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、膜材難以降解等問題，使緩控釋肥新品種開發(fā)面臨挑戰(zhàn)。對此專家認(rèn)為，在化石資源日益匱乏、應(yīng)對氣候變化形勢日益嚴(yán)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(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，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、淋洗損失小和無大水漫灌的情況下才能發(fā)揮更好效果，同時對使用技術(shù)也有較高要求。有專家指出，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環(huán)境和人身健康產(chǎn)生影響，生產(chǎn)和使用過程的安全性同樣值得關(guān)注。
樊小林教授介紹說，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(chǎn)過程及膜材的制備過程均需使用有機(jī)溶劑，不僅增加成本，還造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)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(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。
無溶劑與水性成熱點
談到緩控釋肥生產(chǎn)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(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。
據(jù)胡樹文介紹，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、包膜材料和溶劑價格上漲的背景下，無有機(jī)溶劑膜材料的開發(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)，水溶性包膜材料對原材料、包膜工藝的要求高，開發(fā)難度大，生產(chǎn)成本高，目前國內(nèi)外尚沒有產(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，中國農(nóng)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(shè)計出一套連續(xù)化自動化生產(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)于未來緩控釋肥產(chǎn)品發(fā)展趨勢，胡樹文認(rèn)為，緩控釋肥研究應(yīng)結(jié)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(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(nóng)大已經(jīng)開始了相關(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，擺脫了對石油系列產(chǎn)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(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。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(fù)合一體化，目前我國已經(jīng)開展了相應(yīng)產(chǎn)品的基礎(chǔ)研究工作。
