据相关统计,化肥投入约占农民进行种植业生产总投入的50%左右,发展中国家粮食增产中50%来自于化肥的作用。但目前我国当季氮肥利用率仅为20%~35%,磷肥的利用率为10%~20%, 钾肥的利用率为30%~60%, 远低于世界发达国家利用水平。肥料利用率低不仅造成资源的巨大浪费, 还给人类赖以生存的环境造成了严重污染。因此缓控释肥料已经成为了肥料界研究领域中新的热点。为了解决肥料养分释放速率与植物养分吸收速率不吻合的问题,20世纪初提出了缓释肥料的概念。1955年,微溶性脲醛化合物(UF)商品化合成,缓释肥料才真正意义上用于农业生产。1961年,美国研制出硫包膜尿素。 自从1948年美国的K.G.C1art等人合成了世界上第一个缓释缩合肥料尿素一甲醛后,缓控释肥料的研发经历了一个多元化的发展过程。1960年以前主要是尿素一甲醛结合物缓释肥料的初步研究。20世纪60年代,缓释肥的研发取得了巨大进展,研究主要集中在尿素一甲醛缩合物的生产及其应用方面;石蜡、松香等作为包裹膜方面;缩二脲的应用和危害。到了20世纪70年代,研究方向主要为尿素一甲醛缩合物、聚烯类等作为包裹肥料膜,肥料中搀杂其他难溶物、添加剂、抑制剂生产缓释肥料,异丁叉二脲和正丁叉二脲缩合物缓释肥料的研究方面。20世纪80年代是缓控释氮肥研发突飞猛进的年代,缓控释氮肥开始走多元化道路,其研究方向也随之扩大,主要是对硫磺、聚乙烯、磷酸镁铵[(NH4)MgPO4·H2O]等作为包裹肥料膜材料方面的研究,及关于包裹缓释肥料理论模型的研究。到了20世纪90年代缓释肥趋于成熟,各方面的研究不断完善细化,并对新的领域进行探索研究,其中包括对有机高分子聚合物包裹膜分解过程的研究、吸附缓释肥料的研究等。目前,缓控释肥料的研究主要集中在包膜新材料的研发、新型化学合成缓释肥料合成工艺方法的研究及新型缓控释肥料长期应用对环境影响方面的研究等。 在我国,早在20世纪60年代末,中国科学院南京土壤研究所就开始长效氮肥的研究,在国内首先研制成功了包膜长效碳酸氢铵。与此同时,上海化工研究院、湖南、福建、黑龙江等省市农科院、沈阳应用生态研究所、西北水保所和郑州工业大学等也开展了这方面的研究。近几年我国缓释肥料发展迅速,主要采取两种技术路线,分别是将肥料进行微溶化或包膜处理来实现肥料养分的缓控释。前者的代表性产物有脲醛化合物(UF),后者的代表性产物有硫包膜尿素(SCU)、聚合物包膜尿素(PCU)等。目前中国农科院、中国农业大学、山东农业大学、华南农业大学、郑州大学、北京农林科学院等单位正在开展不同类型缓控释肥料的开发和应用研究,并取得了一定的实质性进展,有部分产品及肥料生产设备已经面世。例如郑州大学磷肥与复肥研究所不仅在国内建立了缓控释肥料生产厂,并且其以钙镁磷肥为包裹物的缓控释肥料还取得了美国专利,并成功地在美国建厂;山东农业大学与金正大集团合作,建成了年产30万t缓控释肥料生产设备,并已投产;华南农业大学资源环境学院则在探索用低成本控释材料和非专用设备生产包膜肥方面获得初步成功;北京农科院植物营养与资源研究所成功研发出了树脂包衣缓控释肥料生产设备,并研制出适合不同作物需要的控释肥系列新产品。该项科研成果标志着我国缓控释肥料的研究已取得了较大进展,表明研制的缓控释肥料已达到了国外同类产品的质量标准和水平。然而,要使缓控释肥料生产成本进一步降低,尽快扩大推广应用范围,仍有大量的工作要做。