控释肥有几种包膜技术,有什么区别?有什么优点和缺点？

伊宇紫 2024-06-21 13:44:44

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以笔者的划分，控释肥技术已经发展了三代，第一代为溶剂型的工艺，生产过程中需要溶剂；第二代为无溶剂技术工艺，采用的是反应层包衣技术；第三代为无溶剂超薄包衣技术，包衣率为仅为3％－4%，包衣材料完全可以降解，生产成本低，山东茂施就是采用了这种技术。而山东金正大和北京首创的技术还处在第一代的水平，成本高，设备投资大，包衣过程中需要溶剂，溶剂回收不充分，污染环境，膜采用废弃的塑料，降解差，污染环境。加拿大加阳公司现在的控释产品可以实现4％甚至3％包衣率，成本最低为80－100美金，包衣材料采用纯天然的植物油，完全可以降解。真正的控释肥的释放不受土壤的ph值、微生物、其他盐分离子以及水分的多少的影响，只受温度的影响，温度高，水分运动速度快，控释肥中的养分释放速度就快。目前，市面出现的控释肥绝大部分是假控释肥，大部分是包硫尿素以及用一部分包硫尿素掺混的bb肥，都是打着控释肥的概念。国内的包硫尿素大概就只能释放一个星期左右，因为**的晶体没有经过改性，**非常容易破裂，所以包硫尿素充其量只能叫一个星期的缓释尿素。我见过日本的包硫尿素，膜非常致密坚硬，释放期可以做到180天，那才叫高技术。包硫尿素的膜改性一般通过两种方式进行的，一是加改性剂，提高**晶体的连接强度；二是通过温度控制，将刚刚包衣后的包硫尿素瞬间降低到很低的温度，是**晶体来不及排列成晶体，这和钢化玻璃的处理方式是一致的。包硫尿素的释放是膜破裂式释放，膜没有破裂，基本不释放；破裂后100％释放，所以包硫尿素是根本无法和真正的控释肥相比的，控释肥是必须用树脂包衣的，它每一分每一秒都在释放的。控释肥英文又叫resin coated fertilizer 或polymer coated fertilizer。并不是所有的树脂包衣的肥料都是能达到控释肥的标准，我国最先实行的缓控释肥的**行业标准，由金正大和化肥质检中心制定，这个标准基本和欧洲一致（欧洲是25摄氏度，美国是21摄氏度）：即在25摄氏度下，将肥料静置在水中（不受水分多少影响，和土壤中基本一致）符合以下条件：
1、24小时的释放率（初始释放率）小于15％（第一天不能释放太快，否则容易烧根）；2、28天的释放小于75％（控释肥必须保证至少要释放一个月）；3、在规定的释放期内必须释放80％以上（养分在膜内必须能释放出来80％，否则，浪费很大）。控释肥可以对不同的肥料进行包衣，或者做出不同的释放曲线，然后进行掺混，即异粒变速。比如，苹果或者冬枣，植物春节发芽的需要氮肥来生产叶片，这个时候可以就需要快速供应氮肥，所以就可以将氮肥包的比较薄一些，让氮快速释放出来，氮的供应和植物需求趋于一致；叶子展开后，植物就开花，这是需要大量的磷来保证开花，可以对磷的包衣设定前期供应少，在需要磷的时候快速释放出来；植物开花坐果后，需要大量的钾元素，这是对钾的包衣就比氮和磷要厚，这样钾就释放比氮和磷慢。这就叫做氮磷钾的养分接力，一棒传一棒。利用释放曲线和对氮磷钾进行不同厚度的包衣（释放快慢可调），然后进行掺混，这样针对每种作物就越趋于完美。控释肥有很多种施用方式。最简单的直接撒在土壤的表面，肥料利用率在60％－70％，在专业的花卉市场，控释肥基本是这样使用的，花卉基本是真正的控释肥，一般要市场价格为每吨2－3万元，如果你家养花，就撒在盆的表面上；第二种是和普通肥料一样，离根有段距离，盖土，肥料利用率在70％—80％；最理想的控释肥的施肥方式是和根完全接触，只有真正的控释肥才可以，否则植物很容易受到化肥的伤害，这种控释肥的初始释放率必须很低，最好在5％以下，肥料利用率在85％左右，一般是直接和种子一起施下去的，肥料的养分释放时间时从种子到收获，比如在日本水稻上，控释肥和稻种一起施到田中，直到收获。控释肥的包衣材料分为两类：
一类是热固性树脂（thermosetting resin)，主要包括聚氨酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、**树脂、尿素树脂、密胺树脂、硅树脂等。其中以醇酸树脂、聚氨脂、环氧树脂三种包衣材料最为常见。最早的控释肥就是scotts公司的o**ocote，目前依然是全球控释肥的第一品牌。目前开发的产品中以聚氨脂材料最为常见，因为聚氨脂材料经济，生产速度快，可以做到完全降解，符合环保要求。醇酸树脂的材料价格较便宜，降解性也非常好。环氧树脂材料性能非常稳定，但包衣材料价格高，降解差。热固性树脂的包衣工艺可以是溶剂型的，大部分是无溶剂型。材料的技术发展使包衣材料基本上向无溶剂方面发展，因为无溶剂包衣技术的优势是无与伦比的：生产成本低、不污染环境、生产快速、设备投资非常低、能耗很低。无溶剂控释肥技术是控释肥的必然方向。第二类为热塑性树脂（thermoplastic resin），主要是聚烯烃类的，包括聚乙烯、聚丙烯、聚**等，这些材料的包衣工艺必须是溶剂型，基本材料流化床的包衣工艺，溶剂一般是**、松香等。日本是热塑性包衣技术的发源地，代表的品牌为nutricote。**现在绝大部分控释肥技术是和日本技术基本相似，比如金正大。**最早从事控释肥技术的是徐秋明，他上世纪80年代去日本学习，90年代回国后继续从事控释肥研究，90年代中期开发成功，使用松香做溶剂，控释肥气味非常大，应该说他是**控释肥第一人。溶剂型技术除了包衣成本高、污染环境、生产速度、降解差外，还有非常致命的缺陷就是肥料的释放非常不稳定，主要的特点是初始释放非常快（主要表面缺陷引起），后期释放又很慢造成的曲线是先快后慢，刚好和植物喜欢的s曲线相反。热塑性控释肥材料对温度不敏感，温度的升降对养分的释放影响幅度较小，主要的原因是膜孔不容易膨胀。综合上述，无溶剂的热固性控释肥是控释肥技术的发展必然，目前，国际上最近申请的控释肥专利基本是聚氨脂材料为多。 20210311

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