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众所周知，肥料是粮食的“粮食”，因而施肥成为提高作物单位面积产量的重要措施之一。在这个过程中，却往往忽略了大量施肥带来的不利影响，加之我国传统化肥利用率低，仅为30%-35%，多余的养分流失后渗入地下，造成土壤板结、污染地下水，或者流入湖泊导致水体富营养化，加重环境负担。同时，生产化肥需要大量的煤、天然气等宝贵的资源，因此，大量施肥、低效利用也是对日益枯竭的能源资源的极大浪费。 我国在占全球9%的耕地面积上，消耗了全球30%的化肥，肥料低利用率造成资源浪费和环境污染，使我国陷入粮食-资源-环境问题的恶性循环之中。如何在保证粮食产量稳增的前提下，实现粮食、资源、环境三者的协调发展，成为我国农业可持续发展进程中一个亟待解决的难题。 近年来，一种叫做“缓释肥”的新型肥料为解决这个难题找到了思路。这项技术在国外已成功地应用于农业，它同基因工程技术一道被西方称作“第三次绿色革命”。 不溶于液态水的肥料 “控释肥”是把传统化肥进行包膜处理形成的一种新型肥料。农民把这种经过高分子纳米材料包膜的新型肥料形象地称为“穿着衣服”的智能肥料，之所以称之为智能肥是因为肥料通过包膜处理后，可以使肥料的养分释放曲线和农作物吸收养分曲线同步，在作物需要养分的时候，就能有效供给，而在不需要的时候，就可以不给作物提供肥料，避免作物无法吸收造成的肥料浪费。 缓释肥之所以能够自由控制肥料释放，秘密就存在于肥料穿的这层衣服——膜。膜上有一些微孔，但非常小，通过电镜可以观察到，土壤中的水分子首先通过膜渗透到包囊内部，增加了膜内的渗透压力而造成膜膨胀，膨胀又增大了微孔，这时养分便得以从增大的孔中随着水分子一道释放出来。 缓释肥是通过土壤中的“水分子”来控制养分释放？ 传统的化学肥料中的氮肥系列如尿素、碳铵、硫酸铵，钾肥系列如硫酸钾、氯化钾，二元复合肥如磷酸二氢钾等，都属于速溶性肥料，遇水很快就会溶解为液态。当然，肥料必须溶解于水之后，作物的根系才能对养分进行吸收，问题是施用肥料后如果下大雨，或者不适当地灌水，或者土壤不保水，肥料的养分就会马上同水分一道流失到作物根系吸收不到的地方，如河流和地下水中，造成大量流失，所以一般化学肥料利用率仅仅在20-30%之间。 在研究缓释肥时，我们先让它不溶解于液态水，从而防止了肥料的损失，这正是它利用率高的原理之一。 具体说来，这种肥料释放的驱动力是温度和膜内外的浓度梯度。实际上土壤是一个十分复杂的多元体，其中有固体，液体和气体。想象一下，在施用了控释肥的农田里，当温度升高时，土壤空气中的水分含量也变大，水的蒸汽压会加大，水分子更容易进入到膜内，使得包膜内的水汽压变大，控释肥释放速率也随之加快，而温度的增高又恰好会促进作物的根系生长，也就是说，肥料的释放周期和植物的生长周期就是吻合的——如早春土壤温度在12度左右时，许多作物根系开始活动，达到25度时根系生长最快；同样的原理，当温度降低时，植物的生长变缓或休眠，这时候空气里的水分子也减少，控释肥也就随之变慢或停止释放。因此作物想“吃”的时候正好就能提供，保证饿不着，不想吃的时候，又可以不供给。 也就是说，包膜使得肥料不溶于液态的水、只接受水分子的信号。那包膜缓释肥和普通的肥料在外观和施用方式上有什么区别？ 从外观上来看，这种智能肥和普通肥料都是一粒粒微小的颗粒，没有大的差异，这是因为包膜厚度只有纳米级的缘故。 至于在施用上，因作物不同而不同。对于水稻、小麦等根系密集且分布均匀的作物，可以在插秧或播种前按照推荐的专用包膜缓释肥施用量一次性均匀施于地表，耕翻后种植，生长期内可以不再追肥。对于玉米、棉花等行距较大的作物，按照推荐的专用缓释肥施用量一次性开沟基施于种子侧部。 另外，缓释肥的施用量还要根据作物的目标产量、土壤的肥力水平和肥料的养分含量综合考虑后确定。另外，我们提倡在施用缓释肥时，要多使用有机肥，即农家肥，因为农机肥可以提高缓释肥的效果。
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