高效缓释肥技术发展与应用1-张民

2. 国外缓控释肥主要产品类型
国家 研发公司
TVA公司
Scotts公司
产品类型
硫包膜尿素(SCU)、包硫氯化钾(SCK)、包硫磷酸二铵(SCP)
醇酸树脂包膜工艺生产的Osmocote、Osmocoteplus、Sierra、 Sierrablen
美国
LESCO公司
Puresell公司 Vigoro工业/IMC 全球公司 窒素－旭化成肥 料公司 中央硝子公司
特点:（1）显著提高养分利用率；（2）明显提高作物产
量和品质；（3）明显减少面源污染、改善土壤生态环境 或提高土壤肥力；（4）显著简化施肥技术可明显节省劳 动用工；（5）明显节约现有肥料资源。 “增效、节肥、省工、安全、环保”，符合我国目前大 力倡导的发展“资源节约型、环境友好型” 社会的要求。
4.缓控释肥-全球领导厂商代表性品牌
代表企业
美国施可得
加拿大加阳
以色列海法
日本窒素-旭化成
成立于1868年， 是世界最知名的 缓释肥生产商和 销售商之一,技 术领先， Osmocote 品牌 享誉世界， 2006年销售额 超过30亿美元。
是目前全球最大 的控释肥供应商， 占美洲控释肥市 场60％的销售份 额。 主要有ESN、 Polyon、NuGro、Pursell等 著名品牌。
高效缓释肥技术发展与应用
张 民
土肥资源高效利用国家工程实验室 国家缓控释肥工程技术研究中心 山东农业大学资源与环境学院 2014.09.16 哈尔滨
目
录
一、高效缓释肥产业的定义与特点
二、缓控释肥产业链及产业技术体系
三、缓控释肥产业技术创新与产业化
四、缓控释肥技术体系的提升与创新
五、缓控释肥养分释放机理及质量标准 六、缓控释肥料试验示范与应用推广 七、缓控释肥在作物上施用的效益分析 八、缓控释肥种肥同播技术及其应用
在磷酸盐玻璃中引入钾、钙、镁，形成玻璃态控释肥
3. 缓控释肥料产品的定义和特点
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：①缓释肥料
（slow release fertilizers）；②控释肥料 (controlled release fertilizer)。
《国家中长期科学和技术发展 规划纲要》（2006－2020）
2007年中央“一号文件”
重点研究开发专用复(混)型缓释、 控释肥料及施肥技术与相关设备
加快发展适合不同土壤、不同作物 特点的专用肥、缓释肥 发展缓释氮肥适用技术 重点发展高效复合肥、缓控释肥等 高端产品。
中华人民共和国国民经济和社 会发展第十一个五年规划纲要
一、缓控释肥产业的定义与特点
1. 缓控释肥产品结构及其产业发展
自1948年美国K．G．Clart等人合成了世界上第一个缓释脲醛肥料，完
成了较为完整的实验室工艺流程；1955年脲甲醛被作为一种商品肥料 上市之后；缓控释肥料的研发经历了一个多元化的发展过程，世界各 国家和地区研发出了众多代表性产品类型。 ①尿素改性的脲醛及缓释肥类似物的研究：20世纪60年代之前，研究方 向主要为尿素-甲醛缩合物等，肥料中掺杂其它难溶物、添加剂、抑制 剂等生产缓释肥料； ②硫包衣尿素缓释肥的研究与生产：20世纪60年代，自1961年美国田纳 西流域管理局TVA(Tennessee Valley Authority ，Alabama)国家化肥 中心首次开发硫包衣尿素(Sulfur-Coated Urea，SCU)，开始尝试工业 化生产，并于1967年正式商业生产。 ③树脂包膜缓控释肥的研究：最早商品化生产的树脂包膜肥料是1967年 美国在加利弗尼亚生产的醇酸树脂包膜肥料（Osmocote）。 • 20世纪70年代，日本窒素-旭化成肥料公司(Chisso-Asahi Fertilizer Co Ltd.)：1976年，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。 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、聚氨酯等作为包裹肥料膜材料方面的研究。
2、“十二五”国家科技支撑计划项目：“新型缓控释肥与有机肥开发关键技
术研究与产业化示范” （1）缓控释肥关键共性技术研究与提升 （2）控释肥产业化技术集成与示范
8.我国缓控释肥产业技术创新受到国家高度重视
序号 发文单位 文件名称 相关内容
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国务院
中共中央 国务院 国务院 国务院
硫磺等矿物
液化剂
复合肥
金正大、史丹利、司 尔特、芭田股份、新 都化工、湖北洋丰、
包膜设备 包膜缓控释肥
保水剂、植物生长调节 剂。。。。。
常州一步，佳发、建达
金正大、上海汉枫、 芭田股份、北京首创
功能性缓控释肥
工厂化育苗。。
缓控释肥
设施农业，京鹏。。
施肥机械
河北农哈哈。。
缓控释BB肥 大田作物
高附加值作物
日本
加拿大 德国
Agrium公司
Nu-Gro公司 BASF公司
生产牌号为Duration、ESN的聚合物包膜肥料
包硫尿素及包硫钾肥 IBDU基的缓释肥料、Basacote包膜肥料
法国
以色列 英国
AgBaidu NhomakorabeaEvo公司
Haifa化学品公司 英国利兹大学
聚丙烯包膜肥料（PLANTACOTE）
用脂肪酸和金属氢氧化物多层包膜KNO3、尿素、NPK，商品名 称Multicote
North America
∙ Agrium Advanced Technologies ∙ Lebanon Seaboard ∙ Turf Care Supply ∙ Scotts
Japan China & Other regions
•∙Kingenta (China) • Hanfeng Evergreen (China) • Haifa Chemicals (Israel) ∙ Chisso-Asahi Fertilizer ∙ Mitsubishi Chemical ∙ Mitsui Toatsu Fertilizer ∙ Nissan-Agri ∙ Sumitomo Chemical ∙ Taki Chemical ∙ Ube Agri-Materials
金正大集团公司(10个基地) 山东农大肥业 施可丰 史丹利 烟台众德、烟台五洲丰 上海汉枫 安徽红四方
台北
成都
重庆
深圳芭田
四川好时吉
海口
中海油海南公司
7.国家科技支撑计划对缓控释肥产业技术创新的支持
在缓控释肥方面，国家科技支撑计划在2个项目中共设过4个课题
1、“十一五”国家科技支撑计划项目“新型高效肥料创制” （1）控释包膜技术研究 （2）树脂包膜控释肥料关键技术集成及产业化
成立于1966年， 品牌是 Multicote，以 魔力钾及魔力 康控释肥为代 表的肥料享誉 全球。
品牌Nutricote, 以聚烯烃为主体 的包膜肥料，主 要用于草坪、花 卉、温室栽培， 是亚洲园艺市场 的主导品牌。
5.缓控释肥-产业科技创新主体-产学研结合
北京市农林科学院 中国农业大学 中国农业科学院 清华大学 中科院现代化所 沈阳农业大学
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。
2.缓控释肥料的概念及术语
(8)控释肥料（行业标准）（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。 (9)部分控释肥料 (partial controlled release fertilizer):将控释肥料与常规化肥掺混在一起而使 部分养分具有控释效果的肥料。 (10)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。 (11)控释养分量(controlled release nutrient content):指部分控释肥料中控释总养分占肥料总质 量的质量分数，在25℃ 静水中浸泡24h后未释放出且在28天的
（3）“控释”（controlled release）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rate/pattern and duration）与作物吸收养分的规律相一致。
2.缓控释肥料的概念及术语
(4)缓释肥料（国家标准）（ slow release fertilizer）： 通过养分的化学复合或物理作用，使其对作物的有效态养 分随着时间能在一段时间而缓慢释放的化学肥料。 (5)部分缓释肥料 (partly slow release fertilizer):将 缓释肥料与常规肥料掺混在一起而使部分养分具有缓释效 果的肥料。 (6)缓释养分（slow release nutrient ）：指缓释肥料中具 有缓释效果的氮、钾中的一种或两种养分的统称。 (7)缓释养分量 (slow release nutrient content): 指部分 缓释肥料中缓释总养分所占肥料总质量的质量分数，以在
三、缓控释肥产业技术创新与 产业化
（一）缓控释肥的概念与类型
1.缓释和控释有关概念的区分
（1）“释放”（release）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 (如溶解、水解、降解等), （2）“缓释”(slow release)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；
包膜设备
包膜缓控释肥
6000-7000元/吨
功能性缓控释肥
缓控释肥 控释肥 高附加值作物
施肥机械
2000-4000元不等
缓控释BB肥
2800-3200元/吨
大田作物
3.缓缓控释肥-全球领导厂商
Western Europe ∙ Aglukon ∙ BASF ∙ Compo ∙ Sadepan ∙ Scotts
山东农业大学 国家缓控释肥工程技术研究 中心 土肥资源高效利用国家工程 实验室
中科院南京土壤所 郑州大学
华南农业大学 湖南农业大学
6.缓控释肥-国内企业生产布局
北京首创新型肥料有限公司 北京福特来公司 北京安华农业科技公司 河北香河三丰
哈尔滨 长春 乌鲁木齐 沈阳 呼和浩特 银川 拉萨 西宁 兰州 西安 郑州 南京 拉萨 武汉 合肥 杭州 南昌 长沙 贵阳 昆明 广州 南宁 澳门 香港 福州 太原 北京 天津 石家庄 济南
聚合物包硫尿素，产品名为polyplus
尿醛肥料 IBDU(脲异丁醛)基的缓释肥、聚氯乙二烯包膜肥料，商品名VCOTE、Woodace等 以热塑性聚烯烃树脂、聚乙烯（PE）与醋酸乙酰乙烯（EVA） 共聚作为包膜剂的包膜肥料，商品名MEISTER的包膜尿素、KCl 或K2SO4，Nutricote的包膜NP、NK及NPK 以热固型苯二甲酸树脂包膜尿素或复合肥
4.缓控释肥高新技术产业体系
缓控释肥高新技术产业是指从事缓控释肥料产品 的研发、生产、销售、应用及其相关单位组成的 相互关联的集合。
缓控释肥高新技术产业的界定原则：
（1）须采用与缓控释肥有关的高新技术从事缓控释 肥料产品的研发、生产、销售以及应用、推广、 服务等的产业链条； （2）须具有良好的社会、经济和环境效益；
2.包膜缓控释肥-价值链
热塑性
热固性
合成氨
尿素1500元/吨
磷矿 磷肥
60%二铵2300-2600元/吨 55%一安1700-1800元/吨
钾矿
60%氯化钾2000-2100元/吨
包衣材料
氮肥
钾肥
水基聚合物
天然材料改性 硫磺等矿物
复合肥
氯基15-15-15，2300元/吨 硫基15-15-15，2400-2500 元/ 吨 1万吨/年的设备，100-200 万/ 台 2500--5000元/吨
（3）须具备可持续发展的特征和能力。
二、缓控释肥产业链及产业技术 体系
1.包膜缓控释肥-产业链
热塑性树脂 热固性树脂 水基聚合物
农业回 收利用
合成氨
湖北宜化、泸天化、锦天化、鲁西 化工、沧州大化、川化。。。
磷矿
云天化、开磷、瓮福、 铜陵化学
钾矿
钾肥
盐湖钾肥、 国投罗布泊
包衣材料
烟台万华
氮肥
磷肥
天然材料改性
石化产业调整和振兴规划 （2010）
科技部等四部 当前优先发展的高技术产业化 优先发展绿色缓释肥生产技术 重点领域指南（2007年度） 门 科技部、财政 中国高新技术产品目录（2000） 控、缓释新型肥料 部、税务总局
农业部 农业部 中共中央 国务院
关于做好缓控释肥料示范推广 工作的通知（2008-2011） 农业主导品种和主推技术 （2011--） 2013年中央“一号文件”：关 于加快发展现代农业 进一步 增强农村发展活力的若干意见 结合测土配方施肥，全面做好缓控 释肥料试验、示范、推广工作 2011-2012:新型包膜缓控释肥施用 技术,2013:高效缓释肥施用技术 启动低毒低残留农药和高效缓释肥 料使用补助试点