我国农业肥料需求量巨大，但化肥利用率较低，氮为30％~35％，钾为30％~35％，磷为10％~20％…。缓／控释肥料能够减缓(控制)养分释放，显著提高肥料利用率，减少对环境的污染。缓／控释肥料使用膨润土、硅藻土等非金属矿粉和高分子材料作为包裹剂较多以天然沸石为包裹剂的较少。沸石具有良好的吸附性能和阳离子交换性能，采用沸石作为肥料的载体及控释材料调理剂，可控制肥料中养分的释放，提高肥料利用率。本实验用木兰围场地区天然矿物沸石作为包裹剂，以正硅酸乙酯为粘结保护层制备氮、磷、钾控释肥料，并用红外光谱分析沸石和肥料间的相互作用。
1、实验部分
1.1原料、试剂及仪器设备天然沸石取自信阳上天梯非金属矿，研磨成粉末(．074mil1)，其化学组成)为：SiO2，70．45；AI203，13．16；Fe203，1．02；FeO，0．09；Na2O，1．26；CaO，1．67；MgO，1．05；K2O，2．21；TiO2，0．08；MnO，0．03；烧失量，8．15。四氯化碳，优级纯；正硅酸乙酯、乙醇、磷酸钙、硝酸钾、尿素，皆为分析纯。PE一680型红外光谱仪，美国珀金埃尔默公司；D8／Advance型x一射线衍射仪，德国布鲁克公司；THZ-82型恒温振荡器，江苏太仓医疗器械厂。
1.2沸石控释磷、氮、钾肥的制备分别称取3g天然沸石，倒入盛有75mL去离子水、四氯化碳、95％乙醇的具塞锥形瓶中，在振荡器中振荡5h，分别称取10g磷酸钙、尿素、硝酸钾倒入混合液中搅拌5h，再加入15mL正硅酸乙酯继续搅拌5h。抽滤，固体置于烘
箱中干燥，研碎待用。样品编号分别为P301、N301、K301。不添加正硅酸乙酯重复实验，得到样品编号分别为P3012、N3012、K3012。
1.3沸石控释肥性能测试在保持分液漏斗中去离子水位基本一致的前提下，缓慢旋转活塞至1滴／20S的速率使去离子水滴下。称取0．5g缓控释肥样品，倒入事先贴好定量滤纸的漏斗中，开始进行滴淋。设定滴淋时间段，将剩余样品连同滤纸进行干燥，称量后减去滤纸的质量即为剩余样品质量，计算样品淋失率；在相同条件下，用肥料样品做上述滴淋实验。
1.4表征与性能测试XRD测试，管电流40mA，管电压45kV，Cu阳极，CuKa辐射，为0．15404am，扫描速度0．1(。)／s。红外吸收光谱测定：将试样粉末用溴化钾压片，在4000~400cm范围内摄谱。
2、沸石对肥料的控释作用
2.3.1沸石对磷肥的控释作用：不同磷肥样品的淋失率随时间变化，见图5。
由图5可看出，随着淋失时间延长，磷肥样品淋失率都逐渐增大，经正硅酸乙酯粘结后的样品肥料淋失率最大。用沸石处理过的肥料淋失率整体大于纯磷肥，即控释磷肥的释放速率明显加快，说明沸石对磷肥有一定促释效果。
磷酸钙是一种难溶性肥料，肥料释放速率较慢，直接施于土壤很不经济。沸石特殊的架状多孔结构使其具有很强的吸附性和阳离子交换性能，容易吸附周围环境中的阳离子进入孔道内，磷酸钙平衡式为Ca3(POD2：-3Ca2~2PO／，不断向解离方向进行，使磷酸钙溶解度增大，达到了对磷肥的促释作用。由于正硅酸乙酯的粘结作用，被吸附的Ca2更不容易从沸石孔道解吸，上述解离平衡式的解离度增大，因此P301促释效果更好。
2.3.2沸石对氮肥的控释作用：氮肥淋失率随淋失时间变化见图6。
从图6可看出，纯尿素样品12min已淋失完全，加入沸石的样品淋失率明显降低，表明沸石包裹对
氮肥达到了良好的缓释效果。在相同滴淋时间下，N301淋失率低于N3012，说明添加正硅酸乙酯粘结保护层后，对氮肥缓释效果明显提高。在对尿素进行包裹时，由于尿素不溶于四氯化碳，尺寸合适的尿素晶体颗粒被吸附到沸石孔道内，再加上沸石对尿素的
包裹，外部离子不易进入包裹层与尿素进行交换，从而使淋失率明显降低。加入正硅酸乙酯后，正硅酸乙酯水解生成的二氧化硅将沸石各孔道两端相连接，使得尿素与外界隔绝较好，不容易流失，缓释效果明显提高。
2.3.3沸石对钾肥的控释作用：钾肥淋失率随淋失时间变化，见图7。
由图7可知，纯硝酸钾18rnin时淋失率已达到99．66％，添加沸石的钾肥淋失率明显低于纯钾肥，说明沸石包裹对钾肥具有一定控释作用。添加正硅酸乙酯的钾肥控释效果明显优于未加正硅酸乙酯。
3、结论
以天然沸石作包裹剂，正硅酸乙酯为粘结保护层分别制备出磷、氮、钾控释肥。天然沸石对肥料的包裹过程只是改善肥料的物理特性，未破坏肥料的有效成分。沸石控释磷肥有一定促释效果，使磷肥释放速率加快。沸石控释氮肥及钾肥有较好缓释效果，肥料释放速率明显减慢，用正硅酸乙酯粘结的控释肥，其控释效果更好。
