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最新缓控释肥基础知识及科学施用总结大全 (干货分享)

在这个碎片化的时代,快节奏的生活使我们知识的获得和学习都很零碎,应几位农友的要求,我将在未来几天中陆续分享化肥的基础知识以及科学施肥技巧,之前陆续已经分享过肥料、叶面肥、水溶肥、有机肥、草木灰的知识,今天和大家分享的是缓控释肥的相关知识,供农友们参考~,

缓控释肥起源

国外缓控释肥发展历史早于中国,1948年美国K.G.Clart等人合成了世界上第一袋脲醛缓释肥料,开启了全球缓控释肥料的生产历史。目前,美国、日本是世界缓控释肥研究技术比较先进的国家。

美国是世界上最早研究缓控释肥料的国家,以硫包衣尿素(SCU)为主,此外还有包硫氯化钾(SCK)、包硫磷酸二铵(SCP)等。改进的包硫尿素在其表面包一层烯烃聚合物,产品名为Polys,这种产品售价比聚合物包膜肥料便宜,在美国市场上被广泛使用,Osmocote是世界上最有影响的包膜肥料。美国的控释肥料很多是与速效肥料掺混使用,为防止掺混时包膜破裂,开发了耐磨控释肥;为减轻聚合物对环境的污染,又相继开发了生物降解膜控释肥料。

日本从20世纪60年代开始包膜肥料研究,1970年注册了热固型树脂包膜肥CSR,1979年日本相继研制出具有精确控释和缓释的双重功能的热塑型及热固型树脂包膜肥料。1980年研制出热塑型树脂聚烯烃包膜肥料(Nutricote),与美国的Osmocote,同为国际知名品牌。20世纪90年代主要生产包膜尿素、热固性树脂包膜及含农药的包膜肥、生物可降解的脂肪族聚酯和微晶石蜡包膜材料,现在以可降解聚合物包膜肥料为主。

全球缓控释肥主要领导厂商和主导产品类型:

中国的缓控释肥规模化应用始于90年代。目前国家统计局、行业协会并没有缓控释肥农业施用量相关统计。根据中国化工信息中心最新对外数据,2018年缓控释肥产量为380万吨,消费量为382.2万吨。现在中国是世界上最大缓控释肥生产国和消费国。

缓控释肥被称为“肥料的一次革命”其研究无论是对农业发展还足人类活都产生了深远的影响和改变,对促进农业可持续发展、构建节约型社会、减轻农民负担等都有十分重要的意义。我国鼓励并在出台了缓控释肥补贴政策,但缓控释施肥作为一种新型肥料,其市场份额在国内比较低较低,市场份额在化肥总量中的比例仅占2%左右。

二、 缓控释肥概况:

1、什么是缓控释肥?

广义的缓控释肥料是以各种调控机制使其养分最初释放延缓,延长植物对其有效养分吸收利用的有效期,使其养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放的肥料。

根据我国《缓释肥料》国家标准,缓控释肥料要满足下述三个指标:(1)在25℃静水中浸提24h的初期养分释放率≤15%;(2)28天累积养分释放率≤80%;(3)养分释放期的累积养分释放率≥80%。

但在买肥料的时候,大家经常会听到的是缓释肥和控释肥料。经常会被迷惑。其实这两种肥料都是缓控释肥。只不过按照工艺流程不一样做了区分而已。

狭义的缓控释肥是国际肥料工业协会(IFA)按照制作过程分的,将缓控释肥分成缓释肥料和控释肥料:

缓释肥料(slow release fertilizers,简称为SRFs)是尿素和醛类缩合物,是肥料施于土壤后肥料养分比常规水溶性肥料释放缓慢的一类肥料。

控释肥料(controlled release fertilizers,简称为CRFs),是包膜性肥料,对生物和化学作用不敏感的脲甲醛调控肥料养分在土壤里的释放量和肥效期,使养分的供给能够和作物生长发育的需肥量同步,是缓释肥料的高级形式。

两者均可以显著提高肥料的利用率、减少养分的挥发和淋洗损失、减轻施肥对环境的污染、改善作物的生长发育状况、提高作物的产量和产品品质,控释肥料比缓释肥料效果更显著。

但在在世界通用的说法中,对两者没有明确的界定,统称缓控释肥料。

2、缓控释肥产品的分类

目前我国缓控释肥产业已经形成较为完善的品种结构,主要包括以下三大类:

第一类是化学合成有机氮(脲甲醛等)、第二类是稳定性氮肥(添加脲酶抑制剂、硝化抑制剂等)、第三类是包膜(裹)肥料(无机包膜肥、聚合物包膜肥等)。

根据不完全数据统计,随着包膜材料技术研发的提高,我国包膜(裹)类肥料产能发展飞速发展,产能由2006年的75万吨提高至345万吨;稳定性肥料由于其加工制造成本较低(在原有设备改造)、技术比较成熟等原因,发展速度较快,产能由2006年的30万吨提高至150万吨。

从各品种产量结构来看,稳定性肥料由于其原料易得、加工制造成本较低、技术比较成熟等优势,在当前缓控释肥各品种中,稳定性肥料占比最大,占比为40%左右;脲醛肥料产量发展速度较快,此前由于生产工艺复杂、成本较高、价格昂贵,一直以来没有进行。

3、缓控释肥释放原理

包膜控释肥料

包膜控释肥料根据包膜材料类型的不同,其养分释放机理可以分为三类:

1、具有微孔的不渗透膜,养分从膜层微孔溶出,溶出的速度取决于膜材料性质、膜的厚度及加工条件;

2、不渗透膜,靠物理、化学、生物作用破坏而释放养分;

3、半渗透性膜层,水分扩散到膜层内直到内部渗透压把膜层胀破或膜层扩张到具有足够的渗透性而释放养分。不同类型或不同膜材料的包膜肥料受各种因素影响的程度都存在较大差别。如硫包衣尿素的释放速率受土壤微生物活性的影响较大,与硫包衣尿素等相似的无机包膜材料的包膜肥料受土壤水分含量影响较大;而有机聚合物包膜肥料,在土壤田间持水量和作物凋萎含水量范围内,除受土壤温度影响较明显外,其他环境因子影响都较小。温度对包膜肥料养分释放速率的影响是通过溶解和扩散作用来达到的。如:日本生产的树脂型包膜肥料依赖于温度的水分弥透性,可以采取添加无机粉末,如滑石粉或硅粉等来调节无机成分与树脂的比例,改变包膜成分及其通透性,以控制包膜内养分释放速度的快慢。这类聚烯烃包膜肥料不同于传统包膜肥料,表现出等养分可控制性高,但受温度影响较明显,其温度效应值是2,即温度每升高l0℃,作物的生化过程速度增加一倍,养分释放与作物养分吸收比较容易达到协调一致。

二、化学合成控释肥

脲甲醛、草酰胺等化学合成控释肥料是在化学分解和生物降解作用下释放养分,其养分释放速率主要取决于颗粒大小和土中水分含量、温度、pH值。如脲甲醛(UF)是尿素与甲醛反应所形成的聚合物,为白色无味的粒状或粉状固体,含氮量为38%-40%。施入土壤的脲甲醛,在微生物的作用下水解为甲醛和尿素,尿素进一步水解为氨。脲甲醛肥料作基肥一次施用,对一年生作物生长前期,往往显得氮素供应不足,因此必须配合施用硫铵、尿素等速效氮肥。砂性土壤上施用效果最好;脲异丁醛(IBDU)是尿素和异丁醛反应所形成的聚合物,白色粉状物,含氮量31%。不吸湿,微溶于水。施入土壤后,在微生物的作用下,水解为尿素和异丁醛。适用于各种作物,作基肥用时,它的利用率比脲甲醛高一倍。

缓控释肥优点:

传统肥料养分释放速度快,难以被作物完全吸收,肥料中的大部分养分容易被淋溶、挥发、固定,利用率低,并给环境带来污染。和传统肥料相比,缓控释肥具有以下优点:

概括起来就是高效、省工、省力、环保。

缓控释肥可以根据作物的养分吸收规律基本同步释放养分,肥料利用率显著提高;减少了施肥的数量和次数,节约劳动力和成本;养分有效控制,缓慢释放,不会因局部肥料浓度过高对作物根系造成伤害,使用安全;缓控释肥一次施用无须追肥,可避免因为气候等不可抗拒因素造成无法追肥的状况,提高了保障力;缓控释肥养分释放符合作物的吸收规律,作物生长更加健壮,抗逆性提高,农产品品质得到明显改善;缓控释肥可提高肥料利用率50%以上,有效避免氮的挥发、磷和钾的流失和固定,减少了对环境的污染。

如何科学施用缓控释肥?

缓控释肥企业在生产时是根据不同省份、不同土壤肥力、不同土壤质地而开发生产产品的,所以农友们要根据作物生育期的长短、缓控释肥的不同控释时期和养分含量有针对性地选择购买。

使用时要注意以下几点

一是与测土配方施肥技术相结合。测土配方施肥是一项先进的科学技术,广泛用于各种农作物的生产,具有增产增效和节本的作用。在目前缓控释肥成本较高的情况下,通过与测土配方施肥技术相结合,可以有效利用土壤养分资源,减少缓控释肥料的用量,提高其利用效率,降低农业生产成本,同时降低施肥的污染环境风险。

二是与普通化肥掺混施用相结合。普通化肥目前仍然是农作物生产用肥的主体,虽然有效期短,但释放迅速,能及时给作物提供养分。缓控释肥料与普通化肥掺混相结合施用,可以起到以速补缓、缓速相济的作用。

三是与农作物专用BB肥相结合。农作物专用BB肥是测土配方施肥的最佳物化成果,具有养分含量高(总养分含量多在 50%以上),配方合理并易于调整,物理性状好等诸多优点。在此基础上,对农作物专用BB肥进行包膜处理,将BB肥加工成缓控释农作物专用BB肥,增强了BB肥的应用功能,拓展了缓控释肥的应用领域,是新型肥料研制与应用的创新之举。

缓控释肥在不同作物上的实验示范效果:

(1)在小麦上的应用

与普通肥料相比,在小麦上施用缓控释肥料能增加小麦千粒重,穗数、穗粒数,并且以添加硝化抑制剂性缓释肥料的经济效益最高。(不同缓控释肥在小麦上的应用效果)

山东小麦以70%树脂包膜尿素4个月(PCU4)+ 30%速效尿素(U)处理效果最好,2013-2015年产量增幅为3.1~5.2%,2013-2014年氮肥利用率提高了3.79个百分点。

(2)在水稻上的应用

相同肥料、不同施用方法情况下,缓释尿素底肥+追肥效果好于一次性施肥, 每667m2增产55.5kg,增产率为9.2%。普通尿素底肥+追肥好于一次性施肥,每667m2增产32.2 kg,增产率为5.5%。(缓释大颗粒尿素在水稻上的应用)由于整季只施一次水稻控释肥,必须尽量撒施均匀以免影响水稻后期生长的整齐性。施用水稻控释肥前必须调好田水,施肥后3天内不要排水和灌水,以免影响肥料养分在田间分布的均匀性和降低肥料养分效果。沙质稻田施用水稻控释肥,一半作基肥,另一半在插秧后5-7天作追肥效果较好。根据目标产量施足控释肥,基本无需再施用其它肥料,若遇漏肥严重的地块,可适当追肥。(水稻缓控释肥应用技术)

树脂包膜尿素3个月(PCU3)适合中稻生产,PCU3处理增产效果和氮肥利用率更高,具有明显的后效叠加效应。增产0.8%-15.4%,氮肥利用率增加-2.22-13.29个百分点。

(3)在玉米上的应用

控释尿素每公顷施纯氮210 kg和田间持水量为 75%± 5%的条件下耦合效应最佳,在田间持水量为55%±5%条件下,控释尿素每公顷施纯氮以315 kg为宜。(控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性的影响)

宁夏南部山区地膜玉米施用控释肥能减少秃尖长,增加穗粒数,提高百粒重。基施90 d控释肥600 kg/hm2不追肥产量高,效益好,较习惯施肥增产14.3%,增收 2 145.66 元/ hm2。(、

炭基缓释肥是利用稻壳炭与常规尿素混合制成的长效肥料,土壤中添加稻壳炭有利于玉米的生长发育。稻壳炭基缓释肥对玉米的生长发育影响显著,能促进根系发育,使得玉米株高、茎粗增加明显。其中,施加炭粉尿素百分比为32.3%的炭基缓释肥肥效最好,与施加等量纯尿素相比可使玉米株高增加 6.2%,茎粗增加 10.83%,根干重增加50.7%,产量增加7.64%。

高缓释氮比例的专用缓释肥有利于提高千粒重,低缓释氮比例的专用缓释肥有利于增加穗粒数。砂壤土适宜用缓释氮比例较大的玉米专用缓释肥,中壤土施用缓释氮比例低的玉米专用缓释肥增产效果较好。(专用缓释肥对夏玉米产量及养分吸收利用的影响)

与普通肥料等量水平( 375 kg/hm2) 相比,氮磷钾配比为 29:5:6 的控释肥对玉米产量增幅最大,达到 24.57%;控释肥的施用增加了穗长、行粒数、百粒质量、穗粒质量等指标,降低了秃尖长度,对玉米生育后期叶面积指数的下降起到一定延缓作用,糯玉米出籽率对鲜穗产量的影响较大,控释肥的施用使得糯玉米在产值和效益方面均高于普通肥料。(不同氮磷钾配比缓控释肥对糯玉米产量形状及经济效益的影响)

(4)在马铃薯上的应用

40%SPCU3+60%U在马铃薯上应用效果最好。针对山旱地土壤养分普遍偏低,尤其有机质、氮素的缺乏以及不同马铃薯品种需肥规律,应大力推广缓释性的的氮肥,满足山旱地全膜覆盖马铃薯养分需求。(缓释氮肥对垄作全模覆盖马铃薯干物质及产量的影响)

(5)在棉花上的应用

棉苗移栽到大田后一次开沟深施缓释肥1200 kg /hm2+ 盛花期追尿素75~ 120 kg/hm2的方法,籽棉单产高达3482 kg /hm2,较常规施肥处理增产12%以上,并实现节省劳动用工15个/hm2以上。随着棉花专用缓控释肥施用量在900~1200kg /hm2时,采用较高施肥量,产量较高。(在产量方面,缓释氮肥处理均高于常规氮肥,在施氮量为240kg·hm-2下,产量达到最高,较对照增产48.71%。:缓释氮肥对棉花生长发育及产量的影响)

(6)在茄子上的应用

在氮、磷、钾使用量相同的条件下,缓释肥与普通肥料处理在茄子的株高、茎粗上无明显差异,总叶绿素含量以释放期3~4个月的缓释肥处理增加幅度最大,且与释放期8~9个月的缓释肥均能显著提高茄子的根系活力。与其他施肥处理相比,释放期3~4个月缓释肥可显著提高茄子Vc、可溶性糖、游离氨基酸的含量; 而释放期8~9个月的缓释肥较其他处理极显著地降低了茄子硝酸盐含量,最低为196. 3 mg·kg。茄子单株产量、单果重均以释放期3~4个月的缓释肥处理最高。(薛娟等人《不同缓释肥对茄子生产、产量及品质的影响》

(7)在甘蔗上的应用

作为基肥的缓释肥 A 养分释放期为 3 个月, 做追肥的缓释肥 B 养分释放期为5个月,覆盖了甘蔗对养分大量吸收的时间段。(施用缓释肥对甘蔗干物质积累及氮素利用率的影响)

缓释—无机肥配施、有机—无机肥配施处理均能提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量,但以有机—无机肥配施处理改善土壤酸性效果最优。有机—无机肥配施是提高甘蔗产量和经济效益最有效的施肥方式,并能显著改善土壤理化性状。(不同肥料处理对两个甘蔗新品种生长产量及土壤形状的影响)

(8)在大葱上的应用

树脂包膜尿素4个月(PCU4)适合山东大葱生长。产量增幅为 9.7~16.7%硝酸盐含量降低2.7~15.9%Vc含量提高了2.1~4.3%氮肥利用率提高1.10~8.13个百分点。大葱以50%树脂包膜尿素4个月(PCU4)+50%速效尿素(U)处理效果最好。

(9)在其他经济作物上的应用

45%PCU3+50%PCU5+5%U在芦笋上应用效果最好。草莓幼苗健壮生长的最佳控释氮肥用量为50-60mg N plant-1。控释肥基质优化施肥显著提高了第一茬果产量,比农民传统提高29.4%。

缓控释肥地域差异使用分析及科学施用

在选择和施缓控肥料类产品时需要充分考虑地理位置因素。控释尿素掺混比例与区域有关,不同区域的合适比例为:东北30%-50%、新疆50%-70%、华北地区50%-70%、长江流域及华南以70%或以上为宜。长江流域及华南效果最好的掺混比例:水稻100%CRU、棉花70%CRU+30%U、油菜70%CRU+30%U。东北地区效果最好的掺混比例:水稻30%CRU+70%U、玉米50%CRU+50%U、大豆70%CRU+30%U、

华北地区效果最好的掺混比例:小麦、玉米、棉花上效果最好的掺混比例70%CRU+30%U。新疆地区哈密瓜最好的掺混比例:70%CRU+30%U。

从区域来看,气温低的地区硫磺加树脂包膜缓控释肥效果优于树脂包膜尿素;同一区域,生长季长的和越冬作物上树脂包膜尿素效果优于硫磺加树脂包膜尿素。3年以上定位试验中树脂包膜尿素效果优于硫磺加树脂包膜尿素。

氮肥基追比例的确定:在东北、西北和华北早中熟玉米产区的基追比例为4:6;西南玉米产区和华北晚熟夏玉米区的基追比例为5:5;在部分区域设计一次性施肥方案:在保肥性较好的区域(Ⅰ-2东北半湿润春玉米区)、干旱的区域(Ⅲ-1西北干旱雨养春玉米区)、生育期较短的夏玉米种植区(Ⅱ-1华北北部和中部夏玉米区、Ⅱ-2华北南部夏玉米区)。针对一次性施肥方案,在高产条件下,东北春玉米区(>700公斤/亩),要求添加30%以上释放期为50-60天的缓控释氮素;西北春玉米区(>700公斤/亩)和华北夏玉米区(>650公斤/亩),建议添加30-40%释放期为50-60天的缓控释氮素;西北春玉米区(600-700公斤/亩)和华北夏玉米区(550-650公斤/亩),可以添加30-40%释放期为50-60天的缓控释氮素。

缓控释肥环境差异施用的科学配比

在选择和施用缓控肥料类产品时需要充分考虑环境因素。有机包膜控释肥料主要受温度影响,温度越高养分释放越快,高温地区宣选用肥效期长、受温度影响相对较小的控释肥料类产品。添加抑制剂类稳定型肥料中的抑制剂易随水淋失,故而在降水较少的地区效果更为明显。脲醛类或硫衣肥料类缓释肥受土壤温度、水分、pH、微生物等多种因素影响,选用此类产品时更要综合考虑环境因素的影响。

缓控释肥施用科学技巧

缓控释肥料的施用次数是一个很重要的影响养分效率的效率。目前缓控释肥料的一次性施肥成为了商家的买点,在生长期较短的作物一次性施肥,可以兼顾省工、养分高效和成本,而在生长周期6个月以上的作物上则难以兼顾上述三点,若要达到省工和养分高效的要求,则必定会增加肥料成本。

在生长周期生长的作物上,采用2~4个月次追肥1次,可大幅度降低肥料成本投入。一次性施肥或少次施肥虽然省工,但要对根系扩展范畴较大的作物而言,养分的时空有效性会明显地影响养分的整体效率。因此在施用缓控释肥料时,应将缓控释肥施于作物根系在施肥空档期的主要生长区域。具体作物可按照以下方式来施肥。

水稻、小麦等根系密集且分布均匀的作物,可以在播种或插秧前按照推荐的专用包膜缓控释肥施用量一次性均匀撒于地表,耕翻后种植,生长期内可以不再追肥。

玉米、棉花、花生等行距较大的作物,按照推荐的专用包膜缓控释肥施用量一次性开沟基施于种子的下部或靠近种子的侧部5—10厘米处,注意硫包膜尿素以及包膜肥料与速效肥料的掺混肥都不能与种子直接接触,以免烧种或烧苗。

苹果、桃、梨等果树,可在离树干1米左右的地方开放射状沟6—8条,深20厘米左右,近树干一头稍浅,树冠外围较深,然后将缓控释肥施入后覆土。另外,还应根据缓控释肥的释放期,决定追肥的间隔时间。

园艺移栽作物用做基肥时,先挖一个坑,将推荐量的包膜缓控释肥施入坑的底部,加土或基质与肥料混合,将移栽植株放在混合的肥料之上,用土填埋,然后浇水。

盆栽植物用做基肥时,包膜控释肥可与土壤或基质混匀,其施用量根据盆的体积大小和所能装入土壤或基质的体积而定,在室内接受阳光较少的盆,用量可减半;用做盆栽作物追肥时的用量与基肥相同,肥料均匀撒施于植物叶冠之下的土壤或基质表层。根据缓控释肥释放期,每3~9个月追施1次。

缓控释肥施用时的注意事项

适量用肥

缓控释肥一定要根据作物的需肥特性和释放时间合理施用,最好作基肥或在生长前期追肥,即在作物播种时或在播种后的幼苗生长期施用,像玉米,可在播种时施用,也可在幼苗六叶前施用,再晚不宜施用。施用量首先要考虑到包膜控释肥的养分种类、含量及其所占的比例,例如某掺混肥料中含氮为30%的包膜控释肥,其他70%为常规速效复合肥,如果施用可以减少1/3施用量,这样该肥料的施用量只能减少其中30%包膜控释肥的1/3氮素用量,仅比常规肥减少10%左右的用量。其次,缓控释肥的施用量还要根据作物的目标产量、土壤肥力水平和肥料的养分含量综合考虑后确定。如果作物的目标产量高,也就是说如果要达到高产或超高产的产量水平,就要相应地提高肥料用量。

种肥同播技术配合

缓控释肥种肥同播技术是在播种时设置好种子与肥料的间距,一次性将种子和缓控释肥一起播下去。该技术是机械化深施,可使肥料利用率提高30%以上,每667m2节约种植成本200元左右。使用时注意:

(1)选用良种。该技术对种子要求严格,选用品种要籽粒均匀、颗粒饱满、丰产性好、抗逆性强,下种量根据品种要求的密度来定。

(2)缓控释肥的施用。用肥量根据土壤肥力、作物产量而定,一般每667m2施用缓控释肥30~40kg。盐碱地、沙土地后期应根据玉米生长状况适时补充肥料。

(3)种肥同播机作业。选择能够进行种肥同播的播种机进行作业,根据品种要求的种植密度调节相应的行株距,种肥间距为8~10cm,播种深度约为5cm,肥料深度在10cm左右。

水肥一体化技术

缓控释肥在土壤含水量低于田间持水量35%~40%时,养分释放受到影响,肥效难以发挥,不利于其推广应用。近年来,保水型缓控释肥的研究为解决这一问题提供了新思路。保水型缓控释肥是将保水剂和缓控释肥料融为一体的新型肥料,既有保水剂的功能,又能延缓养分释放,已成为节水节肥农业领域中最具有研发前景的新型。

各位农友们,今天的分享就到这儿了,限于篇幅,下期将重点为大家分享缓控释肥的生产工艺、标准及真假鉴定等知识,欢迎关注及留言讨论~

下期预告:目前缓控释肥市场混乱,影响了产业的健康可持续发展。原因在于我国缓控释肥料生产企业中,真正具备生产资格或者能够生产合格产品的企业为数不多,企业之间的工艺、产品质量参差不齐,部分企业为了追求利润,将缓控释肥料作为宣传营销的噱头,跟风生产销售,产品质量无法保证。尽管《控释肥料》行业标准、《缓释肥料》国家标准等相继出台,但监督执行力度尚需进一步加强。这些因素在一定程度上严重影响了缓释肥料产业的健康发展。说到底,最后还是损害了农友的利益,下一期将和您分享工艺制造、标准、真假辨别,帮您你明明白白使用缓控释肥!

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