緩釋/控釋肥料
緩釋與控釋肥料（Slow and Controlled Release Fertilizers, SRFs/CRFs）是指透過化學加工或物理包覆手段，延長肥料養分在土壤中的釋放時間，使其釋放速率與作物生長週期的養分需求相匹配的新型高效肥料。傳統化學肥料施入土壤後容易迅速溶解，導致養分因淋洗、揮發或土壤固定而大量流失，不僅降低肥料利用率，還易造成地下水污染與溫室氣體排放。緩釋與控釋肥料的出現，正是精準農業與綠色農業的一種體現。
研究表明，中國氮肥利用率僅為百分之三十至百分之三十五，遠低於發達國家水平。農田氮素損失率為百分之三十至百分之五十，每年損失化肥氮約九百萬噸，並造成嚴重環境污染。肥料產品的低質性及使用不合理，已使中國水體受到不同程度污染。中國一百三十多個大型湖泊中已有六十多個化肥引起的富營養化，其中雲南滇池污染最為嚴重；京、津、唐地區六十九個鄉鎮地下水、飲用水中硝酸鹽含量（大部分來自化肥中氮素的氧化）有半數以上超標。
其原因之一是中國化肥以低濃度單質速溶化肥為主。氮肥中的低濃度速溶碳酸氫銨仍佔百分之四十八左右，高濃度尿素佔百分之四十三左右，效果較好的復合肥只佔化肥總產量的百分之十左右。這些肥料的養分釋放速度無法控制。一方面，釋放速度太public domain快，作物來不及吸收。另一方面，在作物最需要養分的生長階段，卻無法從化肥獲得足夠的氮磷鉀。因此，減緩和控制肥料的溶解和釋放速度，已成為提高作物對肥料利用效率的有效途徑。
近幾十年來，世界各國施肥量迅猛增加，但糧食產量卻未相應增長。美國在四十年內氮肥施用量增加了十三倍，而同期玉米吸收的氮素只增加了三倍；英國在小麥作物中也有類似現象。開發能夠緩慢釋放或按作物需肥規律供給養分的緩釋肥料或控釋肥料能夠解決這一問題。一般來說，農作物對養分吸收速度在一生長期中大體呈S形，即開始較慢，隨後大大加快，以後又逐漸變慢。如果某種肥料能按作物的這種需肥規律供給養分，釋放的養分很快被作物吸收，肥料的養分損失就會降低，污染問題亦隨之消失。。自一九二四年脲醛肥料取得專利以來，緩釋肥料已在西方農業生產中應用。
國際肥料工業協會對緩釋和控釋肥料有不同的定義。前者是指所含養分形式在施肥後能緩慢被作物吸收與利用的肥料，而後者是指所含養分比速效肥有更長肥效的肥料，並認為緩釋與控釋之間沒有嚴格區別。美國植物食品管理署在其官方用語和定義中同時使用兩者，但遵循慣例，將能被微生物分解的含氮化合物稱為緩釋肥料，將包被或包囊的產品稱為控釋肥料。還有美國和國際肥料工業協會將尿素與醛類化合物的縮合產物稱為緩釋肥料，包被或包囊肥料稱為控釋肥料，而添有抑制劑的肥料稱為穩定化肥料。
歐洲標準委員會對評判緩釋肥料作了明確規定。若肥料所含養分的釋放在二十五度時能滿足三個條件，則該肥料可稱為緩釋肥料：二十四小時釋放量不大於百分之十五；二十八天釋放量不超過百分之七十五；在規定時間內至少有百分之七十五被釋放。這一標準以肥料養分在水中的溶出率來評價。
無論定義和標準如何，在實踐中緩釋肥料與控釋肥料在技術路徑上的差異較為分明。緩釋肥料主要透過化學反應合成難溶性的有機或無機化合物，或者加入硝化抑製劑與脲酶抑製劑，藉由化學結構的分解或微生物的降解作用，逐漸釋出養分。這類肥料的釋放速度受土壤溫度、水分、pH 值及微生物活性等環境因子影響較大，釋放機制相對複雜且不易精準預測。
相對地，控釋肥料則多採用高分子聚合物、樹脂或硫磺等材料，將速效養分包裹於薄膜之內。其養分釋放主要依靠水分滲透進包膜內溶解養分，再藉由膜內外的濃度差與微孔滲透作用將養分穩定釋出。控釋肥料的釋放速率主要受土壤溫度單一因素控制，對水分、土壤酸鹼度及微生物作用的敏感度較低，因此能實現更精確的時間控管與養分定速釋放。
儘管緩釋與控釋肥有巨大的應用潛力，但目前面臨包膜材料成本偏高、高分子膜在土壤中無法自然完全降解的環境挑戰。研發低成本、環境友善且可完全生物降解的新型包膜材料，將是實現緩釋與控釋肥料普及的關鍵。
有機肥與環保
生物肥料通稱有機肥，是指利用植物殘體、人畜廢棄物以及微生物菌劑等生物體生產的肥料。有機肥料的應用對土壤生態環境具有修復與改善作用。有機肥富含有機質以及微量元素，施入土壤後能有效改善土壤的物理結構，促進土壤團粒結構的形成，進而提升土壤的通氣性、保水與保肥能力。這種物理性質的改善能有效防止土壤板結與水土流失。同時，有機質作為土壤微生物的主要能量來源，能夠大幅激活土壤中的微生物群落數量與多樣性。豐富且活躍的微生物活動能加速養分的轉化與循環，抑制有害病原菌的滋生，進而提升土壤的自然肥力與生物自淨能力。
在應對農業面源污染與資源循環利用方面，有機肥料展現出環保價值。傳統化學肥料中的氮、磷成分若施用過量，極易隨雨水沖刷與灌溉水淋洗進入地下水體或表面河流，引發水體富營養化及水質惡化。有機肥的養分釋放過程相對緩和且持續，能大幅降低養分的流失率，減輕對水資源的污染壓力。此外，有機肥的原料多來自畜禽糞便、農作物秸稈、廚餘垃圾及食品加工廢棄物等生物質資源。將這些原本可能造成環境負擔的有機廢棄物透過堆肥技術轉化為高品質肥料，不僅實現了資源的循環再利用，還解決了農業廢棄物隨意排放帶來的惡臭與環境衛生問題。
中國在有機肥利用方面有悠久的歷史。然而近年中國總體趨勢是化肥使用量迅猛增加，有機肥使用量日趨減少。有機肥提供養分量的比例已由一九四九年的百分之九十九點一下降到二千年的百分之三十，二千零三年進一步下降到百分之二十五，近年更是只有百分之二十左右。與發達國家相比，中國有機養分與無機養分比例為一比四，而歐盟目前有機無機養分投入比例為一比一。中國農業生產過多依賴化學養分，浪費能源和資源，同時污染了環境。農民只注重眼前收入而忽視長遠效益是一個重要原因。
題圖：印尼星球（Planet Indonesia）有機農業計劃推廣有機肥料。（來源：wikicommons，CC-BY-SA 4.0）
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