控释肥有几种包膜技术

发布时间:2017-6-30 10:29:54浏览人次:
控释肥技术已经发展了三代,第一代为溶剂型的工艺,生产过程中需要溶剂;第二代为无溶剂技术工艺,采用的是反应层包衣技术;第三代为无溶剂超薄包衣技术,包衣率为仅为3%-4%,包衣材料完全可以降解,生产成本低,山东茂施就是采用了这种技术。而山东金正大和北京首创的技术还处在第一代的水平,成本高,设备投资大,包衣过程中需要溶剂,溶剂回收不充分,污染环境,膜采用废弃的塑料,降解差,污染环境。加拿大加阳公司现在的控释产品可以实现4%甚至3%包衣率,成本最低为80-100美金,包衣材料采用纯天然的植物油,完全可以降解。 
真正的控释肥的释放不受土壤的PH值、微生物、其他盐分离子以及水分的多少的影响,只受温度的影响,温度高,水分运动速度快,控释肥中的养分释放速度就快。
    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,我国最先实行的缓控释肥的国家行业标准,由金正大和化肥质检中心制定,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%(第一天不能释放太快,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)。
控释肥可以对不同的肥料进行包衣,或者做出不同的释放曲线,然后进行掺混,即异粒变速。比如,苹果或者冬枣,植物春节发芽的需要氮肥来生产叶片,这个时候可以就需要快速供应氮肥,所以就可以将氮肥包的比较薄一些,让氮快速释放出来,氮的供应和植物需求趋于一致;叶子展开后,植物就开花,这是需要大量的磷来保证开花,可以对磷的包衣设定前期供应少,在需要磷的时候快速释放出来;植物开花坐果后,需要大量的钾元素,这是对钾的包衣就比氮和磷要厚,这样钾就释放比氮和磷慢。这就叫做氮磷钾的养分接力,一棒传一棒。利用释放曲线和对氮磷钾进行不同厚度的包衣(释放快慢可调),然后进行掺混,这样针对每种作物就越趋于完美。 
控释肥有很多种施用方式。最简单的直接撒在土壤的表面,肥料利用率在60%-70%,在专业的花卉市场,控释肥基本是这样使用的,花卉基本是真正的控释肥,一般要市场价格为每吨2-3万元,如果你家养花,就撒在盆的表面上;第二种是和普通肥料一样,离根有段距离,盖土,肥料利用率在70%—80%;最理想的控释肥的施肥方式是和根完全接触,只有真正的控释肥才可以,否则植物很容易受到化肥的伤害,这种控释肥的初始释放率必须很低,最好在5%以下,肥料利用率在85%左右,一般是直接和种子一起施下去的,肥料的养分释放时间时从种子到收获,比如在日本水稻上,控释肥和稻种一起施到田中,直到收获。 
控释肥的包衣材料分为两类:
一类是热固性树脂(Thermosetting resin ),主要包括聚氨酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、尿素树脂、密胺树脂、硅树脂等。其中以醇酸树脂、聚氨脂、环氧树脂三种包衣材料最为常见。最早的控释肥就是Scotts公司的Osmocote,目前依然是全球控释肥的第一品牌。目前开发的产品中以聚氨脂材料最为常见,因为聚氨脂材料经济,生产速度快,可以做到完全降解,符合环保要求。醇酸树脂的材料价格较便宜,降解性也非常好。环氧树脂材料性能非常稳定,但包衣材料价格高,降解差。热固性树脂的包衣工艺可以是溶剂型的,大部分是无溶剂型。材料的技术发展使包衣材料基本上向无溶剂方面发展,因为无溶剂包衣技术的优势是无与伦比的:生产成本低、不污染环境、生产快速、设备投资非常低、能耗很低。无溶剂控释肥技术是控释肥的必然方向。
    第二类为热塑性树脂(Thermoplastic resin),主要是聚烯烃类的,包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等,这些材料的包衣工艺必须是溶剂型,基本材料流化床的包衣工艺,溶剂一般是四氯乙烯、松香等。日本是热塑性包衣技术的发源地,代表的品牌为Nutricote。中国现在绝大部分控释肥技术是和日本技术基本相似,比如金正大。中国最早从事控释肥技术的是徐秋明,他上世纪80年代去日本学习,90年代回国后继续从事控释肥研究,90年代中期开发成功,使用松香做溶剂,控释肥气味非常大,应该说他是中国控释肥第一人。溶剂型技术除了包衣成本高、污染环境、生产速度、降解差外,还有非常致命的缺陷就是肥料的释放非常不稳定,主要的特点是初始释放非常快(主要表面缺陷引起),后期释放又很慢造成的曲线是先快后慢,刚好和植物喜欢的S曲线相反。热塑性控释肥材料对温度不敏感,温度的升降对养分的释放影响幅度较小,主要的原因是膜孔不容易膨胀。
    综合上述,无溶剂的热固性控释肥是控释肥技术的发展必然,目前,国际上最近申请的控释肥专利基本是聚氨脂材料为多。
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