我国肥料利用及发展

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1、我国肥料利用及发展1化学肥料利用状况我国化肥使用发展很快，从2000年以来，我国化肥施用总量每年增长3.4%左右。2010年我国农田（按农作物总播种面积为1.61亿hm2计算）平均每公顷化肥施用量为346kg，据世界粮农组织（FAO）统计分析，目前世界平均每公顷耕地化肥施用量约为120kg（蔡荣,2010）。因此，我国化肥总用量远远超过世界平均水平。农业生产实践表明，由于化学肥料本身性质和土壤环境条件及农业措施等综合影响，化学肥料利用率很低。我国氮肥利用率为30%~35%，磷肥利用率为10%~20

2、%，钾肥利用率为35%~50%，因肥料养分利用率低所造成的养分资源浪费是十分惊人的(李庆逵等,1998)。2010年我国氮肥总用量为2353.7万吨，氮肥累积利用率为45%~60%，氮肥的损失平均高达45%，相当于损失氮肥1059.2万吨，折合成尿素为2302.5万吨，按尿素价格为2000元/吨计算，则因氮肥利用率低造成的直接经济损失折合人民币达460.5亿元（张民等,2004）。这不仅造成资源的浪费，增加农业成本，而且还会引起一系列的环境问题，如地表水体的富营养化、地下水和农产品的硝酸盐污染、氨

3、和氮氧化物通过光化学反应对臭氧层可能的破坏等（Yanetal.,2008;刘宗岸等,2012;Soaresetal.,2012）。据赖力等（2009）研究表明，2005年全国化肥施用环境成本共计188亿元，约占当年农业增加值的1.5%。可见当前施肥模式下的成本是相当大的。由于经济、交通、地理位置等原因，我国各地单位面积施肥量差异很大，整体上东部地区投入高、西部地区投入低，且经济作物施肥量增长很快。2010年全国各省平均施肥量超过500kg/ha的有天津、福建、广东、海南，施肥量在400kg/ha以

4、上的有北京、江苏、山东、河南、湖北、广西、陕西，而贵州、西藏、青海等地平均施肥量不足200kg/ha（中国统计年鉴2011）。上世纪50年代，我国开始施用氮肥，到80年代开始大量施用磷肥。据统计，1991年我国施用的化肥N：P2O5：K2O比例为1：0.45：0.13，1995年为1：0.43：0.17，2001年为1：0.52：0.20，氮、磷比例较稳定且基本趋于合理，但是由于钾肥资源匮乏，钾肥用量一直偏低，与我国农业部的产业规划最佳施用比率1：0.43：0.30还有一段距离，与北美地区的1：0

5、.38：0.45相比还相差很多，而且有机肥的比例急剧下降，大量秸秆直接燃烧，作物养分配比不合理（朱兆良等,2006;高祥照等,2001）。2国内外缓/控释肥料的研究现状2.1缓/控释肥料的概念及分类缓/控释肥料又可以分为缓释肥料（S1owReleaseFertilizers-SRFs）和控释肥料（ControlledReleaseFertilizers-CRFs）。缓释肥料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；控释肥料是采用一定的技术使肥料养分在作物生长季节按照一定的模式释放

6、出来的一类肥料。我国樊小林等（2009）对控释肥的定义为：采用聚合物包膜，可定量控制肥料中养分释放数量和释放期，使养分供应与作物各生育期需肥规律吻合的包膜复合肥和包膜尿素。对缓释肥料的定义是：采用物理、化学和生物化学制造的能使肥料中养分（主要是氮和钾）在土壤中缓慢释放，使其作物有效性明显延长的肥料，缓释期和缓释量无定量规定。根据缓/控释原理，缓/控释肥料可以分为4类：（1）生物化学方法类，如添加脲酶抑制剂；（2）物理方法类，如包膜肥、添层肥、基质型肥料；（3）化学方法类，如脲醛类；（4）生物化学-

7、物理包膜相结合类，主要是添加抑制剂与物理包膜相结合的方法（武志杰,陈利军,2003）。2.2缓/控释肥料的研发现状包膜缓/控释肥料的研究和应用最早的是美国。1961年，美国TVA公司开始以硫磺为包膜材料研制硫磺包膜缓释尿素，同时进行硫包氯化钾、硫包磷酸二铵的研究，后来又采用沥青或石蜡进行二次包膜，增强了膜的抗水性，提高了缓释性能。1967年在加利福尼亚采用二聚环戊二烯和丙三醇共聚开发出醇酸树脂包膜肥料（商品名为Osmocote），首先在世界上实现聚合物包膜肥料的工业化生产（王正银,2011）。进入

8、20世纪80年代以后，美国对硫包膜尿素工艺进行改进，在包硫层外面涂上聚合物，以改善包硫尿素的释放特性，延缓尿素分子释放时间。这种肥料价格比高分子聚合物包膜肥料便宜，因此在美国被普遍使用（张秀红,2009）。日本紧随美国之后，于上世纪六十年代初开始对缓/控释肥的研究。日本三菱株式会社于1961-1962年取得了尿素和异丁醛反应制备异丁叉二脲（IBDU）专利，1963年开始在日本市场上有产品销售（王正银,2011）。1970年昭和电工株式会社首先研制出一种热固型树脂包膜肥料，随后日本多