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控释肥的释放曲线有三种,一种是High release(抛物线的前一半),即前期快速释放,这种膜通常厚度较薄或材料性能差;第二种为匀速释放,即温度恒定的前提下,每天释放基本完全一样,如果温度有波动,只是差异很小,主要因为这种包衣材料膜没有膨胀性,微孔或孔隙的大小是恒定的;第三种是“S”的释放曲线,这是非常理想的曲线,通常这种肥料前期释放很慢,后期释放加快,实现S释放有两种方式,一种材料包衣很厚,而材料本身性能不强,后期膜膨胀,微孔或孔隙增大,华南农大的水溶性树脂即采用此种方式,通常成本很高,另一种是膜材料性能很强,包衣率很低且可以前期的超低释放,后期膜膨胀,微孔或孔隙增大,释放速度加快,加拿大Agrium的ESN就是此种释放曲线。
控释肥是采用聚合物包衣的肥料,膜上的微孔通常只有几百纳米,液态的水根本无法通过膜,只能以水分子形态进入膜内,所以除了水分子能自由进出膜内,肥料颗粒完全和外部隔绝,而养分通过膜的渗透压排除膜外。所以,养分的释放快慢只和水分子的运动速度和膜微孔的孔隙有关,当一种控释肥施入土壤后(微孔已设定),只和水分子运动速度有关,而水分子的运动速度取决于温度。土壤的微生物、PH值等控释肥的释放没有任何影响。普通的肥料施入土壤后,前期由于释放快导致养分过量,植物在短期内无法完全吸收,造成大量的养分蓄积在土壤中,容易挥发、下雨淋失;渗入地下;或土壤固定,所以肥料平均利用率只有35%左右,而后期又缺乏养分。控释肥实际上是把前期的用不上的养分节约拿到后期供应给植物,同时减少了淋失、微生物的分解和土壤固定,相当于一点一点不停地给植物喂肥。因此,肥料利用率能达到70%左右,近根使用 能达到80%以上。
目前,市面出现的控释肥绝大部分是假控释肥,大部分是包硫尿素以及用一部分包硫尿素掺混的BB肥,都是打着控释肥的概念。国内的包硫尿素大概就只能释放一个星期左右,因为硫磺的晶体没有经过改性,硫磺非常容易破裂,所以包硫尿素充其量只能叫一个星期的缓释尿素。我见过日本的包硫尿素,膜非常致密坚硬,释放期可以做到180天,那才叫高技术。包硫尿素的膜改性一般通过两种方式进行的,一是加改性剂,提高硫磺晶体的连接强度;二是通过温度控制,将刚刚包衣后的包硫尿素瞬间降低到很低的温度,是硫磺晶体来不及排列成晶体,这和钢化玻璃的处理方式是一致的。
包硫尿素的释放是膜破裂式释放,膜没有破裂,基本不释放;破裂后100%释放,所以包硫尿素是根本无法和真正的控释肥相比的,控释肥是必须用树脂包衣的,它每一分每一秒都在释放的。控释肥英文又叫resin coated fertilizer 或polymer coated fertilizer。 并不是所有的树脂包衣的肥料都是能达到控释肥的标准,我国 实行的缓控释肥的 行业标准,这个标准基本和欧洲一致(欧洲是25摄氏度,美国是21摄氏度): 即在25摄氏度下,将肥料静置在水中(不受水分多少影响,和土壤中基本一致)符合以下条件:
1、24小时的释放率(初始释放率)小于15%( 天不能释放太快,否则容易烧根);
2、28天的释放小于75%(控释肥必须保证至少要释放一个月);
3、在规定的释放期内必须释放80%以上(养分在膜内必须能释放出来80%,否则,浪费很大)。
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