納米材料在緩控釋肥中的應用研究進展

龐敏暉，李麗霞*，董淑祺，劉東生，李鴻雁，梁麗娜

（1 北京市農(nóng)林科學院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，北京 100097；2 北京市緩控釋肥料工程技術研究中心，北京 100097）

施用化肥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)增收的主要途徑[1–2]。據(jù)統(tǒng)計，20世紀世界糧食增產(chǎn)的40%～60%來自于肥料的貢獻[3]。然而，傳統(tǒng)化學肥料養(yǎng)分利用率低，且大量不合理施用造成嚴重的資源浪費和環(huán)境污染等問題[4–6]。緩控釋肥是一類采用物理、化學或物理化學的方法對速效性化肥進行改性，從而實現(xiàn)養(yǎng)分緩慢釋放，可滿足作物整個生長期養(yǎng)分需求的一種新型肥料，為解決肥料損失、農(nóng)業(yè)面源污染等問題提供了有效途徑，對促進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展具有重大意義[7–10]。

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1～100 nm)的材料或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料[11]。納米材料種類繁多，按照成分可分為納米碳、納米氧化物、納米粘土、納米纖維素以及納米聚合物等[12–13]。納米材料具有尺寸小、表面積大與界面效應顯著等共性特點，但不同材質(zhì)的納米材料又各有性能特點，如納米氧化物材料擁有優(yōu)異的機械性和熱穩(wěn)定性，而納米碳材料則具有較好的吸附性和傳輸性[14]。這樣，納米材料既可以單獨應用于緩控釋肥中，又可以制成復合物應用于緩控釋肥中，為微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化及宏觀性能改善提供了新思路，成為當前的研究熱點。圖1為應用于緩控釋肥中的納米材料及特性。本文分別綜述了采用不同納米材料制備的緩控釋肥的性能和應用研究現(xiàn)狀，為指導和拓寬納米材料在該領域中的應用提供參考。

圖1 應用于緩控釋肥中的納米材料及特性Fig.1 Nano-materials applied in slow/controlled-release fertilizers and their properties

1 采用不同納米材料制備的緩控釋肥的性能和應用研究現(xiàn)狀

1.1 納米氧化物

粒徑達到納米級的氧化物易分布到高分子鏈間隙中，并與聚合物極性鍵發(fā)生鍵合，進而提高復合材料的性能[15–17]，常作為控釋肥的包膜改性劑使用。納米氧化物中，納米SiO2因價廉易得、無毒無污染應用最為廣泛[18–19]。納米SiO2與具有低表面能的有機硅等物質(zhì)，通過無機/有機復合技術可對聚合物包膜材料進行疏水改性[20]。Zhang等[21–22]選用聚二甲基硅氧烷和納米SiO2分別對玉米、小麥秸稈液化產(chǎn)物制備的無溶劑型秸稈基包膜肥進行疏水改性，獲得了秸稈基納米復合包膜控釋肥(如圖2所示)。改性后包膜表面形成了微納米結(jié)構(gòu)，粗糙度增大，肥料控釋性能提升。當包衣率為5% 時，小麥和玉米秸稈基控釋肥的釋放期分別為42和49天。該課題組還利用空心納米SiO2(HNS)負載海藻酸鈉(SA)對自組裝生物基聚氨酯包膜尿素(SBPCU)進行改性，制備了自組裝自修復的生物基聚氨酯包膜尿素(SSBPCU)。SA從HNS中釋放后與固化劑發(fā)生反應封堵膜層孔道和裂紋，進而減緩養(yǎng)分釋放速率。SA-NHS的這種自修復功能是控制養(yǎng)分釋放速率的有效措施。包衣率為3% 時，釋放期長達77 天[23]。仿生疏水改性方法對于水基聚合物包膜控釋肥料同樣有效。Chen等[24]采用納米SiO2和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷對水基聚合物進行疏水改性后，在尿素表面構(gòu)建了仿生疏水水基聚合物包膜。改性后膜材的水接觸角從33.3o增大到120.9o，包膜尿素的釋放期從10 天延長到56 天。Shen等[25]通過表面噴涂法采用三甲氧基硅烷(MPS)改性的微納米SiO2對控釋肥水基聚合物膜層進行外疏水改性。改性后膜材的水接觸角由49o增大到98o，釋放期由42天延長至108天。Pang等[26]研究了γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)在蓖麻油基聚氨酯納米復合包膜尿素中的作用。含KH550的包膜中納米SiO2粒子與聚氨酯基體的界面相容性更好，且包膜交聯(lián)度提高，肥料控釋性能提升。當包衣率為3% 時，氮素初期釋放率從26.8%下降到1.9%，釋放期從18天延長到105天，是純蓖麻油基包膜肥料的6倍、納米SiO2改性蓖麻油基包膜肥料的2倍。

圖2 生物基聚氨酯納米復合包膜肥料的制備示意圖[21]Fig.2 Fabrication schematics of bio-based polyurethane nanocomposite coated fertilizer[21]

有序介孔SiO2是一種含有序排列介孔和硅烷醇基團的納米材料，具有比表面積大、高化學穩(wěn)定性等特點，是納米限域的理想物質(zhì)[27–29]。Li等[30–31]將短棒等三種形貌的SBA-15介孔SiO2作為填料，采用納米限域原位反應成膜工藝制備了聚氨酯/SBA-15復合控釋膜材。當SBA-15形貌為短棒時其在聚氨酯基體中分散均勻，且形成互穿網(wǎng)絡，極大地改善了肥料控釋性能。當包衣率為3.5% 時，肥料的釋放期長達80 天。為了深入探究納米限域?qū)Ψ柿峡蒯屝阅艿挠绊?，進一步考察了介孔SiO2焙燒處理對控釋性能的影響。與含有機模板的未焙燒介孔SiO2相比，焙燒后介孔SiO2羥基減少，孔道增多，納米填料與聚氨酯鏈通過孔道接枝形成互穿網(wǎng)絡，納米復合材料控釋性能顯著提高，所制包覆尿素的釋放期長達83天。

除納米SiO2外，納米TiO2、納米Fe3O4也被用于制備緩控釋肥。針對溶劑型聚烯烴膜材難降解的瓶頸，李麗霞等[32]基于固相光催化降解機理[33–34]，考察了具有光催化性和抑菌性的納米TiO2的表面性能及含量對控釋肥用聚乙烯樹脂包膜的影響。自然光照和紫外光照條件均可以引發(fā)復合膜材降解。相比親水納米TiO2，疏水納米TiO2復合膜更易進行光催化降解。另外，納米TiO2含量越大，樹脂降解速率越大，但是兩者并非呈線性關系。當疏水納米TiO2質(zhì)量分數(shù)為 1% 時，經(jīng)功率為60 W、波長為254 nm的紫外光照射18 天后膜材失重率可達13%。納米Fe3O4粒子具有磁性和生物相容性，既可以作為疏水改性劑，又可以作為肥料養(yǎng)分載體[35]。Xie等[36]采用無溶劑原位反應成膜法向豬脂肪基聚氨酯膜材中引入納米Fe3O4制備了磁敏納米粒子自組裝超疏水生物基包膜肥料。在磁場作用下，包膜材料含有的磁敏納米Fe3O4自發(fā)地向包膜最外層遷移并分散均勻，從而成功構(gòu)建了微納米結(jié)構(gòu)，形成超疏水表面，所制包膜肥料的控釋性能顯著提升，釋放期超過100天，且在各種外部環(huán)境條件下肥料表現(xiàn)出優(yōu)異的耐受性。

1.2 納米纖維素

納米纖維素是天然纖維素通過物理、化學或生物等方法離解非結(jié)晶部分細化而成的直徑范圍在1～100 nm 的納米級生物基高分子[37]。納米纖維素具有可再生、可降解和良好的生物相容性，其表面豐富的羥基可與聚合物表面基團發(fā)生共聚反應形成性能優(yōu)異的復合材料[38]。張夫道[39]曾將造紙黑液通過氧化、磺化、高剪切等技術制成的納米級磺化木質(zhì)素混聚物作為包膜膠結(jié)劑制備包膜復混肥。試驗結(jié)果表明，包膜膠結(jié)劑用量為1%～5% 時，肥料養(yǎng)分釋放期可達到50～100 天。納米纖維素在緩控釋肥中更常見的應用方式是將其制備成水凝膠保水劑，既可以調(diào)節(jié)土壤水分，又能減緩養(yǎng)分的釋放[40–42]。Kassem等[43]以大麻稈為原料，采用硫酸水解工藝提取纖維素納米晶(CNC)后填充到聚乙烯醇(PVA)中合成了可生物降解納米水基聚合物保水劑(PVA@CNC)，并采用流化床噴涂技術制備了保水型包膜NPK復合肥(圖3)。在PVA中填充CNC后，PVA分子鏈中的羥基與CNC表面的羥基相互作用形成氫鍵，膜層交聯(lián)密度增大，親水性降低，肥料控釋性能提升。PVA@CNC復合包膜肥的釋放期可達30天，而未包膜和單一PVA包膜肥料的釋放期分別僅為3和10天。此外，加入CNC后土壤保水能力可提高50% 以上。

圖3 PVA@CNC納米復合保水劑及其包膜NPK肥料的制備示意圖[43]Fig.3 Fabrication schematics of PVA@CNC nanocomposite water-retaining agent and coated NPK fertilizer[43]

除了用于包膜固體肥料外，研究人員借助納米纖維素水凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和高比表面積等特性，將其直接吸附肥料，達到減緩養(yǎng)分釋放的目的。洪楓[44]選用細菌納米纖維素和植物源納米纖維素作為基質(zhì)吸附肥料，制備了納米纖維素凝膠基保水緩釋肥。與傳統(tǒng)肥料相比該肥料具有明顯的緩釋效果和吸水能力，24 h尿素累積釋放率降低了27%～38%，肥料吸水率高達123%。Guo等[45]采用金屬有機框架(MOF)、纖維素納米纖絲(CNF)和SA制備了納米纖維素水凝膠(MIL-100 (Fe)@CNF-SA)，并作為尿素載體制備了緩釋肥料(圖4)。所制水凝膠不僅具有高比表面積(129 m2/g)，且表面親水基團豐富，對尿素的裝載量高達1.47 g/g。水凝膠的多孔結(jié)構(gòu)與MOF晶體的高比表面積的協(xié)同作用實現(xiàn)了尿素的緩釋，20 天時養(yǎng)分累積釋放率為50%，養(yǎng)分利用效率顯著提升。土壤中加入僅0.5% 的水凝膠，土壤持水能力可達到55%，土壤水分完全流失的時間減慢至20 天左右。在此基礎上，該課題組進一步采用二甲基丙烯酰胺(DMAA)和乙烯基己內(nèi)酰胺(NVCL)對MIL-100 (Fe)@CNF-SA進行改性，通過自由基聚合制備了具有溫度和pH響應性的納米纖維素基水凝膠(MC)[46]，并通過試驗證明了MC水凝膠在25℃～55℃和pH 3～11范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的重復性收縮和膨脹行為。

圖4 MIL-100 (Fe)@CNF-SA納米復合水凝膠的制備示意圖[45]Fig.4 Fabrication schematics of MIL-100 (Fe)@CNF-SA nanocomposite hydrogel[45]

1.3 納米碳

納米碳材料主要包括碳納米管、納米生物炭、石墨烯和納米碳纖維等。納米碳保留了碳素材料的優(yōu)異特性，又具備了小尺寸、高表面活性等特性，成為一類應用領域廣、發(fā)展?jié)摿Υ蟮募{米材料[47–48]。相比其他納米材料，納米碳用于制備緩控釋肥的方式和策略更豐富。

緩控釋肥中常用的納米生物炭是生物質(zhì)經(jīng)過高溫熱裂解制得的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的高碳固體產(chǎn)物[49–51]，既可作為肥料載體通過浸漬技術制備緩釋肥，又可以作為納米填料通過共混或復合技術制備控釋肥[52–54]。Khan等[55]將養(yǎng)分浸入到熱解合成的小麥秸稈生物炭中制備了納米生物炭基緩釋肥。裂解溫度影響著生物炭的孔隙大小。相比300℃，350℃下制備的納米生物炭孔隙更大，保水性和緩釋性更佳，持水率可達64%，氮、磷、鉀養(yǎng)分釋放期均超過10 天。Salimi等[56]采用天然碳納米顆粒(NCNPs)改性淀粉–聚(丙烯酸–丙烯酰胺)高吸水性聚合物，與尿素復合研制了納米生物基緩釋尿素(圖5)。NCNPs與聚合物含氧基團間形成氫鍵，交聯(lián)度增加，緩釋肥的吸水性和緩釋性顯著提升。肥料在靜水中1 h吸水量為215.1 g/g，21 天時尿素累積釋放率為70%，且隨著NCNPs含量的增加釋放期延長。此外，NCNPs的存在顯著提高了不同pH水平土壤中養(yǎng)分的利用效率，土壤中硝酸鹽的浸出率降低。常玉等[57]通過將黃腐酸鹽、納米竹炭粉和納米二氧化鈦與熔融態(tài)尿素混合造粒后用防結(jié)塊包膜劑進行包膜，制備了黃腐酸鰲合納米元素增效尿素。納米竹炭粉及納米鈦粉的電磁效應可以有效刺激作物對氮素的吸收，提高作物的氮素利用率。黃腐酸與尿素間形成了穩(wěn)定的絡合物，抑制脲酶活性、延緩尿素分解，實現(xiàn)了尿素的長效化。肥效試驗表明，與施用普通尿素相比，施用該增效尿素后冬小麥產(chǎn)量提高17.3%，氮素利用率提高12.7%。

圖5 高吸水性納米生物基緩釋肥的結(jié)構(gòu)示意圖[56]Fig.5 Structure of super-adsorbent nano-bio-based slow-release fertilizer[56]

碳納米管包括單壁碳納米管和多壁碳納米管兩類，是一種由石墨烯片層卷曲而成的無縫、中空的一維納米碳材料，是緩控釋肥中常用的另一種納米碳[58]。杜杰等[59]以水性聚丙烯酸酯乳液為基體，多壁碳納米管為填料，通過原位聚合法制備了多壁碳納米管/水基聚丙烯酸酯納米復合材料及其包膜尿素。多壁碳納米管的引入能有效提高膜材的疏水性及機械性能，包膜尿素的養(yǎng)分釋放率降低，釋放期延長。當添加的多壁碳納米管質(zhì)量分數(shù)為0.4% 時，包膜尿素的養(yǎng)分釋放性能最佳。定向排列的碳納米管有助于構(gòu)建微納米結(jié)構(gòu)超疏水表面。楊越超[60]通過在廢棄農(nóng)作物基包膜肥料表面引入多壁碳納米管構(gòu)筑了超疏水膜層，改性后包膜肥料具有精準的控釋性能。通過改變多壁碳納米管用量及膜層厚度，肥料的養(yǎng)分釋放期可在1～12個月調(diào)變。

1.4 納米粘土

粘土是一類天然納米片層材料，多為硅鋁酸鹽，層間存在納米級孔道[61]，可借助其特殊的片層結(jié)構(gòu)設計納米粘土/聚合物復合材料[62–63]。蒙脫土(MMT)是一種典型的2∶1層型納米硅酸鹽粘土礦物，層間距約1 nm，成本低、功能性強，是最常用的粘土材料之一。賈傳秀[64]采用天然MMT、聚醚多元醇和異氰酸酯PM200合成聚氨酯/MMT納米復合包膜控釋肥。經(jīng)MMT改性后，膜材的疏水性增加，孔隙率和吸水率降低，肥料控釋性能提高。然而，天然MMT所制聚氨酯膜材中納米粒子分散性差，無機粒子易與基體脫離。采用有機陽離子交換反應改變蒙脫土片層極性，擴大層間距離后，有利于高分子鏈或單體進入層間增加兩相之間的親和性[65–66]。伍賢東等[67]選用十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基雙羥乙基甲基氯化銨、二甲基雙十八烷基氯化銨等3種有機離子交換劑對MMT進行有機插層改性后，通過原位聚合法制得蓖麻油基聚氨酯/蒙脫土(PU/MMT)復合包膜控釋肥。經(jīng)有機插層改性的蒙脫土(OMMT)可以均勻分散在聚氨酯基體中，與基體具有良好的相容性，OMMT的引入明顯改善了納米復合膜材的緩釋性能，且以二甲基雙十八烷基氯化銨改性納米蒙脫土復合膜材制備的包膜尿素緩釋性能最佳，與未添加MMT相比，包衣率為2.8% 時，緩釋期由30 天延長至75 天。除了聚氨酯包膜控釋肥，Arjona等[68]嘗試采用MMT改性聚羥基丁酸(PHB)生物降解材料包封尿素。有機改性的蒙脫土OMMT在PHB體系中分散良好，納米復合微膠囊在土壤中對尿素的緩釋效果良好，且PHB/OMMT微膠囊在沙質(zhì)土壤中仍具有較高的降解率，130天內(nèi)生物降解率高達75%，156 天可完全降解。Bortoletto-Santos等[69]采用蒙脫土、水滑石離子交換納米材料改性生物基可降解聚氨酯，形成了納米復合材料用于肥料包膜，并揭示了其養(yǎng)分釋放機制。納米復合結(jié)構(gòu)促進了擴散屏障的形成，離子交換材料的陽離子或陰離子親和力是控制養(yǎng)分釋放的關鍵。陽離子親和材料蒙脫土有效控制了銨離子的釋放，而陰離子親和顆粒則有效抑制了磷酸鹽的擴散。

除蒙脫土外，沸石、坡縷石、高嶺土等因價格優(yōu)勢也被應用于緩控釋肥。粘土的種類不同，其成分、結(jié)構(gòu)及物理化學性質(zhì)也不同[70–72]。沸石是一類在灼燒時會發(fā)生沸騰現(xiàn)象的天然硅鋁酸鹽礦石，沸石的硅鋁酸鹽骨架內(nèi)含有可交換陽離子的孔道和空洞，可負載土壤所需的各種養(yǎng)分[73–74]。Khan等[75]合成了以沸石為載體的負載鈉、磷、鉀、鈣、鎂等營養(yǎng)元素的沸石復合緩釋肥。該復合肥能夠緩慢釋放植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。此外，沸石還可改善土壤的物理化學特性，土壤的質(zhì)量和保水能力顯著提高。王興剛等[76]用羥甲基殼聚糖、N-馬來?；瘹ぞ厶呛推驴|石通過原位接枝聚合反應，制備了具有吸附性的納米復合緩釋載體材料。該納米復合載體材料能夠吸附廢水中的氮、磷等養(yǎng)分。當坡縷石加入量為30%時，吸附劑對NH4+的吸附容量可達到237.6 mg/g。回收的吸附劑中氮元素含量為13.2%，可作為一種功能性緩釋肥料被再度利用，該肥料在土壤中10 天氮素釋放率為60%，具有一定的緩釋性。同時還能提高土壤的持水、保水性能。Wang等[77]采用高嶺土納米管(HNTs)、四乙基硅氧烷(TESO)和十六烷基三甲基硅氧烷(HDTMs)對蓖麻油基聚氨酯進行改性，提高其疏水性和結(jié)構(gòu)致密性，并作為尿素控釋包膜材料(圖6)。疏水高嶺土納米管(SNTs)可以減少涂層殼表面的孔隙數(shù)量，延緩氮的釋放。硅氧烷改性提高了包膜外殼表面的疏水性，防止水進入外殼。與未改性的聚氨酯包膜尿素(PUC)和高嶺土單一改性聚氨酯包膜尿素(PHUC)相比，雙改性后的疏水性聚氨酯包膜肥料(SHPUC)氮釋放特性顯著增強，釋放期超過2個月。高嶺土納米管的添加量對氮素釋放特征也有顯著影響，隨著其添加量的增加，氮素釋放率逐漸降低。

圖6 生物基聚氨酯包膜控釋肥料疏水改性制備示意圖[77]Fig.6 Fabrication schematics of hydrophobic modification of bio-based polyurethane coated controlled-release fertilizer[77]

層狀雙金屬氫氧化物(LDH)是一種具有陰離子交換能力的特殊粘土材料，可提高水凝膠的載肥能力、吸水性能和物理力學性能。Lohmousavi等[78]采用香蕉皮纖維素、聚丙烯酸、聚乙烯醇和LDH，通過原位接枝溶液聚合法制備了pH響應納米復合保水緩釋肥。水凝膠與LDH發(fā)生交聯(lián)形成多孔結(jié)構(gòu)，表面粗糙度增加。LDH的加入顯著改善了水凝膠基質(zhì)的保水性，且納米復合水凝膠表現(xiàn)出pH依賴性溶脹，當pH為7～10時，水凝膠吸水率較高、溶脹效果較好。不過，pH對氮、磷釋放具有相反的影響。當 pH為2～7時，磷的釋放率呈增加趨勢，pH =7時達到最大值，隨著pH繼續(xù)增大，磷釋放率又逐漸減少；而當pH為2～7時，氮的釋放率逐漸增加，pH = 7時最小，隨著pH的增大，氮釋放率又逐漸增加。

1.5 其他納米材料

籠型倍半硅氧烷(POSS)是一類結(jié)構(gòu)簡式為RSiO3/2的硅氧烷化合物，具有無毒和細胞相容性的特征，是近年來發(fā)展起來的一種新型、環(huán)境友好的零維納米材料。POSS不僅結(jié)合了無機組分和有機組分的優(yōu)點，而且通過協(xié)同作用產(chǎn)生了一些新的性能[79]。Li等[80]通過原位聚合技術成功將帶有8個聚乙二醇(PEG)和八苯基(BEN)的POSS復合到蓖麻油基聚氨酯膜層中，制備了PCU/PEG和PCU/BEN納米復合包膜(圖7)。液態(tài)POSS-PEG具有與蓖麻油相似的PEG長鏈段，在膜層表面均勻分散，且相互作用強，而固態(tài)POSS-BEN由于苯環(huán)的剛性及惰性而在聚氨酯包膜中分散不均勻。因此，PCU/PEG比PCU/BEN和純PCU具有更好的控釋性，且釋放模式和釋放期受POSS頂點的類型和包衣率影響。包衣率低至2% 時，PCU/PEG的釋放期仍長達55 天。

圖7 納米復合包膜的合成示意圖[80]Fig.7 Formation illustration of nanocomposite coatings[80]

此外，納米聚合物聚四氟乙烯(PTFE)也被用于改性包膜控釋肥。PTFE是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子聚合物，具有高度的化學穩(wěn)定性，良好的耐腐蝕、耐高溫性，超強的耐水性等特點[81]。賈傳秀[64]利用納米聚四氟乙烯改性聚氨酯包膜材料，并制得PU/PTFE 納米復合包膜控釋肥。PTFE的加入改善了膜材的耐水性，與PU相比，PU/PTFE包膜的吸水率和孔隙率分別降低了68.2% 和37.6%，水接觸角提高了15.7o；養(yǎng)分釋放性能顯著提升，與未添加PTFE相比，當PFET添加量為30% 時，肥料養(yǎng)分釋放期延長了3.5倍。

2 研究展望

納米材料的小尺寸效應、高表面活性及界面效應等特點，為緩控釋肥微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化及宏觀性能改善提供了更多的優(yōu)勢和可能性。從目前的應用文獻總結(jié)得出，納米材料發(fā)揮的最重要功能是疏水性、吸附性、保水性、環(huán)境響應性和自修復性。這樣，提高疏水性、功能化是納米材料改性緩控釋肥料的主要研究方向。物理共混、化學接枝、浸漬吸附是當前納米材料改性緩釋肥料的重要技術手段。雖然納米材料在緩控釋肥制備和性能研究中已取得了一定的進展，但仍存在一些問題亟待解決：

1) 作用機制研究不夠深入。納米材料在緩控釋肥中的應用研究已經(jīng)取得了一些成果，但缺乏納米材料對肥料性能調(diào)控和緩控釋機制方面的系統(tǒng)研究。不同納米材料的性質(zhì)存在很大差異，納米材料引入后肥料微觀結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分釋放特性具有的構(gòu)效關系等有待進一步探究。因此，機理研究將會是未來的研究重點，要通過對緩控釋材料的微觀結(jié)構(gòu)進行表征，配合檢測其宏觀性能，建立構(gòu)效關系，探明緩控釋肥的養(yǎng)分釋放及性能調(diào)控機制。

2) 天然有機納米材料研究缺乏。天然有機納米材料如纖維素等，材料來源廣泛、功能多樣，且具有可再生性和生物降解性，在當前農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的大背景下已成為農(nóng)業(yè)領域的研究熱點。但天然有機納米材料在緩控釋肥中的研究有限，有必要加強對此類材料的研究力度，拓展種類及其改性方法，為開發(fā)性能優(yōu)異的功能型緩控釋肥提供理論及技術支撐。

3) 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)困難。由于納米材料易團聚，在用于制備或改性緩控釋肥時，大多需要進行前處理或化學改性改善其分散性，生產(chǎn)過程復雜。因此，目前仍停留在實驗研究階段，難以實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。尋找更簡單的改性及前處理技術，使納米材料的特性得以充分發(fā)揮，以促進納米材料在緩控釋肥中的應用及其商品化。