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控释肥是采用聚合物包衣的肥料,膜上的微孔通常只有几百纳米,液态的水根本无法通过膜,只能以水分子形态进入膜内,所以除了水分子能自由进出膜内,肥料颗粒完全和外部隔绝,而养分通过膜的渗透压排除膜外。所以,养分的释放快慢只和水分子的运动速度和膜微孔的孔隙有关,当一种控释肥施入土壤后(微孔已设定),只和水分子运动速度有关,而水分子的运动速度取决于温度。土壤的微生物、PH值等控释肥的释放没有任何影响。普通的肥料施入土壤后,前期由于释放快导致养分过量,植物在短期内无法完全吸收,造成大量的养分蓄积在土壤中,容易挥发、下雨淋失;渗入地下;或土壤固定,所以肥料平均利用率只有35%左右,而后期又缺乏养分。控释肥实际上是把前期的用不上的养分节约拿到后期供应给植物,同时减少了淋失、微生物的分解和土壤固定,相当于一点一点不停地给植物喂肥。因此,肥料利用率能达到70%左右,近根使用 能达到80%以上。
“控释包膜技术研究”和一个产业化课题,即“树脂包膜控释肥料关键技术集成及产业化”。这不仅体现了 对控释肥料研究和重视程度,也标志着我国控释肥料研究已经达到一定的水平。
然而,目前不少人和肥料企业,不明确控释肥料的定义,且不论处于何种目的,仍然将控释肥料和缓释肥料混为一谈。这不仅给农民选择肥料带来困惑,而且极不利于控释肥料研究和控释肥料产业化,为了推进我国控释肥料研究和产业化,有必要明确控释肥料的定义。
控释肥料的英文是“Controlled Release Fertilizer”。全球公认的控释肥料制造商,即美国Scotts公司给控释肥料的定义是:控释肥料是能够控制养分供应速度的肥料。此类肥料是高分子聚合物包膜肥料(一般是包膜氮磷钾复合肥)。控制包膜肥料养分供应速度的两个因素分别是:1)包膜的厚度,2)施用肥料的环境温度。控释肥料中养分的释放速度或供应速度不受土壤水分多少、环境pH值高低、微生物活性大小等环境因素的影响。
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,因为硫磺的晶体没有经过改性,硫磺非常容易破裂,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,提高硫磺晶体的连接强度;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,是硫磺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 实行的缓控释肥的 行业标准,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%( 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)。
包膜缓/控释肥中试研究及缓/控释肥规律测定
利用率高、环境污染小、资源消耗低的缓/控释肥是未来肥料的发展方向。本研究涉及以下三方面的内容:1.改性地沟油为主要包膜剂的缓/控释肥中试实验研究。研究以改性地沟油作为包膜剂A,异氰酸酯与催化剂、交联剂、溶剂、填料粉、稳定剂等添加剂的混合溶液为包膜剂B,大颗粒尿素为核心。实验结果表明:当包膜温度60℃,喷涂压力1.5MPa,喷涂速度0.5kg/h,包膜剂A和包膜剂B总量为尿素质量的6%,两种包膜剂质量比为1:1,混和后分三次按3%、2%、1%比例依次加料。所得产品不仅符合GB/T23348—2009产品标准,且产品成本低.
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