缓控释肥料的发展历程与前瞻控释肥料是以包膜、包裹的方式达到延长水溶性肥料的肥效期，提高肥料利用率，减轻施肥过量对环境的污染，日益受到各国专家的重视。

氮肥因受到脱氮(denitrification)、挥散(volatilization)、淋溶(leaching)、土壤固定(soil fixation)以及土壤表面径流(surface runoff)等作用之影响，氮素损失高达50%以上，尤其在高温多雨气候下，施用方法不当如表土施肥不覆盖，以及排水不良或水田不排水等情况下施肥，氮肥利用率可能更低。

钾肥亦同样因淋溶、表面径流、土壤固定等作用而容易损失。

以提高作物对营养要素回收的立场观之，控释肥有下列三个主要的优点：1. 减少要素因淋溶与表面径流所造成之损失；2. 减少土壤中之化学性与微生物性的固定作用；3. 对氮素而言，减慢硝化作用及减少因氨挥散与脱氮之损失；另外尚有下列各项优点：4. 减少因局部聚积高浓度之盐分与大量施肥所造成之种子与幼苗之肥伤与叶面灼伤；5. 以稳定的速率供应营养成分，可以改善作物之质量；6. 对饲料作物而言，施用控释肥可以获致较佳的生长，使其季节性之分配较佳，配合牲畜之需求；7. 获得较高的经济效益及节省施肥次数。

控释肥的研究已有多年历史先后研制的有尿素甲醛(Ureaform, UF)、尿素乙醛(Crotonylidene diurea, CDU)、异丁醛二尿素(Isobutylidene diurea, IBDU或 IB)、胍脲盐(Guanylurea salt)、乙二酰二胺(Oxamide)、被覆肥料(Coated fertilizers)与浆状肥料(Paste fertilizer)等。

一、控释肥料的基本概念、测定标准及制程简介1、基本概念包膜肥料：根据《中国农业百科全书》定义，包膜肥料为在肥料颗粒表面涂覆其它物质制成的一类缓释肥料，用于成膜的物质有天然产品和人工合成的多聚体如聚氨基甲酸乙酯、聚乙烯、石蜡、油脂、沥青和硫磺等，它们成膜后具有减少肥料与外界的直接接触、控制水溶性肥料粒子中养分的释放速率、改善肥料理化性能等作用。

基本上包膜材料除硫磺外，大多为非植物营养物质，因此，包膜层不允许太厚。

但为了形成完整的密封层，也不能太薄(因肥料颗粒表面并非完全圆润光滑，而是存在凹陷与凸起)。

通常包膜层重量为肥料总重量的10%一30％。

包裹肥料(肥包肥)：包裹肥料是包裹型复合肥料的简称。

据中国包裹型肥料制造联合体技术数据定义:包裹型复合肥料是一种或多种植物营养物质包裹另一种植物营养物质，而形成的植物营养复合体，虽然符合此定义的肥料早已发明如美国的裹硫尿素(sulfur-coated urea, SCU)，但是此定义是郑州工业大学许秀成等1987年的发明专利中提出的。

包裹肥料与包膜肥料的共同点均为通过包覆，使肥料达到缓释的目的，而其主要区别在于，包裹肥料是以肥料包裹肥料，因此，包裹层的重量可占肥料总重量的30％-80％。

此外还有涂层肥料等等能够控制核心肥料不会在短时间内释放的肥料。

2、控释肥料测定标准对于控释肥料的测定标准，目前还没有国际标准，世界各地有主导的几种测定方法：（1）目前在美国生产与销售的缓释/控释肥料中的缓释氮均由AOAC970.04 (1990)方法测定。

该条目包括两种方法：方法一为水浸出法，在室温下，以去离子水按1:20比例浸泡肥料8小时后，测定未溶解的氮；方法二为淋洗法，在专门设计的装置内测定所淋洗出的氮，从而计算“修正控制释放氮”，这种方法测得的未被淋出的氮，可认为是控释氮。

（2）日本的包膜肥料中的养分溶出率，是以水中恒温静置法测得，分为初期溶出率(12.5g试样，在30℃ 250ml水中，静置7天)，这种方法是由美国田那西流域管理局(Tennessee Valley Authority,TVA)的伦特(Rindt)等人，于1968年提出，用以评价裹硫尿素的氮素溶出率。

1971年为日本采用，1977年作为法定方法。

日本对包膜肥料采用初期溶出率与微分溶出率来测定肥料缓释率。

所谓初期溶出率为称取试样12.5g，加入250ml水，在30℃的恒温箱中放置25小时后，测定养分溶出率；而微分溶出率是由测定在30℃下恒温7天后的溶出率通过计算求出第2天至第7天之间的每天平均溶出率。

初期溶出率是反映那些包膜不完整的肥料粒子数量，显然，包膜不完善的粒子越多，初期溶出率越大，而初期溶出率高的包膜肥料，有可能引起作物烧苗或初期徒长。

通常要求初期溶出率不大于40％；微分溶出率是评判包衣完整的肥料粒子，平均每天释放总养分百分率，大多数包膜的缓释肥料微分溶出率为每天0.25％-2.5％。

（3）欧洲标准委员会（European Committee for Standardization, CEN），对评判缓释肥料(TC 260/WG 4/TFsrf)作了如下说明:若营养释放在25℃,能满足下列三条件，则该料肥可称为缓释肥料，24小时释放不大于15％；28天释放不超过75％；在规定的时间内，至少有75％被释放。

通常以肥料在水中的溶出率来评价肥料的缓释性。

另一类测定包膜肥料养分释放速率的方法为土壤溶出率，此方法操作较复杂，但是测定结果比较接近肥料在土壤中的释放规律，此方法多用于研究机构进行控释肥料的研究工作。

一般，控释肥料在土壤中的溶出率会比在水中的溶出率小。

所以，常用的测定方法还是利用去离子水溶出率法评价控释肥料。

3、各种缓释/控释肥料的制程简介聚合物包膜肥料，将聚合物溶于水或有机易挥发溶剂中，然后喷涂于流化的颗粒肥料中，在热空气流的作用下，溶剂迅速挥发，在肥料颗粒外表形成均匀的外膜壳。

目前主要有沥青、石蜡、聚烯烃类树脂及其衍生物、淀粉及其衍生物、纤维素及其衍生物、聚氨酯类树脂和醇酸类树脂等，该类肥料具有控释功能。

包裹肥料，采用盘式造粒(pan granulator)或滚桶造粒(drum granulator)制程，在添加一定量固体物质的同时喷洒黏结剂(binder)滚动包裹而成，所采用的固体物质可以是有机物料、黏土矿物和矿质肥料。

SCU 是用熔融的硫磺包裹被预先加热的尿素颗粒制成。

尿素包膜后，用密封剂(3%熔融蜡和2%煤焦油混合物)喷涂包住膜上的裂缝，以减少硫包膜的生物降解(bio-degradation)。

最后用硅藻土作为调节剂，形成第三层膜。

该产品含31%-38%的氮和17%的硫。

尿素甲醛(Ureaform) 是尿素与甲醛缩合制成的缓释氮肥，是目前应用的主要缓释肥之一，有很长的研究应用和生产历史。

尿素甲醛含氮量33%-38%，其中50%-60%以上溶于水。

二、控释肥料的发展历史1、美国：1961年美国开展了裹硫尿素(SCU)试制，并将SCU称为控制释放肥料。

1951年美国ADM公司以二聚环戊二烯和丙三醇酯共聚生产包膜复合物，商品名Osmocote。

美国是世界包膜肥的发源地，目前SCU，Osmocote仍为世界上最有影响力的包膜肥料。

1978年在美建成10吨/小时 SCU的示范生产厂，从试制到建厂历时17载，这是因为要使尿素成为控释肥并非易事。

SCU的包膜层是由包硫层、密封层(石蜡＋煤焦油或聚乙烯＋重油)、扑粉层(硅藻土粉以防粘结)所组成。

SCU典型组成为:尿素77.5%一79.5%、硫磺16%- 18%、密封剂2.0%-2.1%、抗结块剂2.3%-2.5%，总氮量36%,7天中尿素溶出率15%-25%。

7天后微分溶出率0.5一1%/天。

总体密度0.72一0.77 kg/L。

在裹硫尿素方面，包硫层外再加聚合物层，以改善SCU的释放特性。

这种改进了的SCU称为PolyS.在美国使用很普遍，售价比聚合物包膜肥料便宜。

在聚合物包膜肥料方面，有用甲苯和硫酸处理松香树脂所得蜡状物质包膜，用乙烯甲基丙烯酸共聚物锌盐，用水分散的乙基纤维素，用醇酸树脂与不饱和油共聚包膜，以及对称、非对称聚脲－氨基甲酸酯包膜，或异氰酸酯包膜等专利技术。

2、日本日本从60年代开始研究包膜肥料研究初期学习美国技术。

据报导,1965年昭和电工将复合肥料送给美国ADM公司(Osmocote制造商)包膜，1970年昭和电工注册了一种热固型树脂包膜肥CSR；三井东压在美国TVA公开SCU的技术基础上，1975年生产并注册了三井东压的SCU及裹硫复合肥料。

随后，日本多家公司开发具有日本特色的热塑性树脂包膜肥料。

窒素（氮）公司注册的热塑性树脂聚烯烃包膜肥料在国际市场称为Nutricote，与美国的Osmocote同为国际知名品牌。

后来旭化成与窒素（氮）公司合并后，成为口本最有实力的包膜肥公司。

80年代日本包膜肥呈现百花齐放的局面。

3、欧洲欧洲传统使用微溶性含氮化合物缓释肥料。

德国的巴斯夫 BASF AG公司是制造缓释肥料的先驱,1924年取得第一个制造尿素醛类肥料的专利，并于1955年工业化。

在早期的德国专利中，有用草炭包裹无机肥料制得具有腐植酸效应的控释肥料，它们代表了缓释/控释肥料的初级阶段。

1990年以前，德国的包膜控释肥大多是由设在荷兰的Scotts Europe供应(Scotts为美国公司)。

1990年德国Aglukon以自己的专利技术生产包膜肥Plantcote以及Plantcote mix，后者是聚合物包膜肥与甲叉脲缓释肥的混合物；德国BASF AG公司的子公司COMPO，近年来积极实施新发明的制程，1998年将一系列新的包膜肥以Nitrophoska Top, Basatop Sport以及Basacote plus的商品名在欧洲销售。

据称这是一类以弹性聚合物包膜的肥料，它可控制释放或适时释放养分，因此，与作物对养分的需求有较好的匹配。

西班牙的控释肥料主要还是进行研究工作，没有生产。

英国、法国情况也类似，都有进行控释肥料包膜材料的研究，但是没有进行工业化的生产。

在西欧国家中，最主要的就是设在荷兰的Scotts Europe公司，是西欧聚合物包膜肥的最重要供货商。

欧洲各国的缓释/控释肥料研究呈现多样性，都是根据不同国家的特点，研发适合本国的肥料品种。

,1988年取得欧州专利。

1990年输入美国，商品名Multicote。

1993以色列海法(Haifa)化学品公司最早以金属脂肪酸盐及石蜡包膜KNO3年改为聚合物包膜，由美国田纳西州Cedar化学公司代理在美销售。

现在Haifa公司已发展成为品种齐全的聚合物包膜尿素、NPK及的控释肥料世界供货商，大量出口美国、西欧及日本市场。

以色列Haifa工业大学还不断进行控释肥料的研究，包括减少环境污KNO3染的生物性包膜材料研究以及建立环境友善的施肥技术等等。

4、其他国家印度开发控释肥注意结合本国资源特点。

提斯浦尔大学的Karak介绍了利用印度栋树仁提取物及虫胶包膜尿素。