高分子材料与土壤化肥

人口的激增加速了对粮食、饲料的需要，农业生产高速增长，化肥用量急剧上升，氮化肥用量偏高，引起了严重的地下水、地表水的污染，氮化合物气体逸入空气破坏了大气臭氧层，造成了生态环境平衡的严重失调。本文针对目前国内农用化肥施用量过大，化肥利用率低，环境污染严重等问题，提出了改进方法。介绍了高分子材料包覆化肥，高分子化肥及其提高化肥用利率，减少了环境污染的基本原理。
关键词：高分子材料；高分子化肥；环保；利用率；缓释

随着本世纪的人口激增和社会的需要，我国农业加速了粮食、饲料的增产，化肥用量急剧上升。化肥是最重要的农用化工产品，它为植物提供营养，促进其生长，由于多数化肥是水溶性的或在常温下易于挥发之物，所以这种小分子化肥在施用过程中，大部分在没有到达植物根系和没有被植物完全吸收时就白白流失，每年造成巨大损失。在氮、磷、钾三种主要化肥中，磷和钾两类化肥的流失现象不太严重，而氮肥则不同，它通常以不稳定形式的硝酸盐存在，在土壤中易分解成水溶性和挥发性物质，这样在雨水冲刷和日照下很容易产生氮肥的流失。最近中国农业科学院土壤肥料研究所所提供的一项报告表明[1]，中国部分地区的氮化肥用量偏高，特别是城市周边地区蔬菜种植区的氮化肥用量偏高，已经引起了严重的地表水和地下水的污染，由于氮肥造成污染的主要成分是氮肥中所含的硝酸盐，它进入人体会变成亚硝酸盐，而亚硝酸盐又会在体内化合成亚硝基化合物，那是一种强致癌物质，容易引起消化系统的癌病（如食道癌、胃癌等）。另外，溶于地表水的氮，会随地表水进入到江河湖泊，造成水质营养化，藻类疯长，降低水中氧含量，严重影响到鱼类的生长。氮肥在分解过程中产生的N2O，NO气体进入大气，N2O在紫外线的作用下成为NO，它能夺取臭氧O3中的氧，从而破坏了臭氧层，危害了我们的生态环境[2]。
在中国氮化肥的有效吸收率平均只有30%左右[3]，个别地区如山东省寿光县这样著名的蔬菜产区只有1%，相比之下，世界的平均水平是50%～70%[1,4]。为了提高化肥的利用率，从本世纪初，人们提出了缓释化肥的设想，但直到20世纪40年代才见到有关缓释化肥的工艺和农化特性的报道。1961年美国TVA在1～7kg/h装置上开展了硫磺包裹尿素（SCU）小试，将SCU称为控制释放肥料[5]，开始用于花卉、草坪等观赏植物的田间试验，后扩大到麦、棉玉米、大豆等，效果良好，一般情况下可提高氮利用率一倍以上[4,6,7]。第二次大战以后，欧州的农业高速发展，化肥用量急剧上升，大约到了20世纪80年代中期，氮化肥用量达到了顶点200kg/hm2公顷，如此同时，也发现了硝酸盐的污染问题，近年来西方国家开始自定各种措施和法规保护环境如1991年EU就规定了化肥氮施用量不能超过170kg/hm2的法规[8,9]，因此缓释化肥在西方国家发展很快，目前已大规模的工业化生产。我国的氮化肥施用量已达4000万吨，由于利用率不高，大部分的氮流失造成了极大的浪费与环境污染。鉴于国内的实际情况，参考了国外的经验，减少化肥施用量，提高化肥的利用率，减少化肥的污染是我们急需解决的问题，是我国发展现代农业的必由之路。本文介绍高分子包覆缓释化肥、高分子化肥及其制作方法和缓释原理，列举了常见的品种。