目前緩控釋肥主流品種的生產(chǎn)和應(yīng)用普遍存在短板，尤其是有機(jī)高分子包膜控釋肥在生產(chǎn)使用中暴露出的有機(jī)溶劑消耗大、膜材難以降解等問(wèn)題，使緩控釋肥新品種開(kāi)發(fā)面臨挑戰(zhàn)。對(duì)此專(zhuān)家認(rèn)為，在化石資源日益匱乏、應(yīng)對(duì)氣候變化形勢(shì)日益嚴(yán)峻的今天，通過(guò)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(lái)的發(fā)展方向。
效果與安全性須兼顧
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)樊小林教授認(rèn)為，現(xiàn)有的緩控釋肥由于成膜材料和緩釋劑本身的缺點(diǎn)，在產(chǎn)品推廣應(yīng)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(chǎn)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(wú)大水漫灌的情況下才能發(fā)揮更好效果，同時(shí)對(duì)使用技術(shù)也有較高要求。有專(zhuān)家指出，脲甲醛肥料不僅生產(chǎn)中需要消耗大量甲醛，導(dǎo)致成本居高不下，而且后續(xù)的甲醛釋放有可能對(duì)環(huán)境和人身健康產(chǎn)生影響，生產(chǎn)和使用過(guò)程的安全性同樣值得關(guān)注。
樊小林教授介紹說(shuō)，目前有機(jī)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(lèi)材料為主的熱塑性樹(shù)脂。由于包膜聚合物材料本身難以降解，長(zhǎng)期使用會(huì)造成土壤積累大量的聚烯烴類(lèi)聚合物，污染土壤。而且聚合物包膜肥料生產(chǎn)過(guò)程及膜材的制備過(guò)程均需使用有機(jī)溶劑，不僅增加成本，還造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)胡樹(shù)文教授指出，目前常用的樹(shù)脂包膜對(duì)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(fù)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(jī)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(shì)。
無(wú)溶劑與水性成熱點(diǎn)
談到緩控釋肥生產(chǎn)工藝的發(fā)展方向，胡樹(shù)文告訴記者，緩控釋肥的未來(lái)是包膜控釋肥，而包膜控釋肥的未來(lái)熱點(diǎn)是無(wú)溶劑和水溶劑的控釋材料和相應(yīng)包膜技術(shù)，表面反應(yīng)成膜材料和水溶性包膜材料將成為研發(fā)重點(diǎn)。
據(jù)胡樹(shù)文介紹，傳統(tǒng)溶劑成膜就像用有機(jī)溶劑墻漆刷墻，有機(jī)溶劑揮發(fā)污染嚴(yán)重；水溶性包膜則像水溶液墻漆，揮發(fā)掉的只是水分；反應(yīng)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(yán)格，化肥、包膜材料和溶劑價(jià)格上漲的背景下，無(wú)有機(jī)溶劑膜材料的開(kāi)發(fā)將有利行業(yè)節(jié)能減排、降低產(chǎn)品成本、擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。我國(guó)表面反應(yīng)成膜技術(shù)已經(jīng)比較成熟，目前華南農(nóng)業(yè)大學(xué)已經(jīng)將核芯肥料表面反應(yīng)成膜的技術(shù)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，建成了年產(chǎn)10萬(wàn)噸的生產(chǎn)基地。
在水基聚合物包膜材料的研發(fā)上，樊小林強(qiáng)調(diào)，水溶性包膜材料對(duì)原材料、包膜工藝的要求高，開(kāi)發(fā)難度大，生產(chǎn)成本高，目前國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化的水溶性包膜材料產(chǎn)品上市，生產(chǎn)企業(yè)不要盲目上馬。據(jù)介紹，華南農(nóng)大已經(jīng)成功合成了水基聚合物，并研發(fā)了相應(yīng)的包衣技術(shù)。此外，中國(guó)農(nóng)大也開(kāi)發(fā)出專(zhuān)門(mén)用于包膜控釋肥料的乳液聚合物的聚合方法和工藝，設(shè)計(jì)出一套連續(xù)化自動(dòng)化生產(chǎn)水基包膜控釋肥生產(chǎn)設(shè)備。
可再生材料大有作為
關(guān)于未來(lái)緩控釋肥產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)，胡樹(shù)文認(rèn)為，緩控釋肥研究應(yīng)結(jié)合我國(guó)具體情況。由于我國(guó)是一個(gè)貧油、缺水的國(guó)家，未來(lái)緩控釋肥應(yīng)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(jī)包膜材料基本都是石油基產(chǎn)品，既不低碳也不環(huán)保，生產(chǎn)成本受石油價(jià)格影響，而纖維素等可再生材料來(lái)源豐富，以可再生原料作為包膜材料的新型緩控釋肥未來(lái)極具發(fā)展前景。目前中國(guó)農(nóng)大已經(jīng)開(kāi)始了相關(guān)研究，將淀粉、纖維素、甲殼素、木質(zhì)素等天然高分子經(jīng)化學(xué)改性后，噴涂在肥料表面成膜得到控釋肥料，擺脫了對(duì)石油系列產(chǎn)品的依賴(lài)，且膜材完全可以為土壤微生物所降解。
此外，針對(duì)我國(guó)干旱缺水的現(xiàn)狀，胡樹(shù)文認(rèn)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(diǎn)。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(kù)”，可以提高水、肥利用效率，實(shí)現(xiàn)肥料和保水劑復(fù)合一體化，目前我國(guó)已經(jīng)開(kāi)展了相應(yīng)產(chǎn)品的基礎(chǔ)研究工作。
