申亚珍，王柏淳,2，王慎强*，赵 旭

    (1 中国科学院南京土壤研究所/土壤与农业可持续发展国家重点实验室,江苏南京 210008；2 贵州民族大学生态环境工程学院,贵州贵阳 550025)

    当前化肥投入不平衡及管理措施不完善已经造成化肥资源的巨大浪费和环境负载的不断增加[1]。控释肥料 (controlled-release fertilizer)是采用包膜材料包裹速效肥料颗粒以延缓养分释放的一类新型肥料[2–3]，可提高化肥利用率，减轻环境风险，实现一次施肥[4–6]。

    聚合物包膜肥料因控释性能稳定是目前应用最广泛的一类控释肥料，其用量占控释肥料总量的50%～90%[7–8]。聚合物包膜肥料主要分为3类：溶剂基聚合物包膜肥料、反应成膜聚合物包膜肥料和水基聚合物包膜肥料[9]。溶剂基聚合物包膜肥料，如聚烯烃和聚氯乙烯包膜肥料，这类包膜肥料控释性能优异，但是制备过程需要有机溶剂，容易造成环境风险，目前已经很少应用于大田作物中[10]。反应成膜聚合物包膜肥料由两种或两种以上组分在肥料包衣过程中反应制得，如聚氨酯由多元醇和异氰酸酯反应而成，醇酸树脂通过环氧树脂和叔胺类物质缩聚而成。该类包膜肥料制备过程无需有机溶剂，控释性能也较优异。但为了防止包衣各组分过早反应，需多次配置包膜组分并分次包衣，一般需要6～14次重复才能完成包衣[11]。水基聚合物包膜肥料由以水为分散介质的聚合物乳液包衣而成，制备过程无需有机溶剂。由于成膜过程中水不易从聚合物中分离，残留在包膜中的水分致使该类包膜透水透气[12–13]，对土壤结构和土壤微生物几乎不产生负面影响[14]，因此近年来已经发展成为一类环境友好型的聚合物包膜材料[15]。

    在众多的水基聚合物中，丙烯酸酯乳液来源广泛，价格低廉，成膜性好[16]，具有作为控释肥料包膜材料的潜力。但其玻璃转化温度低和耐水性差的缺点，一方面导致控释肥料颗粒间容易相互粘连，在制备过程中阻碍肥料颗粒的流化，从而发生塌床事件[17]，另一方面也加速了控释肥料的养分释放，如用其制备的包膜肥料通常初期溶出率高 (通常>15%)，控释期短(通常4%时对于减少初期溶出率的效果并不明显。FeⅢ和单宁酸可以在丙烯酸酯乳胶粒表面形成一层FeⅢ-单宁酸自组装配合物壳，该配合物壳降低了乳液的表面张力，将控释肥料的初期溶出率从22.3%降低到0.8%[21–22]。在延长包膜肥料的控释期方面，Dai等[15]在包膜聚合物中加入不同含量的含端羟基的聚二甲硅氧烷 (PDMS)，制备了梯度疏水的水基聚合物包膜肥料，将控释肥料的控释期从约15天延长到了55天 ......