中国控释肥发展现状
2017-12-18华南农业大学广东省环境友好型肥料工程技术研究中心主任樊小林
■华南农业大学广东省环境友好型肥料工程技术研究中心主任 樊小林
中国控释肥发展现状
■华南农业大学广东省环境友好型肥料工程技术研究中心主任 樊小林
在农业大量使用化肥之前,我国是一个以有机农业为主的国家,有机肥料创造了几千年的中华文明。但是在人口基数庞大、数量持续上涨的情况下,化肥是保障粮食安全最主要的手段之一。
但是化肥的使用是一把双刃剑,一方面据有关资料统计,化肥目前对粮食的贡献率高达50%左右,对粮食产量的增长起到了不可替代的左右;另一方面由于氮肥的氨挥发、硝态氮的淋失等对环境造成严重的污染,引起了人类高度的重视。
目前,我国农业正向高效化、集约化转变,传统依靠劳动力施肥的耕作方式已经适应不了农业现代化要求。缓控释等新型肥料的出现,是农业发展的必然,也是实现现代农业的主要途径。
何为控释肥料?
控释肥料(ControlledRelease Fertilizer)是指能够控制养分供应速度,并且养分释放速度和数量与作物吸收基本同步的肥料。一般是指树脂包膜氮、磷、钾复合肥(CRF)或树脂包膜尿素(PCU)。
缓释肥料 (Slowrelease Fertilizer)是指能够延长养分供应时间的肥料。缓释肥料在作物生长初期供肥速度较慢,但在作物生长中后期可以供应足量适量的养分。化学法合成的缓释肥料是脲醛缓释氮肥,其他的主要是稳定性肥料。
目前世界缓/控释肥的关键技术主要包括三个,具体为缓释技术、控释技术以及包膜设备和工艺。缓释技术分为化学缓释技术(脲醛技术)以及生物缓释技术(通常指稳定性肥料),控释技术包括无机包膜技术(硫衣尿素)以及树脂包膜技术(PCU和CRF),包膜设备和工艺主要由有批次生产工艺和连续生产工艺。
我国缓/控释肥料自上个世纪90年代步入大规模产业化以后,就以掺混肥料的形式应用于大田。目前我国缓控释肥料已经发展到以同步营养肥料物化测土配方施肥技术的阶段。
缓控释肥料产业发展历史
中国的控释肥料及其技术
我国控释肥料主要通过植物油表面反应包膜,具体包括三部分,首先是膜材,我国最早用的包膜材料是脂溶性的,利用烯烃加溶剂包膜材料喷涂在肥料表面,这种膜材工艺简单,造价低,但是存在溶剂易挥发造成环境污染以及膜材难降解的问题。以植物油(例如蓖麻油)作为主要的材料进行包膜,不仅易降解,而且不存在环境污染的问题。其次技术方面主要以致孔、密封技术解决常规包膜技术缺乏养分释放调控机制、养分释放与作物需求不同步的难题。最后是产品上以同步营养肥解决控释肥成本高,大田推广应用难的问题。
植物油包膜技术又叫原位表面反应包膜技术,即在一定温度下,通过植物油与固化剂反应,在肥料表面形成包膜层,核心可以是尿素、复合肥等。
包膜肥料如何控制养分的释放是缓控释作用的关键。致孔控释技术使包膜层上具有养分释放通道或孔道,水分通过孔道进入包膜内部,使包膜内的养分溶解,之后之后以离子状态再释放到膜外。应用该技术可以控制通道的大小、数量以及长短来控制养分的释放。
另外控制释放技术是利用温度调节养分的释放,养分本身的动能随温度升高而变大,结合孔道的大小、数量以及长短就能实现养分释放的调控。
缓控释肥料发展前景广阔
缓控释肥具有常规肥料无可比拟的优势,首先缓控释肥料不易淋失流失,雨后或灌溉后仍可留在根层,而常规肥料易淋出根层,从而使肥料利用率降低。其次,缓/控释肥料可以实现一次性施肥,在当前农业劳动力紧缺,劳动力价格高涨的时代,施用缓/控释肥料能实现轻简施肥,达到省时、省力、高效的效果。此外,缓/控释肥料是测土配方施肥技术的载体。
随着我国经济水平的提高,以缓/控释肥为首的新型肥料迎来快速发展。植物油包膜控释肥料、化学缓释肥料、高浓度液体长效肥料是中国化肥零增长时期提高化肥利用率和满足国家、社会、农民三方需求的出路。植物油原位表面反应包膜控释技术是改造肥料,提高肥料利用率的有效方法;同步养肥及其制造技术是降低大田作物控释肥料成本的关键技术。控释肥在现代农业发展中必不可少。