肖晨星, 高璐阳, 马志明, 夏远鸣

    (新洋丰农业科技股份有限公司 湖北荆门 448000)

    近几十年来,我国在农业生产上取得了举世瞩目的成就——仅用世界9%的耕地养活了世界上20%的人口[1],2021 年实现农业生产总值78 339.51 亿元, 占当年国民生产总值的6.85%[2]。 人们对于食物、服装和许多日常生活必需品需求的快速增长带动了农业的迅速发展,但不可忽视,重量不重质的发展为社会带来了极大的负面影响,不合理的化肥、农药和不可降解农膜的使用带来了严重的农业面源污染[3]。

    我国农业生产用肥以传统肥料为主,其局限性在于养分释放速率较快,容易因挥发、浸出和地表径流而流失。 因此,控制肥料流失水平,最大限度地保留土壤养分,提高肥料利用效率,降低环境污染,一直是肥料改良的核心问题[4]。 缓/控释肥能够以可控方式释放营养成分,延长养分释放持续时间并控制养分释放速率与植物的生长周期相匹配[5]。 缓/控释肥是目前用于现代农业的新型肥料,能够减少营养物质挥发到大气或浸出到地下水中,但两者的养分释放机制存在差异。 缓释肥是通过化学或生物因素减缓肥料养分的释放;控释肥则是通过将营养颗粒包裹在有机或无机材料中使肥料的养分释放与作物生长周期一致,从而提高营养物质的利用效率[6-7]。

    控释肥的养分释放性能主要受包膜材料影响,而膜材料的成本、功能和环保性会影响肥料最终的应用推广,因此包膜材料一直是国内外研究的重点。 本文综述了近年来包膜材料研发的新进展,旨在为未来新型包膜材料的研发提供新思路。

    1 控释肥包膜材料主要分类及其特点

    控释肥的包膜材料主要包括无机包膜材料和有机包膜材料,包膜材料的比较见表1。

    表1 控释肥包膜材料的比较

    1.1 无机包膜材料

    1.1.1 硫包膜

    最早的包膜肥料是硫包膜肥料,早期的硫包膜尿素是将熔融态的硫黄喷涂在尿素表面,经过骤冷固化制取。 采用硫黄制作包膜肥料不仅可以提供作物生长发育所需的养分,还可以起到杀菌的作用[9],但受制于硫黄的结构特性,肥料颗粒在运输过程中因相互碰撞会造成包膜破裂。 此外,硫包膜尿素与水接触时会立刻释放尿素,导致肥料的控释性能较差 ......