1、2022-2-14系列新型系列新型藥藥肥的研發與應用肥的研發與應用報告內容 緩/控釋藥肥研發背景與現狀分析 固體顆粒包膜緩/控釋藥肥的開發及應用 液體緩/控釋藥肥的開發及應用我國化肥、農藥使用現狀中國是人口大國，人地矛盾突出，糧食產量通過大量農藥和肥料投入來保證。中國化肥、農藥使用量均為世界世界第一第一。FAO，2012；EPA，2008；中國國家統計局，2008化肥和農藥是重要的農業物資，據聯合國糧農組織(FAO)統計，全世界使用化肥帶來了30%55%30%55%的農作物增產量，使用農藥防治病蟲害挽回的農產品損失約占糧食總產量的30%30%。中國的農業環境情況復雜，存在耕地分布分散，地形情況

2、復雜，工業化程度相對落后，農業人口基數大等問題。農業種植方式：大水、大肥、猛藥。由于農村用工成本迅速增加，發展施用方便、能減輕勞動強度、省工節本的施肥、施藥技術及開發相應的藥、肥產品是現代農業發展的必由之路，這樣才能真正使種地成為一種體面的勞動！我國化肥、農藥使用現狀藥肥復合劑的研究是目前新興的研究領域它是現代農業兩大標志性技術平衡施肥法和植物保護較為完美的集合體，將化肥與農藥結合起來，使農藥一化肥產品(簡稱藥肥)發揮肥田和植保的雙重效果。在實際生產中，農戶在噴施農藥時，經常把液體農藥和葉面肥等混合使用（桶混），也常把肥料與顆粒農藥混合后撒施，事實上已經實現了藥肥混合使用，達到省工省時的目的。

3、事實上藥肥復合使用存在著巨大的市場剛性需求！藥肥研究現狀分析藥肥研究現狀分析除草藥肥殺蟲藥肥殺菌藥肥國際藥肥研發始于20世紀60年代，日本學者本谷耕一的研發團隊發現五氯苯酚與肥料混配具有提高肥效的效果。之后藥肥作為具有省工增效作用的新型肥料，在各國得到發展，在國外有很多登記產品。中國藥肥研發始于20世紀80年代，現在已有幾種藥肥實現商品化。由于存在市場準入等問題，在市場上占有率并不高。藥肥發展存在的問題及破解的策略 農藥與肥料配伍性差，效果很難同時保證 藥肥穩定性差、安全性差 農藥和肥料持效期短、施用量大、利用率低 認識有歧義，登記困難基于此，我們分別開發出固體、液體緩/控釋農藥和固體、液體緩

4、/控釋肥料，緩/控釋藥、肥分別獨立包裝，使用時現配現用。報告內容 緩/控釋藥肥研發背景與現狀分析 包膜緩/控釋顆粒藥肥的開發及應用 液體緩/控釋藥肥的開發及應用（1）包膜控釋肥料研發現狀緩/控釋肥料可以提高肥料利用率，部分解決因過量施肥而造成的生態環境問題、資源與能源的雙重浪費問題，減少勞動強度，是一種新型高效肥料，具有良好的發展前景。國際研發水平緩/控釋肥料研究始于上世紀60年代，歷經50余年的發展，國際上已經形成系列品牌。近年來，緩/控釋肥料在我國得到了快速發展，目前，我國已成為世界緩/控釋肥料第一大國。國家標準：緩釋肥料主要指高分子包膜肥料無機包裹型肥料無機包裹型肥料硫包衣肥料硫包衣肥料

5、UFIBDUDMPPHQ高分子包膜緩高分子包膜緩/控釋肥料控釋肥料7-10 d穩定性肥料穩定性肥料脲醛型肥料脲醛型肥料研究表明，研究表明，高分子包膜控釋肥料，養分釋放期長，能達國家標準。高分子包膜控釋肥料，養分釋放期長，能達國家標準。 2006年5月，我被引進到中國農大后，即對國內外高分子包膜控釋技術進行了評估，我們決定不研發難以降解且又使用有毒有機溶劑的聚烯烴類包膜工藝。全力開發可降解高分子酯類膜材料，選用國際先進的可連續化、自動化生產的包膜工藝。 我的研發團隊經過幾年的艱苦攻關，研制出系列新型易降解高分子膜材料；自主設計開發出一整套連續化、自動化生產新型控釋肥料的中試包膜設備，建立了一條完

6、整的生產線；于2009年8月15日國內首次實現了500公斤/小時水平生產新型高分子包膜控釋肥料，各項指標均達到國家、國際緩/控釋肥了標準。中國農大開發出新型高分子包膜控釋肥料 小試包膜中試包膜材料合成工業大生產針對不同區域、不同作物（小麥、玉米、水稻、棉花、蔬菜、馬鈴薯、果樹、油菜、煙草、茶葉、花卉、草坪等）進行控釋肥料評價，肥效整體表現良好，等氮條件下增產在9-15%之間。產品試驗點開發的產品在全國各省市的試驗匯總 比較項目比較項目硫包衣尿素硫包衣尿素國內技術國內技術（聚烯烴）（聚烯烴）國外技術國外技術中國農大中國農大（CAUCOTE）降解性能降解性能安全安全極差極差良良優優控釋性能控釋性能

7、釋放期短釋放期短養分拖尾養分拖尾釋放完全釋放完全釋放完全釋放完全膜層厚度膜層厚度80-300微米微米55微米微米18微米微米15微米微米尿素氮含量尿素氮含量31-38%40-42%44.5%45%生產設備生產設備連續化生產連續化生產間歇式生產間歇式生產連續化生產連續化生產連續化生產連續化生產生產規模生產規模12-18噸噸/小時小時1 噸噸/小時小時10-15噸噸/小時小時10-15噸噸/小時小時有無溶劑有無溶劑無溶劑、環保無溶劑、環保有毒溶劑有毒溶劑無溶劑、環保無溶劑、環保無溶劑、環保無溶劑、環保成本成本（等養分）（等養分）低低高高較低較低最低最低中國農大產品與國內、國際控釋肥料對比注：以釋放

8、期均為注：以釋放期均為5050天的控釋肥料為例天的控釋肥料為例小結本課題組在膜材設計和包膜技術方面研究深入，包膜工藝成熟，控釋肥養分釋放時間設計精確，控釋期可根據需要控制在2-6個月不等，為包膜控釋農藥的研發打下了堅實的基礎！（2）包膜緩/控釋農藥研究背景褐飛虱褐飛虱二化螟二化螟5月月6月月7月月8月月9月月10月月第二代第一代第三代第二代第三代第四代稻縱卷葉螟稻縱卷葉螟稻飛虱稻飛虱灰飛虱灰飛虱白背飛虱白背飛虱單季稻單季稻早早稻稻分蘗期分蘗期拔節孕穗期拔節孕穗期出穗結實期出穗結實期分蘗期分蘗期拔節孕穗期拔節孕穗期出穗結實期出穗結實期秧苗期秧苗期如圖，害蟲危害貫穿水稻整個生長期。現在市場上使用的

9、傳統農藥制劑（如乳油、粉劑等），大部分都不能精確滿足作物生理需要，存在持效期短、使藥量大等問題，按規定用量使用防效期一般為1-2周左右，想要延長防效只能多次施藥或提高施用量。高揮發低利用效率使用量大大量環境殘留影響環境危害人、畜健康因此發展緩/控釋農藥具有重要的意義！發展緩/控釋農藥的必要性緩/控釋農藥的優點 大大減輕高毒性化學物質對哺乳類動物的毒害。 大大延長相同劑量農藥的持效期。 減少農藥的降解以及其因蒸發和液體流動造成的藥物流失，減少溶劑用量。 減少藥劑的消耗量、降低其對植物的毒性、減輕對環境的污染。 提高農藥的選擇性。 省工省時、減少施藥次數，做到種、肥、藥同播。包膜緩/控釋顆粒農藥的

10、研發 顆粒劑農藥因其施用方便、省工節本、可實現種、肥、藥同播等優點而引起了人們越來越多的注意，在農藥市場上也占據了相當的份額。 目前，顆粒劑農藥主要用在殺地下害蟲、根結線蟲、除草等方面，存在著施藥量大，農藥持效期短等問題，因此，開發緩/控釋顆粒農藥有較大需求。 市場上緩/控釋顆粒劑農藥還比較少，僅有的幾家產品存在著生產膜材難以降解、釋放期短、農藥釋放規律與作物需求不匹配等問題。 因此，開發價格低廉、緩/控釋性能良好、農藥釋放與作物需求同步的顆粒劑農藥很有必要。（一）成功開發出包膜緩/控釋除草劑現在市場上使用的顆粒除草劑，大部分存在持效期短、施藥量大、污染環境等問題，而緩釋除草劑能有效解決上述問

11、題。除草劑除草劑A除草劑除草劑B除草劑除草劑A除草劑除草劑B除草劑除草劑A除草劑除草劑A除草劑除草劑B除草劑除草劑B水進入土土 施施除草劑除草劑A除草劑除草劑A除草劑除草劑B除草劑除草劑B緩慢釋放序號序號處理藥劑處理藥劑用量（用量（kg/公頃）公頃）T1T1控釋型除草劑37.5T2T2控釋型除草劑75T3T3控釋型除草劑112.5T0(CKT0(CK）常規除草劑75T3處理產量最高，對比空白處理T0增產25.75%。T2處理對比空白處理T0增產17.00%。T1處理用量僅為T0的50%，也有13.65%的增產效果。除草控釋增產效果顯著！水稻專用包膜控釋除草劑的評價蠐螬螻蛄小地老虎金針蟲針對顆粒

12、劑土施的施用方式，我們制備了系列專門防治地下害蟲和根結線蟲的緩釋殺蟲顆粒劑，施用方便，持效期長。土施BBAA造粒BBAABBAA包膜BBAABBAABBAABBAANNN摻混無減效影響緩/控釋農藥顆粒劑制備和作用方式示意圖（二）開發出緩/控釋顆粒殺蟲劑研制出緩/控釋吡蟲啉（三）開發出包膜緩/控釋顆粒殺菌劑我國人地矛盾尖銳，耕地面積逐年減少，作物的連作栽培模式逐漸增多，如連作帶來的土質惡化，病蟲害加重等弊端也越發嚴重。如西瓜、大豆、姜、蒜、馬鈴薯、煙草、番茄等。針對上述問題，我們設計了具有控釋殺菌劑，有效抑制了土傳病害，提高農產品質量。效藥效評價田間藥效試驗大蒜用控釋農藥效果實驗（四）開發出包膜

13、緩/控釋植物生長調節劑活性材料+緩釋控旺劑能有效控制棉花的營養生長，促進其生殖生長，有效增加棉鈴吐絮率，減少爛鈴僵瓣的比例。 緩/控釋控旺劑對棉花生長的影響研發團隊經過幾年努力，先后成功的開發出系列包膜緩/控釋肥料、包膜緩/控釋顆粒農藥，并針對不同作物的需求，將緩/控釋肥料和緩/控釋農藥通過一定比例混合使用（如采用基施、營養缽施），田間實驗效果明顯，達到了施用方便、減輕勞動強度、省工節本和互作增效的目的，實現種、肥、藥同播。小結報告內容 緩/控釋藥肥研發背景與現狀分析 固體顆粒包膜緩/控釋藥肥的開發及應用 液體緩/控釋藥肥的開發及應用（1）水溶性肥料水溶性肥料，指溶于水、采用傳統施肥方法或稀釋

14、后通過葉面施肥、無土栽培、浸種蘸根、滴噴灌等用途的液體或固體肥料。一般水溶性肥料可以含有作物生長所需要的全部營養元素，如N、P、K、Ca、Mg、S、Si以及Zn、Cu、Mn、Fe、B、Mo等。與傳統的肥料品種相比，水溶性肥料具有明顯的優勢：用量少，使用方便，使用成本低，作物吸收快，營養成分利用率極高。是速效肥料，可以根據作物不同長勢對肥料配方作出調整。施用方法十分簡便，可以隨著灌溉水包括噴灌、滴灌等方式進行灌溉時施肥，節約了水、肥料和勞動力。因此發展水溶性肥料具有重要的意義！水溶性肥料的分類 大量元素水溶性肥料：N、P、K 中量元素水溶性肥料：Ca、Mg、Si、S 微量元素水溶性肥料：Zn、C

15、u、Mn、Fe、B、Mo中微量元素水溶性肥料的研發背景中微量元素水溶性肥料是一種新型肥料，它是指含有Ca、Mg、S、Si 、Zn、Mn、Cu、Fe、B、Mo等中微量元素的水溶性肥料，作物生長缺少任何一種中微量元素，都可能會減產、減質，因此中微量元素水溶性肥料的作用也越顯重要，對大量營養元素是一種有益的補充。中微量元素是作物正常生長發育所必須的營養元素，供應不足會使植物生理功能失調，引起生理性病害，但供應過多也會產生中毒現象。鈣：是植物必需的營養元素。它與果膠結合成果膠酸鈣，增強細胞壁，調節細胞膜的滲透過程。保護細胞膜的穩定和細胞內酶活動的調控，在細胞內調節陰陽離子平衡。鎂：是葉綠素和色素的組成

16、成分，鎂是多種酶的活化劑，能促進作物體內的新陳代謝；鎂可以促進作物對硅的吸收，從而促進細胞壁的硅質化。硫：與葉綠素形成有關；作物體內許多酶含有硫，合成維生素B1，它能夠促進根系生長，形成十字花科植物的糖苷油，如洋蔥、大蔥、蒜等的辣味，多是一些含硫物質，增加作物的抗寒和抗早性能。硅：對植物形態結構、生長發育及抗逆能力等都有影響，是稻、麥、甘蔗等禾本科植物所必需元素，對番茄、黃瓜、菜豆、草莓等也有重要作用；缺硅會使植物生殖生長、受精能力減弱，降低果實數和果重。中量元素的作用鋅：是多種酶的組成成分，也是許多酶的活化劑，與蛋白質代謝有有密切關系，可增強植物的抗逆性。銅：是作物體內許多種氧化酶的成分，與

17、作物體內的氧化還原反應和呼吸作用等有關，能促進葉綠素的形成，影響光合作用。錳：能促進氨基酸、蛋白質的合成，調節著作物體內的氧化還原反應，參予作物的光合作用和氮素的轉化，提高葉綠素的含量。鐵：是作物體內多種氧化酶、鐵氧化還原蛋白和固氮酶的組成成分，影響作物體的呼吸作用和光合作用，缺鐵時根瘤的固氮能力減弱。硼：能促進碳水化合物的運轉，提高結實率和座果率(果樹)，硼對授精過程有特殊的作用；缺硼作物突出的表現是“花而不實”。鉬 ： 促 進 生 物 固 氮 、 增 強 光 合 作 用 、 促 進 碳 水 化 合 物 轉 移 ；缺鉬：花而不實，如大豆：植株矮小、葉片褪落、根瘤發育不良。吸入植物體內的中微量

18、元素被人體吸收后，對人體（動物）健康至關重要，所以使用含有微量元素的尿素（肥料）是優質品牌作物（富硒大米）的重要保障。微量元素的作用常用的中微量元素肥料元素 肥 料 品 種B 硼酸*、硼砂*、硼鎂肥、含硼過磷酸鈣、含硼玻璃肥料Mo 鉬酸銨*、鉬酸鈉*、鉬酸鈣、三氧化鉬、含鉬玻璃肥料 Mn 硫酸錳*、硝酸錳、碳酸錳、氯化錳Zn 硫酸鋅*、硝酸鋅、碳酸鋅、氯化鋅、氧化鋅、螯合鋅Cu 硫酸銅*、硝酸銅、碳酸銅、氧化銅、氧化亞銅、螯合銅Fe 硫酸亞鐵*、硫酸鐵、硫酸銨鐵、磷酸銨鐵Ca 硝酸鈣、氯化鈣、過磷酸鈣、鈣鎂磷Mg 硫酸鎂、硝酸鎂、氯化鎂、鈣鎂磷無機態中微量元素如Zn2+易與環境中PO43-等發

19、生反應，形成沉淀（石頭）！3Zn2+ + 2PO43- = Zn3(PO4)2 Ksp = 9.110-31 3Fe2+ + 2PO43- = Fe3(PO4)2 Ksp = 110-30 為什么要發展螯合態中微量元素肥料？中微量元素對作物生長至關重要，但是大部分無機態中微量元素都被環境中的離子所固定，因此其使用效率很低。研究表明，螯合態中微量元素的吸收利用效率是無機態中微量元素的10倍以上，且又十分安全，不會出現中微量元素的中毒現象。中微量元素被螯合之后，不會出現元素混配后引起拮抗（沉淀）作用，因此肥料效率很高。一般來說，液體中微量元素肥包裝、運輸費用較高，因此，發展高濃縮的液體中微量元素肥

20、料可以相應的降低包裝、運輸費用占總成本的比重。此外，高濃縮微肥螯合常數高，不易產生拮抗，因此其利用率高。為什么要發展高濃縮螯合態中微量元素肥？我們成功開發出一種新型環保型、螯合能力極強的螯合劑，使得液體中螯合態Zn、Cu、Mn、Fe、B、Mo等6種微量元素的含量平均達15%，其中有些作物專用微肥含量最高可達17%，遠高于國家標準10%。螯合中量元素Ca、Mg、Si能力也很強！微量元素肥料主要由下列單質肥料組成：ZnSO4 7H2O、CuSO4 5H2O MnSO4 H2O 、FeSO4 7H2OH3BO3、(NH4)2MoO4如果幾種固體單質微量元素肥料直接相混，微量元素含量約25%，說明我們

21、研制的螯合態液體微肥中含水量很低，因此被稱為高濃縮螯合態微量元素水溶性肥料。與尿素、大量元素水溶性肥料等混溶，無沉淀、穩定與尿素、大量元素水溶性肥料等混溶，無沉淀、穩定研制出系列含中微量元素的肥料根據不同作物需要，研制出系列均衡型的微肥、高根據不同作物需要，研制出系列均衡型的微肥、高B/Ca、高、高Ca、高、高Si、高、高Fe、高、高Zn等多種等多種螯合態中微量元素肥料螯合態中微量元素肥料。添加在復合肥中，定制含有螯合態中微量元素的作物專用復合肥等滴灌、噴灌、微噴灌、葉面噴施等高濃縮中微量元素肥料應用中微量元素肥料農業效果-番茄 中微量元素肥中微量元素肥 對照對照 中微量元素肥中微量元素肥 對

22、照對照 Takayuki Takei. et al.2008 （2）新型液體緩/控釋農藥的研發微膠囊農藥是用高分子材料把分散的農藥包覆使形成微小粒子，通過密閉的或半透性的壁膜將農藥與周圍環境隔離開來，從而達到保護和穩定芯材、屏蔽氣味或顏色、控制釋放農藥等目的。 微膠囊農藥具有持效期長、毒性低、安全方便等特點，正成為農藥新劑型的一個發展方向，在農藥市場上也占據了一定的份額。 針對地上害蟲，噴施微膠囊農藥時，可以減少光、熱、微生物等環境因素所造成的農藥的分解和流失，提高了藥劑的穩定性。 用在種衣劑上時，因其起始農藥游離濃度較低，可以減少農藥對種子的病害，長時間提供藥效。 灌根使用時，隱蔽了農藥原有

23、的異味，降低了它的接觸毒性、吸入毒性和藥害，減輕了它對入畜的刺激性和對魚類的毒性等。 可以部分取代市場上常用的水乳劑、乳油、粉劑等農藥劑型。微膠囊農藥的發展現狀微膠囊農藥存在的問題及對策 生產價格高，開發成本高，研發周期長，影響了其推廣應用，目前市場份額仍較低。 制作工藝相對復雜，工藝還欠成熟，放大困難，產品性能不穩定、常有液體粘度增大、固體析出、液體分層現象。 緩/控釋性能不能完全滿足實際需要，且釋放速度受外部環境因素影響很大。 僅部分可溶于有機溶劑的農藥才能做成微膠囊劑型，限制了其大規模應用。 基于此，我的研發團隊采用了新的聚合方法，開發出系列緩/控釋液體農藥，幾乎所有的農藥都可做成液體緩

24、/控釋劑型。團隊已成功研發出系列新型緩/控釋農藥我們成功開發出系列新型液體緩/控釋型除草劑、殺蟲劑、殺菌劑、拌種劑、種衣劑、植物生長調節劑等，具有生產釋放期長、產品性能穩定、壁材可降解等優點，幾乎所有的農藥都可做成液體緩/控釋劑型。研制出系列液體緩/控釋農藥研制的緩/控釋噻蟲嗪、功夫、精甲霜靈等科技日報科技日報報導團隊成果報導團隊成果正在進行水溶性肥料、液體緩/控釋農藥混合使用的示范推廣實驗我們目前正在針對不同作物，研發作物專用藥肥，進行大量水溶性肥料、螯合態中微量元素水溶性肥料與液體緩/控釋農藥的混配使用的示范推廣工作，通過滴灌、微噴灌等方式實現不同作物水、肥、藥一體化。水、肥、藥一體化研究

25、水、肥、藥一體化研究連作障礙同一塊地里連續；同一種作物（或同一科作物）種植在正常管理的情況下，也會產生產量降低、品質變劣、生育狀況變差的現象案例一：我們在山東金鄉大蒜抗連作障礙方面取得重大突破（采用綜合措施）大蒜連作障礙：大蒜的“不治之癥”我們連續多年開展大蒜抗連作障礙實驗，2011年增產效果明顯，2103年我們做了3000畝田間實驗，從土壤處理、種子處理、根際調控、緩/控釋藥肥等多因素入手，提出一整套大蒜抗連作障礙綜合治理方案。采用系列大蒜抗連作障礙方案的田間效果高河鄉，郭洼村，2014,4-26，生長差距大抗連作障礙處理 對照采用大蒜抗連作障礙方案測產現場高河鄉，郎莊村，2014,5-18，抗連作處理長勢好，無早衰使用大蒜抗連作障礙方案，增產高達40%興隆鎮，草廟村，2014,5-17，同樣面積增產明顯使用抗連作制劑，畝產2080公斤鮮蒜對照，畝產1470公斤鮮蒜 抗連作處理大蒜等級多在6-6.5級，顯著高于對照的5-5.5級案例二，水稻苗床出現大問題：死苗團隊成功開發水稻苗期專用配套產品，最新結果：基本無死苗現象案例三，團隊開展西瓜裂瓜防治研究案例四、正開發小麥、水稻抗倒伏劑結論及展望團隊先后成功的開發出系列包膜緩/控釋肥料、包膜緩