溫度敏感型緩/控釋肥料的溫度響應特征、養分釋放性能與溫敏機理研究進展

關鍵詞： 溫敏聚氨酯；緩/控釋肥料；溫度敏感型肥料；溫度響應特征；養分釋放機理

化肥是保障糧食安全的重要戰略物資，然而化肥生產需要消耗大量資源[1]。集約化農業糧食生產高度依賴化肥，但化肥的過量施用也帶來環境污染風險[2]。在保障糧食作物養分供應的同時，提高肥料利用效率，減少資源消耗和碳排放，改善生態環境[3?4]，開發和使用緩控釋肥料成為實現這一目標的重要技術措施。根據國際標準化組織（ISO） 發布的緩控釋肥料標準（ISO-18644—2016），控釋肥料的標準是在25℃條件下，24 h 內的養分釋放率（肥料內的控釋養分在靜態水中的釋放量占總養分量的比率） 不超過15%，在28 天內其養分釋放率不超過75%。經過半個世紀的研發與創新，釋放性能優良的控釋肥料已工業化生產并在農田廣泛應用，在養分投入量顯著降低的條件下，依然能夠保障糧食產量甚至實現增產，提高了肥料利用率[4]，表現出很好的農學、環境和經濟效益[5]。目前市場上能滿足標準的主流控釋肥料產品，主要利用聚烯烴、聚氨酯等合成有機聚合物材料作為包膜材料[3，6]，基本實現了養分的緩慢釋放，大大提升了養分的利用效率[7]，但其功能較為單一，與作物的養分需求吻合度不夠。為了加快農業綠色投入品核心技術的研發，我國實施了新型綠色肥料研發計劃，其中化肥精準和智能化釋放成為控釋肥料研發的新熱點。智能響應聚合物在受到外界刺激時可以自動改變自身理化性質，該類材料開發是當代先進功能材料科學的研究前沿。……