缓释肥料的作用及分类

缓释肥料的作用及分类

缓释肥料又称缓效肥料（slow available fertilizers）或控释肥料（control release fertilizers）。其肥料中含有养分的化合物在土壤中释放速度缓慢或者养分释放速度可得到一定程度控制，以供作物持续吸收利用。

一、使用缓释肥料目的

长时间田间试验与研究结果表明，在通常情况下，氮肥施入土壤以后，仅有30%～50%能被作物吸收利用，而其余部分则白白损失掉了。造成氮肥损失，乃是由于氨的挥发．淋失、硝化与反硝化作用所致。研制和施用缓释氮肥，就是为了降低氮肥的溶解速度，使氮肥在缓溶解过程中陆续为作物提供氮素，防止大量施用时因局部浓度过高而伤害作物种子、幼苗或灼伤叶子等不良后果，以达到提高氮肥利用率的目的。

使用缓释肥料的目的：（1）减少肥料养分特别是氮素在土壤中的损失；（2）减少施肥作业次数，节省劳力和费用；（3）避免发生由于过量施肥而引起的对种子或幼苗的伤害。

缓效肥料分三大类：（1）难溶于水的化合物，如磷酸镁铵等；（2）包膜或涂层肥料，如包硫尿素等；（3）载体缓释肥料，即肥料养分与天然或合成物质呈物理或化学键合的肥料。

缓释氮肥又称长效氮肥或控制释放氮肥。指由于化学成分改变或表面包涂半透水性或不透水性物质，而使其中有效养分慢慢释放，保持肥效较长的氮肥。缓释氮肥的最重要特性是可以控制其释放速度，在施入土壤以后逐渐分解，逐渐为作物吸收利用，使肥料中养分能满足作物整个生长期中各个生长阶段不同需要，一次施用，肥效可维持数月至一年以上。

二、缓效肥料品种及分类

目前施用的氮肥品种多系速溶性，而理想氮肥是其养分释放率大体符合整个作物生长期要求。早在1907年就有人提出使氮肥长效化方法。近二十多年，氮肥长效化又有了新的发展，研究出许多缓效氮肥新品种，主要有脲甲醛、亚异丁基脲、亚丁烯二脲、草酰脲、硫包尿素等。

缓释氮肥按其农业化学性质可分为四种类型：合成有机氮肥、包膜肥料、缓溶性无机肥料、天然有机质为基体的各种氨化肥料。其中最主要类型是合成有机氮肥和包膜肥料。

合成缓释氮肥的品种主要有:脲甲醛、亚异丁基二脲，亚丁烯基二腺、草酰胺等。

包膜肥料主要品种有：硫黄包膜肥料、聚合物包膜肥料、石蜡包膜肥料、磷酸镁铵包膜肥料（如缓效碳酸氢铵）等。

包膜肥料主要是用蜡、聚合物和硫黄进行包膜，也可以用沥青、硅酸盐水泥、磷酸镁铵等包膜。就是在粒状水溶性（速效）肥料表面涂覆半透水性或不透水性物质，使养分通过包膜的微孔、缝隙慢慢释放出来，或在作物某一生长阶段大量释放，为作物所吸收利用，从而减少养分损失，提高肥料利用率。

对可溶物质使用的包膜材料按性质分为三种类型。⑴半透水性膜:包裹的半透水性包膜材料由于水分渗入内部压力增大，一定时期膜被胀破，肥料再释放出来。⑵微生物不能分解的不透水性膜:可溶物质通过不透水性膜的微孔而扩散，由膜的厚度或密封程度调节氮释放速度。⑶微生物可分解或可降解的不透水性膜:在养分释放前，不透水性膜因化学作用、微生物作用及磨损作用而破裂。

1.硫包尿素。在包膜肥料中，硫包尿素占有特殊地位。这主要是由于硫本身即为包膜材料又是营养元素，而且成本较低。硫包尿素一般含氮量为36%~37%。硫包尿素适用于生长期长的作物，如牧草、甘蔗、菠萝以及间歇灌溉条件下的水稻等，不适于快速生长的作物，如玉米之类。硫包尿素比普通尿素被作物吸收的有效利用率可提高一倍，硫包尿素作为水稻的氮源是有前途的，某些硫包尿素获得的谷物产量，明显高于使用尿素而获得的谷物产量。

2.树脂包膜的尿素。树脂包膜的尿素是采用各种不同的树脂材料，主要由于释放慢，起到长效和缓效的作用，可以减少一些作物追肥的次数，玉米采用长效尿素可实现一次性施用底肥，改变以往在小喇叭口期或大喇叭口期追肥的不便，在水稻田可以在插秧时一次施足肥料，即可以减少多次作用的进行。蔬菜上，特别是一些地膜覆盖栽培的蔬菜使用长效（缓效）肥，可以减少施肥的次数，提高肥料的利用率，节省肥料。试验结果表明，使用包衣尿素可以节省常规用量50%。(www.xing528.com)

树脂包膜尿素的关键是包膜的均匀性和可控性以及包层的稳定性，有一些包膜尿素包层很脆甚至在运输过程中就容易脱落影响包衣的效果，包衣的薄厚不均匀，释放速率不一样，也是影响包膜尿素应用效果的一个因素。目前包膜尿素还存在一个问题，有的包膜过程比较复杂、包衣材料价格比较高，经过包衣使成本增加过高。影响肥料的应用范围，有些包膜材料在土壤中不容易降解，长期连续使用也会造成对土壤环境污染，破坏土壤物理性状。目前很多人都进行包衣尿素研究，通过新工艺、新材料挖掘，使得包衣尿素更完整。

聚合物缓释氮肥，是使用甲醛与尿素、硫脲、苯酚、双氰胺和三聚氰酰胺的缩合物，环氧聚酯与丙烯酸树脂、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯氰、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、醋酸乙烯酯、油类、树胶和乳胶等聚合物改变氮肥的化学成分，而使其中有效养分慢慢释放，保持肥效较长的氮肥。

1.脲醛肥料。脲醛肥料的生产方法基本上有两种:浓溶液法和稀溶液法。这两种方法主要控制参数为尿素与甲醛摩尔比、反应温

度、反应时间、催化剂以及pH值等。

2.异亚丁基二脲。一种白色晶体，理论含氮量32.18%。分子量174.21，比重1.3，在205℃熔化并分解，不吸水，在冷水中溶解度极低，室温下每100ml水中溶解0.1～0.01g，氮素活度指数96。粉末状和颗粒状均可使用。由于这种缓释氮肥在水中溶解度低，可以有效地控制氮素释放，氮肥利用率比脲甲醛大一倍，而且可与其他化肥混合使用。

异亚丁基二脲中添加聚丙烯酰胺，然后造粒，可以在旱田中作土壤改良剂，增加土壤团粒结构，提高作物产量，异亚丁基二脲可用于旱田作物和水田上。在水田上使用异亚丁基二脲和使用硫铵对比，水稻产量高20%～25%。异亚丁基二脲除作为肥料以外，可作反刍动物配合饲料及单胃动物（如禽类、猪、兔、马等）饲料。

3.草酸铵。又名草酸二酰胺，乙二酰胺。分子式为（CONH₂）2，含氮31．81%。白色晶体，微溶于热水和乙醇中，冷水中几乎不溶，100g水中在7℃时溶解0.04g，100℃时溶解0.6g。熔点419℃，比重1.667，不吸水，无毒，可无限期贮存。草酸胺非常适合作缓释氮肥，但因其成本较其他品种肥料高，所以未能广泛使用。草酸胺作为肥料是有其优越性的，可使水稻增产0～30%。草酸胺造粒以后施用，其肥效比其他缓释氮肥（如异亚丁基二脲为佳。草酸胺的水解速度受土壤中微生物和草酸铵粒度的影响，粒度越大，溶解越慢。

4.尿素-Z。尿素与乙醛反应，生成一种主要由亚乙基二脲和二乙基三脲构成的混合物，也可出现少量羟乙基脲与尿素，该混合物统称为尿素-Z，含N33%～38%，其中15%是水溶性的。联邦德国首先研究，但没有大量生产。

5.二亚糠基三酰脲。这是以尿素与糠醛缩合物。日本已有小规模生产。糠醛是精制食用油过程副产物。

6.甘脲。该产品是在有盐酸存在下，尿素与乙二醛反应而制得。甘脲含氮39%，具有良好的缓效性，没有植物毒性，是有效的缓效氮肥。

7.三嗪（三氮杂苯）。这是一类由三个碳原子和三个氮原子组成的环状化合物，如氰尿酸、三聚氰酸—酰胺、三聚氰酸二酰胺和蜜胺。含氮32%～66%。三氮杂苯是在加压下尿素和氨反应而制得。

8.含离子交换剂的肥料。这种交换剂是与至少含有二个氮原子碱性碳酸衍生物组成的氮肥。当氮原子直接与碳酸中碳原子化合时，便制得聚合碳酸衍生物。适宜阳离子交换剂有磺酸基、羧基、膦基，可单独使用，也可配合使用，也可使用沸石。适宜氮化合物包括胍、蜜胺和脒基脲。

9.磷酸镁铵。早在1857年，英国人就已提出磷酸镁铵是一种缓溶性化合物，并且明确指出可以作为缓效肥料来施用。磷酸镁铵是一种白色固体，有一水和六水两种结晶状态。市售的商品肥料，通常含N9.02%、P₂0₅45.69%，MgO25.95%。在国外的大田试验中证明，磷酸镁铵对树木、果树、观赏植物是良好的肥料，也可作为海带、紫菜等的施肥。

10.以天然有机物为基质的氨化肥料。如氨化泥炭、氨化褐煤、褐煤、风化煤或泥煤、通常含腐殖酸30%～60%，可将这些物质直接氨化，也可以采用沸腾床用空气进一步氧化后再进行氨化。氨化方法有湿法和干法两种。湿法氨化的褐煤或泥煤，除具有一定氮肥价值外，还具有有机肥优点，对土壤耕性有所改善。