目前緩控釋肥主流品種的生產和應用普遍存在短板，尤其是有機高分子包膜控釋肥在生產使用中暴露出的有機溶劑消耗大、膜材難以降解等問題，使緩控釋肥新品種開發(fā)面臨挑戰(zhàn)。對此專家認為，在化石資源日益匱乏、應對氣候變化形勢日益嚴峻的今天，通過材料創(chuàng)新，研發(fā)低碳、環(huán)保、多功能的包膜控釋肥將是未來的發(fā)展方向。
效果與安全性須兼顧
華南農業(yè)大學樊小林教授認為，現(xiàn)有的緩控釋肥由于成膜材料和緩釋劑本身的缺點，在產品推廣應用上受到限制。其中硫包衣尿素采用硫黃包膜容易破碎，為保證包衣效果，往往加大硫磺包衣量，造成養(yǎng)分含量低，生產成本高。另外，采用生化抑制劑的穩(wěn)定性肥料也受到使用條件限制，只有在雨水比較少、淋洗損失小和無大水漫灌的情況下才能發(fā)揮更好效果，同時對使用技術也有較高要求。有專家指出，脲甲醛肥料不僅生產中需要消耗大量甲醛，導致成本居高不下，而且后續(xù)的甲醛釋放有可能對環(huán)境和人身健康產生影響，生產和使用過程的安全性同樣值得關注。
樊小林教授介紹說，目前有機高分子包膜控釋肥幾乎全部采用脂溶性包膜。膜主體材料則是以聚烯烴類材料為主的熱塑性樹脂。由于包膜聚合物材料本身難以降解，長期使用會造成土壤積累大量的聚烯烴類聚合物，污染土壤。而且聚合物包膜肥料生產過程及膜材的制備過程均需使用有機溶劑，不僅增加成本，還造成嚴重的環(huán)境污染。
中國農業(yè)大學胡樹文教授指出，目前常用的樹脂包膜對環(huán)境要求比較苛刻，由于包膜釋放速度受溫度和濕度影響很大，在氣候復雜的情況下，養(yǎng)分的釋放和使用效果受到影響。因此，摒棄有機溶劑型包膜材料、溶劑型包膜工藝和脂溶型控釋肥料是控釋肥料行業(yè)的發(fā)展趨勢。
無溶劑與水性成熱點
談到緩控釋肥生產工藝的發(fā)展方向，胡樹文告訴記者，緩控釋肥的未來是包膜控釋肥，而包膜控釋肥的未來熱點是無溶劑和水溶劑的控釋材料和相應包膜技術，表面反應成膜材料和水溶性包膜材料將成為研發(fā)重點。
據(jù)胡樹文介紹，傳統(tǒng)溶劑成膜就像用有機溶劑墻漆刷墻，有機溶劑揮發(fā)污染嚴重；水溶性包膜則像水溶液墻漆，揮發(fā)掉的只是水分；反應成膜則是直接用墻紙貼墻，根本不采用任何溶劑。后兩種成膜材料的降解性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)聚烯烴材料。在環(huán)保法規(guī)日益嚴格，化肥、包膜材料和溶劑價格上漲的背景下，無有機溶劑膜材料的開發(fā)將有利行業(yè)節(jié)能減排、降低產品成本、擴大應用領域。我國表面反應成膜技術已經(jīng)比較成熟，目前華南農業(yè)大學已經(jīng)將核芯肥料表面反應成膜的技術用于產業(yè)化生產，建成了年產10萬噸的生產基地。
在水基聚合物包膜材料的研發(fā)上，樊小林強調，水溶性包膜材料對原材料、包膜工藝的要求高，開發(fā)難度大，生產成本高，目前國內外尚沒有產業(yè)化的水溶性包膜材料產品上市，生產企業(yè)不要盲目上馬。據(jù)介紹，華南農大已經(jīng)成功合成了水基聚合物，并研發(fā)了相應的包衣技術。此外，中國農大也開發(fā)出專門用于包膜控釋肥料的乳液聚合物的聚合方法和工藝，設計出一套連續(xù)化自動化生產水基包膜控釋肥生產設備。
可再生材料大有作為
關于未來緩控釋肥產品發(fā)展趨勢，胡樹文認為，緩控釋肥研究應結合我國具體情況。由于我國是一個貧油、缺水的國家，未來緩控釋肥應集中在可再生資源的利用和功能化控釋肥的研發(fā)上。他指出，目前的有機包膜材料基本都是石油基產品，既不低碳也不環(huán)保，生產成本受石油價格影響，而纖維素等可再生材料來源豐富，以可再生原料作為包膜材料的新型緩控釋肥未來極具發(fā)展前景。目前中國農大已經(jīng)開始了相關研究，將淀粉、纖維素、甲殼素、木質素等天然高分子經(jīng)化學改性后，噴涂在肥料表面成膜得到控釋肥料，擺脫了對石油系列產品的依賴，且膜材完全可以為土壤微生物所降解。
此外，針對我國干旱缺水的現(xiàn)狀，胡樹文認為，既能控釋養(yǎng)分又能保水抗旱的功能多元化肥料也將成為研究新熱點。保水型換控釋肥料以肥料為核心，加入高吸水性材料，這種保水型緩控釋肥料吸水膨脹后成為“小水庫”，可以提高水、肥利用效率，實現(xiàn)肥料和保水劑復合一體化，目前我國已經(jīng)開展了相應產品的基礎研究工作。
