缓控释肥

提高肥料利用率，肥料应施于根际
水稻育苗控释肥施于根际
然而，尿素、硝酸铵、氯化钾等速溶性肥料集中施于 根部，将会使根区土壤溶液盐浓度过大，土壤溶液渗透 压增高，阻碍土壤水分向根内渗透，使作物缺水而受到 伤害。
直接施于根部的氮肥，即使浓度达不到“烧死”作 物的程度，也会引起根系对养分的过度吸收，引起 茎叶旺长，容易导致病害、倒伏等，造成作物减产。 因此，氮肥应至少分2次施入。
第三节 缓控释肥的施用Fra bibliotekApplication of a CRNF (Meister) to a rice seedling nursery . The total amount of N for the whole growing season is applied.
一、在覆塑料地膜的作物上，可以一季作物，只
（二）、 缓释和控释肥料的定义
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：采用对生物和化学作用等因素不敏感的膜材 料来包膜的肥料通常被称为控释肥(CRFS)
（三）、控释和缓释肥的类型
按照其溶解性释放方式通常被分为三种类型： 物理障碍性因素控制的水溶性肥料，如包膜颗 粒肥料和基质复合肥料，包膜颗粒肥料又可进一步 划分为：有机聚合物包膜肥料（热塑性和树脂类） 和无机包膜肥料（如硫磺，矿物质包膜）； 微溶有机氮化合物，可进一步划分为生物可降解的 微溶有机氮化合物（如脲甲醛和其它脲醛缩合物） 和 主 要 以 化 学 降 解 的 化 合 物 （ 如 IBDU （Idobutylidene diurea）异丁烯环二脲）； 微溶性的无机化合物，如金属磷铵盐，部分酸化 磷酸盐等。
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)。
脲甲醛缓控释肥
最佳的施肥方式是根据作物的吸肥规律， 土壤的供肥能力，经常不断（多次、适量） 地补充作物生长所需的各种营养元素之不足。 理想的办法是生产一种能直接施于根际的肥 料，并可根据作物生长不同时期的需肥量来 调节和控制其养分释放速度。
Products of CRFs: Series and varieties
• • • • • • （7）（SCU） 硫包膜尿素 （8）（SCCF）硫包膜复合肥 （9） （SCCK）硫包膜硫酸钾 （10）(PSCU) 硫加树脂包膜尿素 （11） (PSCF) 硫加树脂包膜复合肥 （12） (PSCK) 硫加树脂包膜硫酸钾
施肥一次。（Use for plastic mulched crops by a
single fertilizer application）.
Application of a CRF to a strawberry nursery cup, and transplant to the field with plastic mulched.
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，膨胀又增大了
微孔，使养分从增大的孔中释放出来。
聚氨脂类包膜：是在肥料颗粒表面上直接以聚
氰基与多元醇反应生成的。养分从这种产品
中释放主要依赖于温度变化，土壤水份含量、
pH、干湿交替以及土壤生物活性对释放几
第三章 缓控释肥
教学要求 掌握缓控释肥的概念及种类 掌握缓控释肥的施用技术
第一节 概述
一、控释和缓释有关概念的区分
（一）有关概念 （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； （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。
脲甲醛形态模式图
脲 甲 醛 分 解 过 程
脲醛养分释放过程图解
脲醛多铵长效缓控释肥养分释放模式：
1天～ 天 ～ 5 天～ 10 天～ 15 天～ 20 天～ 25 天～ 30 天 30 60 天～ 35 65 天～ 天～ 40 70 天～ 天～ 45 75 天～ 天～ 50 80 天～ 天～ 55 85 天～ 天～ 60 90 天 天
（三）热塑性树脂包膜肥料
最常用的包膜颗粒肥料技术是将热塑性包膜材料(如聚乙烯)
溶解于氯化烃中，在流化床反应器中喷涂在肥料颗粒上。养
分释放可通过将透水性差的聚乙烯与透水性较强的树脂(如 EVA)加以混合来控制，也可在膜中加入一种矿物粉来改进由 温度控制的养分释放。
(四)聚合物包膜硫包衣尿素
由于硫包膜尿素控释效果差，一些厂家用有机聚合物(热塑性
尿素 硫酸铵 甲壳素 黄腐酸钾 黄腐酸铵
中效养分
德玛脲甲醛肥料养分释放后提高利用率的过程
二、包膜控释肥
（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3l％～38％N。
乎无影响。
膜材料的选择
•
筛选出适宜的包膜材料是包膜控释肥研制开发的关键。 在研制过程中，我们根据各种材料的成膜能力，选择具 有成膜能力强、有一定阻水能力、原料为市场可以大批 量供应的高分子材料作为包膜试验材料。共计选用热固 聚酯类、中低分子橡胶类、热熔塑料类约三十多种高分 子树脂材料，最后确定了具有控释功能的包膜树脂材料。 同时筛选出无刺激气味的复合溶剂、对养分释放速率有 调控作用的复合添加剂等及其最佳配比。
（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： （1）有机高分子材料 ①热固性树脂类（醇酸树脂、聚胺脂等） ②热塑性塑料类（回收塑料、泡沫） ③沥青和橡胶类
醇酸树脂是双环戊二烯和甘油酯的共聚物：
塑料或树脂)在硫包衣尿素上再包一层较薄的普通聚合物膜，
以增强抗磨损性能，产品表现出较好的释放性能。目前硫包 衣尿素和硫包膜尿素占了包膜产品的绝大部分，主要是由于 它们广泛地应用于非农业市场(如草坪、景观业)。
(5)基质复合肥料
将肥料与可降低其溶解性的物质混合来制备缓释肥料已进行了多
年的努力，但所选用的材料还没有真正提供可控制释放的特 性。另外的基质型缓释肥是药片状、钉形物或饼状物，是将 植物营养物质与粘结剂混合挤压而成。在许多情况下将脲甲 醛或异丁烯环二脲加入到混合物中，这种产品的性质与缓释
氮素增效剂：
脲 酶
脲酶抑制剂
硝化抑制剂
第二节、缓控释肥种类
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N37％～40％。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： ①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； ②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： ③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。
可用于免耕和无土栽培。在免耕种植时，可以与种子 一起播种时施用，不需要追肥。（Use for no till farming and other farming practices）.
减少养分的淋溶损失 减少铵态氮的挥发和N2O 的逸失 极大的提高肥料利用率，减少施肥对 环境的污染
（1）(TPCU); 热塑性树脂包膜尿素 , 60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc. （2）(TPCCF): 热塑性树脂包膜复合肥，60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc. （3） (TPCK)：热塑性树脂包膜硫酸钾，60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc.
性差的肥料相似，其溶解速率主要取决于压缩产品的表面与
体积的比率(体积越大，释放就越慢)
包膜（裹）型肥料：
包膜肥料
包膜肥料养分释放
P K N N P K P P K N N P
P N K K N P
N
K K
N N K N K N
N
N
N N N
N
控释肥中试产品
控释肥中试产品
包膜肥料产品
Products of CRFs: Series and varieties
脲甲醛成品颗粒
(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、稳定性肥料（Stabilized Fertilizers）
氮素化肥中加入脲酶抑制剂或硝化抑 制剂而生产的一类肥料，这类肥料在施 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，按照国际肥料工业协 会分类，这类肥料被称为稳定性肥料 (Stabilized Fertilizers).
缓控释肥料施用可能存在的问题
缺少测定释放速率的标准方法，对缓控 释肥料的田间肥效、释放、形态转化、 去向等还缺少系统定量的评价 会增加土壤的酸化，尤其是硫包膜肥料 高聚物包膜控释肥可能会留下合成物的 膜壳 生产成本较高（是普通肥料的3~8倍）
二、为了提高肥料利用率，肥料应施于根际。
无机包膜材料 ①无机矿物包膜材料 ②无机矿物－添加剂改性包膜材料 ③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：①破损的、 含有裂隙的膜：②损坏的膜含有被蜡封的裂隙； ③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
Products of CRFs: Series and varieties
• （4）(TSCU): 热固性树脂包膜尿素, 60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc. • (5) (TSCCF): 热固性树脂包膜复合肥 60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc. • （6）(TSCF): 热固性树脂包膜硫酸钾，60d, 90d, 120d, 150d, 180d, 270d etc.
作物根系主要以质流方式获取氮素，但土壤水运动的距离 大多不超过3～4cm，对根系有效的氮素，须在根系附近3～ 4cm处；磷、钾主要以扩散的方式向根系供应养分。 土壤中，H2PO4-的扩散系数为1X10-8～1X10-11cm2／s，K+的扩散 系数为1X10-7～1X10-8cm2／s。能吸收养分的新根毛平均寿命 为5天，吸收养分最活跃的根部分生区，其吸收养分的活性保 持期为7～14天。据此可求得， H2PO4-的扩散距离在5～14天 内为0.03～1.6mm,相应K +的扩散距离为0.9～4.9 mm。因此， 为提高肥料利用率，肥料应施于根际。