近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所肥料及施肥技术创新团队成功研发了一种可控释性能强的乙基纤维素包膜控释尿素，控释期可达2月左右。该肥料以乙基纤维素为包膜控释材料，通过材料改性改变了膜材脆性，通过优化工艺条件解决了膜层缺陷结构，通过表面处理大幅度提升了纤维素包膜肥料控释性能，这为解决高分子合成的聚合物包膜控释材料难降解的问题提供了解决方案。相关研究成果发表在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications) 》上。

一次性施肥条件下，控释肥料的养分供给能够与植物养分吸收同步，从而达到保障作物产量、减少氮素损失、优化农田氮素管理的目标，实现环境效益与经济效益的统一。然而，聚合物包膜肥料存在膜壳难降解等问题限制了其发展。因此，使用天然生物材料作为包膜控释材料是未来的控释肥料需要突破的一个技术焦点。乙基纤维素作为天然纤维素的醚类衍生物之一，具有疏水性强、可生物降解的优点，但是存在着膜层脆性大、成膜困难的问题，在使用乙基纤维素制备包膜控释尿素的研究中，也普遍存在膜层结构不平整、可控释性能差的缺点。

本研究首先优化了喷雾相转化法制备包膜尿素的工艺条件，发现流化气温度是影响膜层结构完整度的主要因素，包膜温度控制在50℃时，可以制备连续均一的致密膜层，其控释性能最优，而进样速率和包膜液浓度为次要影响因素；其次，采用癸二酸二丁酯对膜材进行改性，提升了膜材力学性能，其断裂伸长率增加了0.5%-2%；在此基础上，采用石蜡进行表面处理，显著提升了膜材疏水性能，水接触角从100°增加到130°，包膜尿素的控释期延长至50天，符合ISO 18644 2016标准。本研究为生物降解材料在控释肥料领域的发展和应用提供了一个切实可行的技术方案，为加快了包膜肥料产业升级和产品更新提供了技术支撑。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所硕士生周源芳为论文第一作者，杨相东研究员、李娟研究员为论文共同通讯作者。本研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室、“十四五”国家重点研发计划项目（2022YFD1700601）及中央级公益性科研院所基本科研业务费所级统筹项目（1610132023005）等项目共同资助。

乙基纤维素包膜控释尿素制备示意图

【引文方式及原文链接】

Zhou, Y. F, Li, H., Zhao, S., Yan, S., Li, J., & Yang, X. D. (2025). Optimization of Ethyl Cellulose-Coated Urea for High-Performance Controlled Release. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, 100920.

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.carpta.2025.100920.