用于缓/控释肥料的复合型缓/控释外包裹材料研究成果
1 技术的先进性和成熟性描述
缓/控释肥料能改变传统的施肥方式，在多种作物上可实现一次性施肥，不用追肥，简化施肥程序，使播种与施肥同步进行，从而大大降低了农业劳动强度，提高劳动生产率。它具有缓释长效作用，可大幅度提高肥料利用率，在同种作物同等产量水平上可节约资源，减少肥料施用量，降低成本，增加农民收益。
20世纪70年代以后，国外经过大量研究，已推出了数十种缓释、控释肥料，这种肥料高新技术可以较好控制肥料养分释放速度，氮素利用率高达60％至70％，而且不受土壤类型等复杂因素的影响，被称为是“21世纪的肥料”。目前世界缓释和控释肥的消耗总量大约是65万ｔ/ａ，美国是最大的消费国，约占世界总用量的70%，日本和欧洲各占15%左右。在日本，大多数控释和缓释肥用在农业上，主要是种植蔬菜、水稻和水果，仅一小部分用于草坪和观赏园艺。在美国和欧洲，约占总量的90%是用于高尔夫球场、苗圃、专业草坪和景观园艺，仅有10%用于农业，如蔬菜、瓜果、草莓、柑桔和其它水果上。用在农业上的大多数是包膜控释肥(约占65%～75%)，包膜控释肥的应用有明显稳定增长的趋势，包膜肥料的比例在过去的10年中不断增加。控制释放表现好的包膜控释肥(价格也较高)被越来越多地用在农业市场上，这表明消费者已意识到包膜控释肥在提高农业效益上胜过其它缓释肥。
控释和缓释肥在美国、日本等国家已进行了几十年的研究、生产和应用，我国控释肥的研究和开发尚处在起步阶段。目前我国也有一些缓效肥料的生产，如涂层尿素、长效碳铵、氢醌尿素、非溶性磷肥包裹尿素、沸石尿素等，但这些肥料多是延缓肥料运输贮存中的养份损失或养份在土壤中的转化过程。我国目前生产的缓释肥料品种不能解决肥料释放与作物所需相吻合的难题，达不到自控缓释指标，技术含量低，故一直未在生产中推开。在我国，随着化肥用量的不断增加，在农产品追求产量与质量并重，以及环境友好的多重目标要求下，肥料的改性问题就显得更为重要。开发缓释、控释肥料，提高肥料利用率，减少环境污染，是简单易行的措施，特别适合中国的国情。
本项目的研究人员经过多年的研究，研制出以高分子材料为主体的复合型膜材料作为化肥的包裹材料，这种包裹材料既有缓/控释的效果，又具光热可降解与生物可降解的特点。项目的核心技术是复合型膜材料及相应的添加剂，通过调整配方可以设定膜上孔的数量、大小等控制养分的释放。可依据作物营养规律，设计对应的控释参数(初期溶出率、微分溶出率、释放期)，通过膜材料与包膜工艺的优化，生产出低成本的各种包膜型缓/控释肥料。
使用该项目所提供的复合型膜材料作为化肥的包裹材料生产缓/控释肥料，可使化肥企业脱离原有同类产品在市场上拥挤造成的各种困境，摆脱市场压力。其缓/控释肥料产品有独特的市场空间，该产品养分利用率高，一次性施用，可满足作物整个生长期所需养分的需求，无需追肥，体现企业品牌的知名度。
该项缓/控释肥料技术生产工艺方便，并无需添加其他设备，可使产品更新换代，可提高了产品在市场的知名度。在原有的固定生产成本（水、电、工时等）的基础上，可生产出新型产品，扩宽了市场销路，从而可提高产品的附加值及利润空间，极大地提高化肥企业在国内外的市场竞争力。
该项目研制的以高分子材料为主体的复合型膜材料作为化肥的包裹材料，是其他缓释材料无法比拟的，具有可控的缓释功能，操作方便，适用广泛，在土壤中能缓慢分解或降解，完全溶于水，无毒无害，对种子发芽及作物生长无任何影响，不产生残留，在国内外处于领先地位。
使用该项目提供的复合型膜材料作为化肥的包裹材料，通过调整配方设定膜上孔的数量、大小等控制养分的释放，通过膜材料与包膜工艺的优化，可使承接项目的企业生产出各种复合肥外包裹缓/控释剂系列产品、复混肥外包裹缓/控释剂系列产品、尿素外包裹缓/控释剂系列产品，也可生产出各种蔬菜、草坪、花卉、玉米专用型包膜缓/控释剂。
2 项目技术指标及与国内外已有的同类技术全面综合对比情况
近年来国内外研究人员已经研制出一些涂层肥料，即用一种有机材料或无机材料将颗粒状的化学肥料缓慢溶出，达到提高肥料的利用率。如有报道用硫、蜡或低分子量聚合物涂层颗粒化学肥料，但是此种涂层材料用量大．溶出速度调节较差；还有报道用聚烯烃树脂或聚二氯乙烯共聚物等高聚物涂层颗粒化学肥料，这种涂层材料用量较小，比较容易调节溶出速度，但是这些高聚物难以被分解，可能对环境造成不利的影响。su l784616公开了一种涂层矿物肥料颗粒的混合物，该混合物含有聚乙烯醇、甲基丙烯酸酯、腐泥和水。cs 8601153公开了用卤素甲醛缩合产物改性的聚乙烯醇涂层的化学肥料,但这些现有技术在加工和生产成本方面都存在一些不可克服的缺陷。
本项目研制的用于缓/控释化肥生产的复合型缓释外包裹材料是一种环境友好型肥料，也是国际新型肥料研制领域的热点与焦点，本项目与国内外已有的同类技术相比有如下特点：
（1）依据作物营养规律，设计对应的控释参数(初期溶出率、微分溶出率、释放期)，通过膜材料与包膜工艺的优化，研制出高分子材料为主体的复合型膜材料，既有控释的效果，又具光热可降解与生物可降解的特点。
（2）项目的核心技术是复合型膜材料及相应的添加剂，通过调整配方可以设定膜上孔的数量、大小等控制养分的释放。可依据作物营养规律，设计对应的控释参数(初期溶出率、微分溶出率、释放期)，通过膜材料与包膜工艺的优化，生产出低成本的蔬菜、草坪、花卉、玉米专用型包膜缓/控释肥料。
（3）在研究包膜肥料的商品性状、土壤农化性状、农学性状、环境效益和经济效益的基础上，建立了缓／控释肥料的综合评价体系，为该类肥料生产质量控制和产品质量评价提供了科学依据。
3 项目背景
本项目的负责人是北京理工大学的赵天波教授，他领导的研究人员已在化肥产品添加剂领域取得多项成果，其中研制的磷肥活化疏松剂、液态复合肥防结块剂和化肥染色剂在国内外处于领先水平，上述科研成果已成功进入市场并取得很好的应用效果。