子量部分提供氮素又太慢 这可能是在缓释和控释肥中，有机氮化合物缓释肥的需求量不断降低而包膜肥料的需求量却稳步增加的主要原因 脲甲醛缓控释肥脲甲醛缓控释肥脲甲醛成品颗粒第二代脲醛多铵缓控释肥第二代脲醛多铵缓控释肥(2)其它脲醛和合成氮化合物 还有几种由尿素和醛类反应制备的氮化合物，如异丁叉二脲是世界范围内生产量仅次于脲甲醛的一种有机氮化合物含氮量31其中大多数(90)可以溶于水，氮释放率主要是由于化学分解(水解)作用引起的，因此取决于肥料颗粒的大小和土壤水份含量丁烯酰环脲是在酸催化下，尿素与乙醛反应而成，是环状结构的产品，约含氮30它在水解和生物降解作用下释放氮，其释放率受产品颗粒大小、土壤温度、水份和pH的影响二、包膜控释肥二、包膜控释肥（一）（一）非有机物包膜肥料 硫包膜尿素已有较长的生产历史，是用熔化的硫磺包裹被预先加热的尿素颗粒制成。
硫是中量营养元素，在156时可以熔化，可以喷涂于尿素颗粒以及其它肥料颗粒表面作为包膜，产品含有3l38N无机包膜材料无机包膜材料 无机矿物包膜材料无机矿物包膜材料 无机矿物添加剂改性包膜材料无机矿物添加剂改性包膜材料 无机矿物有机高分子多层包膜材料无机矿物有机高分子多层包膜材料典型的硫包膜尿素有3种类型的膜：破损的、含有裂隙的膜：损坏的膜含有被蜡封的裂隙；厚和完整未损的膜 硫包膜尿素对土壤水分含量、干湿交替、生物活动和运输及施用过程中对膜的磨损都是非常敏感的，所以这种产品只能被看作是缓释肥而不是控释肥为了改进包膜尿素的性能，在原包膜尿素外再包一层有机聚合物膜，形成硫包衣尿素二）有机聚合物包膜肥料 树脂包膜肥料是在制备过程中使聚合物作用在肥料颗粒上，由热固性的树脂交联形成的疏水聚合物膜常用的树脂有醇酸类树脂和聚氨酯类树脂两大类包膜材料：包膜材料：（1 1）有机高分子材料有机高分子材料 热固性树脂类（醇酸树脂、聚胺脂等）热固性树脂类（醇酸树脂、聚胺脂等） 热塑性塑料类（回收塑料、泡沫）热塑性塑料类（回收塑料、泡沫） 沥青和橡胶类沥青和橡胶类 醇酸树脂是双环戊二烯和甘油酯的共聚物，养分的释放可以通过改变膜的成分或膜的厚度来控制。
养分释放过程为：水分通过膜上的微孔渗透到膜内，增加了膜内的渗透压力而造成膜膨胀，。