全 文 ：收稿日期：!""#$"%$!" 接受日期：!""#$&"$"’
基金项目：国家“十一五”科技支撑计划课题（!""’()*&"("!）；国家自然科学基金（+,#-".++，+"!-"-’,）；
广东省自然科学基金重点项目（"’&"%.--）；农业科技成果转化项目（［!""%］+""）资助。
作者简介：樊小林（&,%#—），男，陕西三原人，教授，博士生导师，主要从事肥料学，植物营养与施肥的教学与科研。
/01："!"$#%!##+!%，234561：71859: ;<5=> 0?=> <9，<@8765A169859:&!’B 我国控释肥料研究的现状和展望
樊小林，刘 芳，廖照源，郑祥洲，喻建刚
（华南农业大学肥料与平衡施肥研究室，广州 %&"’.!）
摘要：本文结合作者长期从事控释肥料研究的心得和经验，在参阅国内外大量研究资料的基础上，比较系统地综述
了我国控释肥料的研究进展。论文指出了我国控释肥料研究的学术价值和经济意义，阐述了我国控释肥料研发的
切入点和目标、研制与社会需求、研制与我国经济发展。论述了控释肥料和缓释肥料的内涵和区别、区分控释肥料
和缓释肥料的意义和作用。参阅 &,-,年以来的研究资料，回顾了我国控释肥料研究的历史和现状，将我国控释肥
料研制划分为 +个阶段：&）缓控释肥料的探索阶段；!）控释肥料研究普及阶段；+）控释肥料关键技术深化和技术
集成与产业化，概括了各个阶段的研究成果。在此基础上，通过对我国控释肥料研制与国际同类研究差距对比、我
国控释肥料研究与发展总体趋势和特点分析、控释肥料研究的前沿领域的讨论，对我国控释肥料研究进行了展望，
并提出了今后的研究方向。
关键词：中国；控释肥料；研发历史；现状
中图分类号：C&.%B% 文献标识码：) 文章编号：&""#$%"%D（!"",）"!$".’+$&&
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世纪 ,"年代以来在我国农业、肥料制造业等行业和
相关领域备受关注。国家自然科学基金委 &,,# 年
立项第一个控释肥料自然科学基金项目（+,#-".++）
以来，国家科技部相继在“十五”和“十一五”期间设
立缓释、控释肥料项目，开展缓释、控释肥料的共性
植物营养与肥料学报 !"",，&%（!）：.’+$.-+
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关键技术及其产业化研究。至此，控释肥料和缓释
肥料的研发不仅集聚了我国该领域的大部分科研人
员和产业化机构，而且我国控释肥料和缓释肥料等
新型高效肥料的研究与产业化也正在积极推进。为
了使我国控释肥料等新型肥料创制沿着健康的轨道
发展并取得预期的经济和社会效益，本文结合作者
多年来开展包膜控释肥料研制的结果，就我国控释
肥料研究进展做一浅析。
! 控释肥料研究及产品开发的重要性
我国开展控释肥料研制是为解决“中国农业持
续发展的肥料问题”，在继“我国化肥面临的突出问
题及建议”的报告后［!］，力图通过改造肥料而提高化
肥的利用率。结合我国国情，控释肥料的研制目标
被锁定在三个方面：!）肥料的供肥量和供肥速度与
作物吸收基本吻合；"）控释肥料本身及其制造过程
对环境无污染；#）控释肥料的价格低廉，即一方面
高端产品的价格低于国际同类产品，另一方面用于
大田的中低端产品最终不增加农民的投入或不降低
农民的收入。
不少学者也曾认为，包膜控释肥料、缓释肥料是
世界肥料的发展方向［"$%］，其原因是控释肥料及其
延伸产品能明显地提高肥料利用率，大大降低施肥
劳动强度。全球现有包膜控释肥料消费量虽在 !&’
万吨左右，但是近几年消费量的增长速度很快［#］。
中国是世界上的肥料消耗大国，目前年需要化肥
!("!!(#亿吨，但是肥料利用率低及其引发的问题
已经引起各界的关注。因此，发展以包膜控释肥料
掺混型的复合肥料将是我国肥料业的必然发展趋势
之一。如果按现有化肥消耗量的 &)用包膜控释肥
料代替，那么控释肥料和缓释肥料的大田作物需求
量将为 *’’!*&’ 万吨。由此可见控释肥料和缓释
肥料有极其广阔的应用前景和市场需求。
当前我国农民购买化肥的费用仍然占生产总成
本的 &’)左右，有些地区甚至更高，为了有效地解
决当前化肥价格高涨、化肥利用率低、劳动力成本增
加、化肥面源污染严重等问题，迫切需要研制系列专
用复混型缓或控释肥料 ++肥。其核心产品是控释
肥料，因此开展包膜材料、包膜控释技术、包膜工艺、
包膜控释肥料在线质量控制等几方面控释技术及其
产业化关键技术的研究，对于保障我国控释肥料研
究成果的产业化，产业化后企业持续发展的技术储
备，以及我国控释肥料产业的稳健发展和使控释肥
料以控释 ++肥走向大田作物均具重要的意义。
" 控释肥料的概念及其内涵
"#! 区分控释肥料和缓释肥料的意义
在我国复合肥料研究初期阶段，把化合成的复
合肥和混合成的复混肥统称为复混肥料，同样在控
释肥料研究的初期阶段也可以把缓释肥料和控释肥
料统称为缓 ,控释肥料，特别是在控释技术尚不完善
的时期，将缓释肥料和控释肥料合二为一的优点在
于：一方面有利于扩大控释肥料研究队伍，普遍提
高控释肥料的研究水平，另一方面能够早日推动我
国的缓释肥料、控释肥料产业化。但是当我国的控
释肥料研究达到一定水平时，则有必要将缓释肥料
和控释肥料两个内涵截然不同的肥料区分对待，这
不仅仅是因为缓释和控释有两种截然不同的释放机
理，而且如果仍然把缓释和控释混为一谈，不但难于
深化缓释肥料和控释肥料的理论研究和技术开发，
也难于将各自的制造技术有针对性的用于生产实
践，并体现其各自的实用价值。例如缓释尿素的造
价低，只要在尿素的生产过程添加缓释剂等就能实
现大批量缓释尿素的生产，其优点是能够在较低的
成本下实现大田作物施用长效氮，但它不宜于景观
园林、花卉的施用；而控释尿素或控释复合肥则是
在尿素或复合肥的表面均匀的包覆树脂，并形成一
定厚度包膜层的尿素或复合肥，其造价比较高，不宜
单独施用于大田作物，但却是景观园林、花卉生产的
最佳选择。如果硬把两者混为一谈，那么在实际中
单就肥效期（-./012345）评价的标准而言，就很难做
到“鱼与熊掌兼得”。
"#" 区分缓、控释是肥效评价和技术集成与实现产
业化的要求
目前我国尚无统一的控释肥料国家标准。制订
国标一是为了与国际接轨和让国际市场接受我国的
控释肥料产品，二是为了规范生产和确保缓释肥料、
控释肥料的质量。但是当前我国虽有相关行标，但
尚缺乏控释肥料的制造标准和在线质量控制标准，
目前国内外学术界公认的控释肥料标准为欧洲标准
委员会推荐的三条标准［6］。
如果依据这些标准衡量我国的一些包裹型缓释
尿素或其他缓释肥料，则这些缓释肥料就会不合格。
而实际上这些缓释肥料在大田作物上有明显的增
产、增效效果。也就是说，如果我们没有单独的缓释
肥料标准，那么本来一种优质肥料很可能因名称的
误导而被视之为不合格产品。同时也给那些本来就
以高成本制造的适应于高端市场的树脂包膜肥料即
7*7 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !&卷
控释肥料带来质量差的负面影响。这样既不利于前
者在大田作物上的普遍施用和取得规模效益，也不
利于后者在景观园林、花卉、以及高经济价值作物上
施用而获得高额利润。由此可见，在当今控释技术
已经成熟和进一步更新并实现产业化的时代，有必
要区分和明确控释肥料、缓释肥料的概念。但行业
标准的制定甚至比国标要更加谨慎和周密。
!"# 控释肥料的概念
控释肥料的英文是“!"#$%"&&’()%’&’*+’ ,’%$-&-.’%”。
世界公认的控释肥料制造商，即美国 /0"$$+ 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或包膜尿素。国际标准组
织（1/2）曾于 3445 年公布，肥料中的养分以化合物
的形式（如脲醛 67+类）存在的肥料或肥料的物理状
态发生改变而使肥料中的养分随着时间的延续而缓
慢释放的肥料被定义为缓释肥料（/&"8)%’&’*+’ ,’%$-&)
-.’%）［39］。联合国工业发展署（6:1;2）和国际肥料发
展中心（17;!）344< 年在《化肥手册》中还明确定义
了包裹型缓释肥料（!"*$’( +&"8)%’&’*+’ ,’%$-&-.’%）、高
分子材料包膜肥料（="&>?’%)0"*$’( ,’%$-&-.’%）和控释
肥料（!"#$%"&&’( %’&’*+’ ,’%$-&-.’%）［39］。显而易见，在这
些概念和定义中，那些养分释放速率能与作物需肥
规律完全匹配的肥料称为控释肥料，也就是说控释
肥料是缓释肥料的高级形式。早在 34<9 年和 344@
年，2’%$&-［33］和 A"’%$.［3B］就分别在其文章中讲到，研
发控释肥料最基本的动机是在植物的生长期（原文
讲在一段相当长的时期内）使肥料的释放和供应速
度尽量地接近植物的营养需求。B999 年以色列
/C*D-D教授在其论文中建议应该把缓释肥料和控释
肥料加以区分［3@］。据此，我们认为有必要严格区分
缓释肥料和控释肥料的概念，综合国内外有关缓释、
控释的概念和内涵，本文对控释肥料和缓释肥料定
义如下：
控释肥料（!"#$%"&&’( %’&’*+’,’%$-&-.’%）：采用聚合
物包膜，可定量控制肥料中养分释放数量和释放期，
使养分供应与作物各生育期需肥规律吻合的包膜复
合肥和包膜尿素。
缓释肥料（/&"8 %’&’*+’ ,’%$-&-.’%）：采用物理、化
学和生物化学方法制造的能使肥料中养分（主要是
氮和钾）在土壤中缓慢释放，使其作物有效性明显延
长的肥料。缓释期和缓释量无定量规定。
之所以说控释肥料是采用聚合物包膜制造的包
膜肥料，是因为只有采用包膜的方法才可以设计和
修改包膜内养分的释放模式［3E］，或者说只有采用树
脂包膜才能在一定的范围内通过包膜的厚度控制养
分的释放［3B，3EFB9］。国外大量的研究结果表明，只有
包膜的厚度和环境温度控制控释肥料的养分供应速
度，其中温度是主要因素［B3FBG］。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 HI
值高低、微生物活性大小等环境因素的影响。其中
水分是养分释放后运输的必要条件，而并非养分释
放的决定条件，因为只要空气中有水汽，包膜内的养
分就会溶解，并在养分势的驱动下从膜内向膜外扩
散。在土壤水分不足时，膜内的养分就聚集在膜外
（养分释放了），难以被植物吸收利用，或少量通过作
物根系的截获而吸收利用；当土壤水分比较充分
时，就可以通过质流或扩散运输到根系。
不同于控释肥料，缓释肥料或稳定性肥料是肥
料中养分的供应速度明显小于普通水溶性肥料中养
分供应速度的一类肥料，更主要的是肥效期延长多
少没有确切的定量界限。国际肥料协会（17J）出版
的《农业生产中的控释与稳定肥料》一书中称，在肥
料生产过程中加入硝化抑制剂或脲酶抑制剂的肥料
为稳定性肥料［4］。这类肥料除了脲醛类肥料外就是
尿素加硝化抑制剂或脲酶抑制剂等稳定剂制造的氮
肥。这类肥料从功能上讲可归于缓释肥料［B5FB4］。
此类肥料在我国已经有比较长的历史和成熟的技
术，本文不作赘述。
# 我国控释肥料研究的历史和现状
如果说把缓释肥料视为我国控释肥料的开始，
那么我国控释肥料的研究应起始于 B9 世纪 59 年
代。至今我国控释肥料的研究可以划分为以下三个
阶段。
#"$ 缓 %控释肥料的探索阶段及其成果
缓 K控释肥料的探索阶段处于 B9 世纪 G9 年代
至“十五”以前。自 B9 世纪 59 年代开始，我国开展
了包裹肥料的探索性研究［@9F@B］，在参加工作的研究
机构中除郑州工学院开发的无机包裹肥料实现工业
化生产外，其他单位的工作都停留在试验阶段。这
一阶段的主要成果是：345E 年制得含 : 3@L!
3EL、含 =B2M @L!ML（质量分数）的长效碳铵包裹
肥；345@ 年，辽宁盘锦农科所研制的沥青石蜡包膜
碳铵；34料；34肥包裹尿素，分别在大田作物和花卉、果树、蔬菜上
获得显著的效果［@9F@B］。这些研究和探索为我国控
MGEB期 樊小林，等：我国控释肥料研究的现状和展望
释肥料研究的普及打下了良好的基础。
!"# 控释肥料研究的普及阶段及其成果
“九五”、“十五”是我国控释肥料研究的普及阶
段。这一期间樊小林、周建民、赵秉强、武志杰、徐秋
明、史衍玺和张民等人以及多所大学和研究所的科
技工作者承担了国家和地方的控释肥料研制课题，
已有研究单位从国外引进或协同国内专业厂家联合
制造了底喷流化床包衣实验设备，至此在国内掀起
了控释肥料的研究热潮。与此同时也带动了我国控
释肥料的产业化进程。在控释肥料研究的普及阶
段，我国控释肥料研究取得了以下几方面的成就：
!"#"$ 控释理论研究深入 控释技术及其产业化
在很大程度上取决控释理论的研究水平。控释理论
包括养分控释机理、养分释放性能评价方法等。控
释肥料养分释放的机理研究方面，不同的研究者采
用了各种经验方程进行氮素释放动力学的研究，有
研究表明对于控释肥料的养分释放可用复杂的群体
释放模型和单粒释放模型进行描述［!!%!&］。也有研
究认为可用 ’()*+,-./、0-./1(+2、一级动力学等方程
描述其特性。模型越复杂其描述的结果越接近实际
释放的情况，但是复杂的模型往往没有实际的引用
价值。因此，许多研究者建议用下列一级动力学方
程拟合包膜控释肥料的氮素释放规律，且拟合的相
关性达极显著水平［#，3%4，!3%!5］。
!（"# $ "%）& ! % ’ $ (（"# $ "%）或
)*（"# $ "%）’ )* " # $ ( %
式中，"% 为 6时刻的养分（如氮素）释放率（7），"#
为控释肥料的最大养分释放率，( 为控释肥料养分
（如氮素）释放速率常数（+% $），% 为释放时间（+）。
据此可以用数学的方法拟合包膜控释肥料的最大养
分释放率（"#）和每天的释放率（速率常数 8），从而
预测控释肥料施用后某一定时间的供肥量。’1*和
9)［#$］的研究结果表明，无论是 #3:还是 &;:，控释
肥料氮素释放动力学特性不仅可以用一级动力学方
程（’-(26 <(+=( =>)16-<*）描述，而且还可以用 ?,<@-./
方程、抛物扩散方程（A1(1B<,-. +-CC)2-<* ,1D）和零级方
程（E=(< <(+=( =>)16-<*）描述。研究结果表明，用 F +
的短期培养结果并结合氮素释放动力学方程可以预
测控释肥料的氮素释放率。
众所周知，控释肥料中养分的释放与温度有关，
其实这涉及到养分的释放与能量。#;;# 年郑圣先
等［&］曾在其论文中列出了包膜控释肥料氮素释放期
的活化能和诱导期的活化能。说明在本世纪初期我
国的控释肥料理论研究已经涉及到控释肥料养分释
放的热动力学研究领域，但遗憾的是该文并没有列
出计算结果，也没有对活化能的计算结果进行解释。
#;;3年 ’1*和 9)［4］在第三届氮素国际研讨会报告
和论文中，详细介绍了控释肥料氮素释放动力学和
热力学参数活化能的计算过程和结果。研究结果表
明，包膜厚度越厚的控释肥料或肥效期越长的控释
肥料，其氮素养分的释放需要更多的能量，当肥效期
倍增时，养分释放所需的能量也倍增。这也就解释
了为什么肥效期长的控释肥料在高温下肥效期缩
短。
控释肥料动力学和热力学虽然是理论研究，但
是我们认为，进行控释肥料动力学和热力学研究的
目的应在于弄清楚该肥料的释放特性，特别是养分
释放率与释放时间、环境温度的关系，并利用这种关
系预测预报在某一特定土壤环境、某一时间段养分
的供应量，从而指导施肥和调节植物营养状况。
!"#"# 控释包膜技术得到发展 控释肥料研制以
来，控释技术从探索阶段的无机物包裹大粒碳铵技
术和肥包肥技术［!］发展到了现阶段的树脂包衣技
术。现代树脂包衣技术按照发展进程有以下代表类
型。
$）溶剂型树脂包衣技术 徐秋明在国内较早
研发该项技术并最早将其转化为工业化技术。其关
键技术是在高温下以有机溶剂溶解回收塑料等烯烃
类热塑性树脂，然后将其在底喷风动流化塔内均匀
地包覆在尿素、复合肥等颗粒肥料表面。该项技术
目前已用于控释肥料工业化生产。
#）树脂包覆硫衣尿素技术（AGHI） 硫衣尿素
作为缓释肥料早在 #;世纪中叶就在国外应用。加
拿大已经将该项技术成功的升级到树脂包覆硫衣尿
素（AGHI）。
!）水溶性树脂或水基聚合树脂包衣技术 樊
小林等最早对该项技术及 !G 技术进行了研发［!F］。
所谓 !G技术就是水溶性树脂、脂溶性树脂（溶剂型
包衣技术）表面反应成膜树脂的 !个规模（G.1,=）之
技术及其放大和过渡技术，即实验室规模（J1B
2.1,=）、中试规模（A-,<6 2.1,=）和工业化规模（H.-1, 2.1,=）三级包膜技术，以及逐级过渡和放大的技
术。水溶性树脂或水基聚合树脂包衣技术已被用于
控释肥料的工业化生产。
&）肥料表面反应成膜包衣技术 在化肥价格
高涨、包膜材料价格高攀和溶剂价格上涨及其具有
潜在环境污染的严峻形势下，国家“十一五”科技支
撑计划“控释包膜技术研究”课题组在以往大量研究
55& 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 $3卷
工作的基础上，已经将核芯肥料表面反应成膜的实
验室技术通过 !"技术，成功地应用于包膜控释肥料
的产业化中。该反应成膜技术的优点是无需任何溶
剂，不污染环境，成膜工艺和设备比较简单，膜材料
用量少，包膜成本低。
十五期间中国农业大学、湖南农业科学院土壤
肥料研究所等国内许多院校和研究所也开展了包衣
技术的研究，在此将不一一叙述［!#$%&］。
总之，上述四个方面的前三项技术概括了我国
控释肥料的包膜技术。但是这三项技术各有利弊，
在生产实践中应周全考虑。溶剂型树脂包衣技术的
优点是成本比较低，制造工艺难度小，但问题是溶剂
的回收率达不到理想指标，溶剂对人体和环境有一
定的危害，控释肥料成品难免残留溶剂，致使肥料有
异味。树脂 ’"()技术的优点是制造的成本低，便
于在大田作物上施用，但缺点是肥效期短，难于达到
高质量的控释标准。水溶性树脂或水基聚合树脂包
衣技术是今后树脂包衣控释肥料的发展方向，其优
点是无需回收溶剂（无溶剂），使用安全，成品无味，
但是其对包衣技术和工艺的要求比较高。因此，肥
料表面反应成膜技术是目前最理想的包膜技术。
与控释包膜技术有关的研究领域，特别是核芯
肥料的理化性质的研究也受到了重视。就包膜质量
而言，被包衣的核芯肥料表面特性，尤其是比表面积
的大小、表面积的光滑程度是影响包膜控释肥料质
量的直接因素。戴建军和樊小林等［%*］报道了用核
芯肥料的比表面积来控制包衣的厚度，从而控制
(+,的肥效期。黄培钊等［%!］用电镜观察表明，油冷
造粒工艺制得的复肥颗粒外表面比转鼓造粒工艺制
得的复肥光滑。樊小林等［!-］报道，同一包膜厚度和
单位质量下，用大粒径核心肥料制造的控释肥料可
明显减少包膜材料的用量；但要延长大粒径控释肥
料的氮素释放期（减小其释放率），应利用表面光滑
的核心肥料制造包膜控释肥料。核芯肥料的养分配
比也是控释肥料质量的关键所在。有研究者已经把
混料设计应用于控释肥料的研制之中，为确定核芯
肥料配比提供了有益的参考［%%$%.］。上述研究结果
表明，核芯肥料的比表面积大小、表面光滑程度、颗
粒的强度等理化性质不仅影响到包膜控释肥的控释
性能，而且也会明显影响控释肥料的造价。故此，在
控释肥料的制造和工艺中核芯肥料的表面性能有极
其重要的地位。
!/*/! 控释肥料肥效得到肯定 自控释肥料研究
进入普及阶段以来，我国各地开展了各式各样的控
释肥料肥效试验。据中国期刊网资料不完全统计，
自 &010年以来有关控释肥料肥效的研究论文 -2多
篇。其中控释肥料提高氮素利用率的作用及其对水
稻的增产效应［%-$.!］、增产的机理［.%$..］和控释肥料的
旺根抑衰作用［.-］有大量的研究报道。其次在旱地
玉米［.1］、冬小麦［.#］、大豆［.0］等大田作物上有明显的
增产效果。控释肥料在茶叶［-2］、西瓜［-&］、烟草［-*］、
棉花［-!］、景观园林植物［-%$-#］上的应用也都有明显的
增产效果。
可见，控释肥料在我国大田作物上的应用已经
受到了众多研究者的重视，表明在大田作物上推广
应用控释肥料及其延伸产品不仅有相当大的市场需
求，而且也给控释肥料研究者提出了一个新的课题，
即如何制造控释效果好且成本低的控释肥料。所
以，我国的控释肥料研发应该重视农业生产的需求，
并顺应市场的需求开展高质量、低成本控释肥料制
造技术的研究。
!/*/% 控释肥料肥效评价方法和在线质量检测有
突破 控释肥料质量，实际上是控释肥料制造过程
的质量控制和控释肥料产品的质量检测问题。前者
和控释肥料质量在线检测息息相关。控释肥料的质
量检测方法就是其肥效期（3456789:;）的测定或评价
方法，在线质量检测也就是在包膜控释肥料制造过
程或产品刚刚制造出来时，在很短的时间内准确测
定和检验其肥效期。
目前控释肥料的研究和制造中大家都习惯借用
欧洲、日本以往采用的恒温静水培养法，以控释肥料
的初期溶出率和微分溶出率评价其肥效期［-0］。美
国和北美国家采用 *&<培养，我国和欧洲国家多采
用 *.<。这一方法虽然比生物试验和土壤培养已
经快了许多，但该方法仍然存在两个问题：第一，该
方法只能测定和评价已经制造好或已经供应给用户
的控释肥料的肥效期，适应于产品质量抽查和评价。
第二，该方法若在控释肥料工厂应用，并不能及时提
供某一批次肥料的质量（肥效期）与设计的肥效期之
偏差等信息，不便于工厂在生产过程中及时调整控
释参数，以制造合格的产品，也就是说恒温静水培养
法因其培养期较长而不适于控释肥料工厂的在线质
量检测。
我国在控释肥料肥效评价方面的重点曾经是控
释肥的初期溶出率、微分溶出率和养分释放期特征，
研究方法主要是静水溶出法、失重法、土柱淋溶法、
土壤培养法等［12$1!］。这些检测方法虽为控释肥料
质量评价提供了诸多值得借鉴的方法，但是国内外
1-%*期 樊小林，等：我国控释肥料研究的现状和展望
大多数研究结果表明，静水溶出率法结合电导率直
接测量法是一种比较简单和可靠的检测方法。然
而，在 !""#年以前尚无以此方法为基础的快速检测
方法。
近一两年来，随着控释肥料产业化发展的需求，
控释肥料肥效期的快速检测和在线质量控制检测方
法受到重视并取得了一定的发展。戴建军等［$%］研
究了热固性树脂包膜控释肥料在 &"’! (""’高温
下培养 ) *或 & *所建立的预测预报回归方程能快
速而准确地用于预测预报包膜控释肥料在常温下
（!+’）下的肥效期。预测值与实测值只相差 !,%
-，而习惯上的微分溶出率法却相差 !.!%! -。表明
用高温下的肥效期预测预报回归法可以在数小时内
准确、迅速地预测控释肥料的肥效期。该方法为控
释肥料在线生产质量控制提供了可靠研究思路和方
法。他们最新的研究结果表明，在 &"’高温下，短
期淋洗法可以在 # *内比较准确、迅速地预测水溶
性树脂包衣控释肥料的肥效期，与传统的静水溶出
率法或土柱淋溶法相比，结果更准确，而且大大缩短
了检测时间。研究结果一致表明，短期高温热水淋
溶方法可作为热固树脂、水溶性树脂包膜控释肥料
肥效期或养分释放期的快速检测方法［$+］。
笔者认为，随着我国控释肥料工业化程度的提
高和规模的扩大，控释肥料质量应该是第一要素，而
把好质量关的关键在于选择快速、准确的肥效期检
测方法，在线检测并及时评价控释肥料的肥效期，为
其制造提供实时在线监控结果，以便于控释肥料制
造过程修正工艺参数，确保控释肥料的质量。
),!,+ 掌握了控释肥料设备的设计和制造技术
目前我国的控释肥料制造设备有三个规模和三个类
型。三个规模分别为：(）实验室设备 实验室规模
的设备根据核芯肥料的用量又包括台式机和立式
机。台式机的核芯最小用量为几百克，最大到 (千
克；立式机的最小用量为 ! 千克，最大为 + 千克。
!）中试规模的包衣机 小型机的核芯肥料用量为
&"!(""千克，大型的为 !+"千克。)）工业化规模包
机设备 其小型机的核芯肥料用量为 +"" 千克，大
型的为 ("""!!""" 千克。滚筒包衣机的最小用量
为 (""" 千克，大型的可达到若干吨。目前以色列、
美国的包衣机批次投料量（核芯肥料用量）为 !!%
吨。
根据流化原理的不同，常用的工业化制造控释
肥料的包衣设备分为三类：(）底喷流化床包衣机；
!）底喷风动流化塔包衣机；)）滚筒流化包衣机。
),!,# 控释包膜材料有突破 目前国内代表性树
脂包衣控释肥料工业产品有水溶性树脂和表面反应
成膜树脂包衣控释肥料、表面反应成膜控释肥料、溶
剂型热塑性树脂包衣控释肥料。包衣材料实际上为
以下四种：
(）水溶性树脂，即水基聚合或水基交联聚合树
脂；!）核芯肥料表面或原位反应成膜类树脂（聚氨
酯类树脂）；)）醇酸树脂；%）溶剂型热塑性烯烃类树
脂
从节约能源和环保两个方面衡量，认为今后控
释肥料包膜材料的取材方向应该是上述四类树脂中
的水溶性包衣材料和核芯肥料表面原位反应成膜类
树脂。目前华南农业大学、中国农业大学、南京土壤
研究所在国家科技支撑计划的资助下，在水基聚合
物包膜材料的合成方面取得了明显的进展，水溶性
树脂合成技术已经用于工业化制造包膜材料。华南
农业大学研发的核芯表面原位反应包膜控释技术也
已经实现了产业化。
),!,$ 中试控释肥料品种齐全 当前我国控释肥
料的工业化产品有树脂包衣复合肥，如 (% /(% /(%
等均衡性 012（肥效期 )!("个月），高氮型 012，高
钾型 012，高氮钾 012；树脂包衣尿素（304）肥效期
)!(+个月；树脂包裹硫衣尿素（3504）肥效期 !!
%个月。即我国的控释肥料产品种类齐全。但笔者
认为，目前我国的高端控释肥料产品种类不及欧美
国家的多，其制造的限制因子是核芯肥料。而肥效
期短，适用于中低端市场的产品种类比较多。
目前最新推出的适于大田作物施用的控释肥料
实际上是以控释尿素为控释氮源，或以控释复合肥
为控释氮磷钾源，掺混普通化肥而成的控释 66肥。
它的优点是由于有控释氮磷钾养分，因此一次施肥
下生长后期作物不脱肥，另一方面由于只控制释放
部分养分（一般占总养分的 (+7!)"7），所以成本
不高，可用于大田。
),!,& 控释肥料研究的其他成果 在多年的研发
过程中，我国的控释肥料研究领域还形成了多项有
待产业化的控释肥料技术，特别是多单位、多机构、
多层次的研究，控释技术可谓层出不穷。许秀成
等［)］报道，具初略统计，我国 !""(年以前的缓释控
释肥料专利就有 !+项以上。在此基础上，各个层面
的研究推进了我国控释肥料研究，同时也培养了各
个层次的专业科研人员，涌现出了许多控释肥料专
业制造企业。这些业绩不仅标志我国控释肥料研究
的水平，同时说明今后我国控释肥料研究也面临共
&#% 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 (+卷
性关键技术攻关和技术集成与产业化的挑战。
!"! 控释肥料共性关键技术深化和技术集成与产
业化阶段及其成果
如前所述，“十一五”国家科技部立项开展“新型
高效肥料创制”科技支撑计划项目以来，我国控释肥
料、缓释肥料研究都进入了第三个阶段。总体目标
是从重大共性关键技术、新产品开发与产业化示范、
技术创新平台建设与发展战略三个层次开展联合攻
关，解决控释肥料技术难点，提供系统、适用、先进的
技术体系和中试，实现控释肥料的工业化生产，形成
我国控释肥料技术创新体系，为我国控释肥料新产
品的开发提供技术储备，将推进我国控释肥料产业
化进程，提高我国控释肥料工业化水平。
# 控释肥料研究展望及建议
#"$ 我国控释肥料研制与国际同类研究的差距
与国际同类研究相比，总体而言我国控释肥料
研究水平参差不齐，在高端技术上，不及国际先进水
平。例如工业化大规模的控释肥料制造水平赶不上
欧美发达国家，但是个别企业的产品质量有的优于
欧美国家的产品。在原位反应成膜、无溶剂回收脂
溶性树脂包衣技术上有一定的差距，但水溶性树脂
包衣技术优于国际同类产品。在高端市场的控释肥
料制造技术和工艺上不及欧美国家，但在大田作物
等中低端市场的控释肥料制造工艺和技术上普遍优
于国外。在树脂滚筒包衣技术和工艺上不如国际同
类，但是在底喷流化和底喷风动流化包衣方面已经
达到国际先进水平，某些技术已经超过国际水平。
在控释肥料的系列化方面与国际同类有一定的差
距，但是在控制养分释特性的控释肥料研究方面（如
异粒变速控释肥料制造技术）处于国际领先水平。
在控释肥料应用面上，国际同类的优势大于我国。
国际上特别是欧美的控释肥料质量稳定，而国内的
产品质量不够稳定，主要是受核芯肥料的限制。
可见，我国控释肥料研制需要开展重点突破（提
升控释肥料关键技术研究水平）、多方位攻关（普遍
提升控释肥料的研究水平）式的合作研究，以便提高
我国控释肥料研究和控释肥料产品的总体水平。
#"% 控释肥料研究与发展趋势和特点
综合国内控释肥料研究各个方面，控释肥料研
究和总体发展趋势是：缓释和控释分家、控释肥料
向两个方向并重发展。
缓释和控释分家不仅有利于深入开展控释肥料
和缓释肥料的研究及其肥效评价，而且有益于各自
早日实现大规模工业化制造。
所谓控释肥料两个方向并重是指，同时加强开
展高端市场控释肥料研制和中低端市场（大田作物）
控释肥料的研制力度，并推进各自的产业化。这一
点是我国的国情所决定的。控释肥料设计的初衷是
以树脂包衣肥料满足沙漠、干旱少雨、或暴雨频发地
区对肥料非常敏感的作物（如花卉）、生长周期长且
需肥量大且种植面积大的作物（如油棕）、高经济价
值作物（如烟草）的需求。这一类作物和特殊环境对
控释肥料的最大要求是肥效期长，一般短期的为 !
个月，中期的为 " 到 # 个月，长期的为 $% 到 $& 个
月，并且要求养分释放曲线与作物吸收曲线基本吻
合，故此是高端产品。所以对于高端市场的产品，要
求制造过程严格控制工艺和技术，确保质量标准。
中低端市场（大田作物）的控释肥料就是指可以普遍
用于大田作物或大田经济作物上的控释肥料。对这
类肥料的要求是微分溶出率要大，但是后期又不脱
肥，能够满足大田作物一生一次施肥的需要。最近，
作者了解到，在台湾和东南亚国家，大田施用控释肥
料已习以为常，而且一周内必须有三分之一的养分
释放，否则将造成作物前期缺肥。因此这类控释肥
料的研制对控释技术的要求与高端产品不同，控释
效果的不同有望降低制造的成本。但是同时要注意
如何做到仅仅是前一周释放大约三分之一的养分，
而以后又进入控释阶段。
#"! 控释肥料研究的前沿领域
综上所述，我国控释肥料研究和制造已经逐渐
步入正轨，但是我国控释肥料研究存在一些薄弱环
节和空白区，有待今后工作中进一步深入。目前，我
国控释肥料研制中尚待进一步加强的方面如下：
$）控释技术领域 在控释技术领域的研究建
议开展具有“’”型释放曲线的控释技术研究；掺混
控释技术的研究；非温控型控释技术研究。
%）控释包膜工艺 建议开展复式包膜工艺的
开发研发；水基聚合物或水溶性树脂包膜工艺的研
发；快速低能耗包膜工艺的研发；无溶剂回收包膜
工艺的研发；原位反应包膜工艺的研发；溶剂高效
回收工艺的研发。
!）包膜材料开发 建议开展水溶性树脂或水
基聚合包膜材料的研发；控释效果好、包膜能耗低
的高分子材料研发；降解周期短的包膜材料研发。
(）控释肥料核芯肥料研发 建议开展核芯肥料
养分的配比、养分形态及其配比的关系的研究；改
善核芯肥料表面特性和增加颗粒强度的工艺的研
)"(%期 樊小林，等：我国控释肥料研究的现状和展望
究；增加核芯肥料硝态氮比例的工艺和技术的研
究；核芯肥料增加有效微量元素的工艺和技术的研
究。
!）包膜控释肥料在线质量控制方法和技术研
究 建议进一步加强控释肥料快速、准确预测预报肥
效期的测定方法研究；建立控释肥料在线质量检测
方法；分别建立控释肥料、缓释肥料的行业标准、企
业标准、国家标准。
!"! 当前我国控释肥料研制尚未涉足的空白领域
或不受重视的领域
"）控释效果与控释肥料有效养分含量的关系
当前控释肥料消费者大都注重肥料的控释效果及养
分配比，而不太强调控释肥料养分的总量。因此，可
能为达到控释效果而增加大量的包膜材料，致使单
位肥料供给的养分量明显降低。所以造成了以高价
位购买低养分含量肥料的问题，也给一些以大量低
廉膜材大量包膜的肥料提供了谋利的机会。故此，
控释效果好、包膜耗材少、养分含量高的包膜控释技
术及工艺是今后控释肥料研发的方向之一。
#）在我国水溶性树脂或水基聚合物包膜材料
及其相应的包膜工艺是今后应该探索的领域之一。
$）无溶剂、表面反应成膜包膜原材料和包膜技
术的研发是今后的研究方向之一。
%）与包膜工艺相关的包膜设备及其自动化研
究应该受到足够的重视。
!）对物理化学性能（如吸湿潮解性）不稳定的
肥料（如尿素、硝磷酸铵）通过包膜解决其吸湿潮解，
从而实现散装散运，节约运输和包装费用也是包膜
技术研究的一个方向。
参 考 文 献：
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