包膜缓/控释肥料研究进展
摘要：研究和开发包膜缓/控释肥料是肥料领域的新热点，其对提高肥料利用率和保护环境有着十分重要的现实意义。简要介绍了包膜缓/控释肥料的种类、养分释放机理、应用存在问题和研究展望。
关键词：包膜缓/控释肥料养分释放
肥料在农业生产中占有非常重要的地位，是农业生产中最大的物质投资，约占其全部生产性支出的50％[1]。由于化肥的不合理使用和化肥的淋失、转化、挥发等原因，我国化肥当季利用率低，造成了巨大的资源浪费和严重的环境污染，有些地区出现地表富营养化以及地下水和蔬菜中氮含量严重超标等问题[2]。如何把肥料应用与农作物的产品、产量、质量以及环境保护有机地结合起来，已经成为肥料领域研究中特别关注的焦点。自20 世纪80 年代以来，缓释和控释肥（slow and controlled release fertilizers，简称SRFs 和CRFs）为解决这个问题开辟了新的思路和更有效的途径，这已成为化学肥料革新和研究的热点。
国际肥料工业协会（International Fertilizer Incustry Association，简称IFA）按照肥料制造过程，将缓释和控释肥分成尿素与醛类的缩合物（被称为缓效或缓释肥料）及包膜肥料（被称为控释肥料）两大类，因此生物或化学作用下可分解的有机氮化合物肥料，如脲甲醛（UFs），通常被称为缓释肥（SRFs），而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥（CRFs）。国外多年的研究资料和大量文献以及我们几年来的研究结果表明，真正意义上的控释肥，即肥料的养分释放速率与作物养分吸收相同步，应该是包膜肥料，其它的缓效肥料可称为缓释肥而不能称为控释肥。
1 包膜型缓/控释肥的类型
包膜型缓/控释肥料按其包膜材料不同可分为无机物包膜肥和有机聚合物包膜肥2种类型。
1.1 无机物包膜肥
无机物包膜肥的材料包括沸石、硅藻土、硫磺、石膏、金属磷酸盐、硅粉等。这些无机材料成本较低，且对土壤不构成危害，同时能为植物提供多种盐基离子，具有一定的缓释效果；但无机物包膜肥弹性差、易脆，不能实现对养分的控制释放[3]。无机物包膜肥中对硫磺包膜材料的研究最多。使用硫包膜尿素可使N利用比较普通尿素提高1倍，特别适用于生长期较长的作物，并且能补充土壤中硫的不足。养分的控释通过调节包膜的厚度和封面剂(石蜡)的用量来实现。近些年，
报道了对表面活性改良后的沸石包膜材料对N的控释以及钙十字沸石对P、K的控释研究，实验表明它们对P、K的控释效果明显提高。郑州工学院以尿素为核心，以钙镁肥为包裹物料，以无机酸和缓溶剂制得钙镁磷肥改性复合肥料。无机物包膜材料的缺点是对肥料颗粒的封闭性比较差，膜层表面容易形成一些较大尺度的孔隙，肥料养分容易快速溶出，且膜层存在储存或运输过程中容易脱落，影响缓释性质。一些厂家用有机聚合物(热塑性塑料或树脂)在硫包衣尿素上再包l 层较薄的普通聚合物膜，以增强抗磨损性能。目前有研究发现，无机材料的细度对无机包膜肥料的影响很大。细度增加，材料粉粒在肥料表面整齐度增加，比表面积减小，微孔降低。细度为60μm的材料比细度为120μm时所生产的包膜肥料的养分释放时间提高10倍以上；但是随着材料细度的增大，微粒的比表面会急剧增大，出现一些不良性状。因此如何降低微粒的比表面能，将无机材料改性，是无机物包膜肥料亟待解决的问题[4]。
1.2 有机聚合物包膜肥
有机聚合物包膜肥按其包膜材料的来源可以分为3类。
1.2.1天然高分子
这类材料包括天然橡胶、阿拉伯胶、明胶、海藻酸钠、纤维素、木质素、淀粉等。天然高分子材料虽然来源广、无毒、稳定、成膜性好、价廉易得，但其易被生物降解，控释效果较差，一般要通过改性后才能作为控释肥的包膜材料[5]。已被用于试验的天然高分子材料主要包括以下几种：
（1）木质素
王德汉等[6]利用工业木质素作为包膜材料对颗粒尿素进行包膜处理，制成一系列缓释尿素。玉米和菜心盆栽肥效试验结果发现，无论是作物生物量还是氮肥利用率方面．木质素包膜尿素效果比较好，木质素包膜尿素的缓释效果与包膜量并不呈正相关。木质素包膜尿素的缓释特性比普通尿素具有较强的“后效”，能保持养分的持续、均衡供给，提高了作物的产量和尿素氮肥的利用率。减少了氮肥对环境的污染。Carmen Garcia[7]用牛皮松树木质素包膜尿素，发现对于干物质和植物氮的吸收来说，包膜肥料比未包膜要好得多。
(2）天然橡胶
Hanafi等[8]用天然橡胶包膜复合肥，并与聚氯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸包膜肥料相比，肥效为：聚氯乙烯一天然橡胶>聚丙烯酰胺>聚乳酸>>未包膜。天然橡胶的玻璃化温度较低，成膜发粘。并不太适合用作肥料的包膜材料。但天然橡胶经过硫化[9]，通过添加一些物质进行改性处理后就可以用作肥料的包膜材料。用改性天然橡胶制成的缓释肥料。其膜硬且无粘性，便于储存和施用。（3）植物油
植物油包膜肥料，往往是几种油的混合物包膜，如桐油、亚麻籽油与其它物
质的混合包膜肥料。不饱和油如亚麻籽油、红花油、向日葵油、蓖麻油、大豆油等含有有机酸的甘油也可用于各种肥料的包膜。美国专利[10]报道在催化剂的存在下，把不饱和油的混合物(含12—24个碳原子)预先聚合，在交联剂的作用下可形成具有三维结构的聚合物包膜。在中国，唐辉等[11]对桐油包膜尿素进行了系统的研究，在包膜率为10％～15％下获得在黑麦草种植试验中养分释放周期超过30 d的包膜尿素，同时发现与普通尿素相比，桐油包膜尿素处理表现出较长的氮肥释放周期和绿色延续期。
(4)腐殖酸
腐殖酸来源广泛。在土壤中添加腐殖酸，可以改善由于长期施用无机盐造成的土壤变质。用腐殖酸包膜尿素。可以显著地提高尿素在土壤中的缓释性。Murdoch—Brown等[12]通过肥料养分释放试验表明，腐殖酸包膜尿素10周后在湿度较低下氮还有62％。在湿度较高的情况下也有48％，而未包膜尿素氮只有l％。可见腐殖酸多用作有机添加剂用于缓／控释肥料中工作值得进一步深入研究。
(5）壳聚糖
壳聚糖是由甲壳素脱乙酞基得到的一种重要衍生物。甲壳素是第一大天然高分子，在我国，其来源十分丰富。壳聚糖能被生物降解，是一种无毒、无污染的可再生资源。在化工、环保、食品、纺织、医药、膜分离等领域受到了国内外学者的广泛关注。壳聚糖具有良好的成膜性。易于制成包膜材料．如采用将壳聚糖与明胶、藻酸盐等共混，用戊二醛交联的方法制备壳聚糖药物包膜或微囊材料[13]。陈强等[14]采用壳聚糖、PV A、淀粉为基本原料，采用共混、交联的方法制备出新型的可生物降解的多功能缓释肥料包膜材料，复合膜的表面形貌非常均匀、光滑，用此膜制备的缓释肥料，具有很好的缓释效果。
除上述几种天然有机高分子材料外，松脂、植物淀粉等也常用于并且多跟人工合成高分子材料一起用于包膜控释肥料(在人工合成高分子材料中有述)。天然高分子材料虽然来源广、无毒、稳定、成膜性好、价廉易得，但其易被生物降解，控释效果较差，一般要通过改性后才能作为控释肥的包膜材料。因此，人工合成高分子材料在包膜材料中逐渐起到非常重要的作用。
1.2.2合成高分子
这类材料包括热塑性聚烯烃类，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺，以及热固性树脂如脲醛树脂等。合成高分子包膜的特点是包膜厚度可以控制，对土壤条件不十分敏感、养分扩散速率由聚合物的化学性质控制，因而可实现对养分的控释。由于合成高分子包膜的弹性好，更适合于机械化施肥。该类包膜的缺点是价格高，一般不溶于水，需要有机溶剂溶解，包膜工艺比较复杂，且因其在土壤中分解缓慢而带来环境污染。虽然可采取改性方法促使其降解，
但对环境是否有影响还有待进一步探讨[15]。
1.2.3半合成高分子
这类材料是指天然高分子经过改性后形成的一类高分子化合物，以纤维素
的衍生物为主，黏度大、成膜性良好、易水解，如甲基纤维素钠和乙基纤维素。目前对该类高分子包膜的研究报道较少，但其市场前景非常广阔[16]。
2 包膜控释肥料养分释放机理
2.1包膜控释肥料养分释放机理模型
Hauk 提出包膜肥料在土壤中的释放模型，认为包膜肥料在土壤中的释放首先是水蒸气穿透包膜，在膜内使肥料溶解，然后，膜内肥料溶液向外渗透出来。Gambash 等把包膜硝酸钾放在饱和蒸气室内培养，发现KNO
从包膜中向外扩散的
3
速度主要受进入颗粒内的蒸气量影响[17]。
Kochba 等提出包膜肥料养分释放机理是水蒸气通过疏水膜向颗粒内的扩散，随后包膜爆裂或膨胀，这两种作用又促进包膜颗粒内饱和溶液外流。他对包膜硝酸钾单个颗粒和群体颗粒养分释放速率的动态研究后认为，包膜颗粒群体中，各单个颗粒的养分释放速率不相同，初期释放养分的颗粒释放速率，不同于群体大部分颗粒释放速率，但是群体颗粒的释放速率基本服从一级速率方程；还指出各个单个颗粒在作物不同生长时期提供植株根系养分，为了保持作物根际养分平衡供应，必须根据包膜化肥颗粒大小施用足够颗粒群体的包膜肥料。
2.2 影响包膜控释肥料养分释放的因素
包膜控释肥料养分释放速率受环境条件如土壤温度、土壤水分含量、质地、土壤微生物活性和土壤有机质等因素影响[18,19]。不同类型或不同膜材料的包膜肥料受各种因素影响的程度都存在较大差别。如硫包尿素的释放速率受土壤微生物活性的影响较大，与硫包尿素等相类似的无机包膜材料的包膜肥料受土壤水分含量影响较大；而有机聚合物膜成分包膜肥料，在土壤田间持水量和作物凋萎含水量范围内，除受土壤温度影响较明显外，其他环境因子影响都较小。有些学者对Nutricote 和Osmocote 等包膜肥料也作了上述类似报道。但据我们的试验结果，同类有机聚合物包膜尿素在稻田饱和水分和小麦旱地非饱和水分条件下，养分释放速率和肥效存在一定程度的差异。
温度对包膜化肥养分释放速率的影响是通过溶解和扩散作用来达到的例如尿素的溶解速度随温度的增加呈指数增加，穿透膜的尿素浓度梯度越高,从膜内渗出的尿素越快，扩散速度随温度的增加而增加。又如日本生产的树脂配合包膜肥料依赖于温度的水分弥透性，可以采取添加无机粉末如滑石粉或硅粉等来调节无机成分与树脂的混合比例，改变包膜成分及其通透性，以控制包膜内养分释放速度的快慢。这类聚烯烃包膜肥料不同于传统包膜控释肥料，表现出等养分可控制性高，但受温度影响较明显，其温度效应值是2，养分释放与作物养分吸收比
较容易达到协调同步。
3 包膜型缓/控释肥应用存在的问题
目前全球包膜肥的消耗总量约为65万t，其中2/3是聚合物包膜肥料，约占总量的90％，多用于非农业市场(高尔夫球场、苗圃、专业草坪、景观园艺)，仅有10％用于农业，且主要是用在经济价值高的蔬菜、草莓、柑橘等，用在大田粮食作物上的比例就更少。包膜型缓/控释肥难以大面积推广的主要原因如下。
(1)价格与普通肥料相比，包膜缓/控释肥料的生产成本比常规肥料高2倍一8倍，这是限制包膜缓/控释肥料在农业，尤其是在大田作物上推广应用的主要因素。
(2)产业化包膜肥料生产工艺较复杂，关键设备和工艺配套的研究相对薄弱，养分控制要求比较高，产业化研究与开发相对滞后。
(3)控释材料由于目前的控释材料多为硫、树脂类材料，功能限于缓释，促/控释的材料尚缺。
(4)控释理论的研究相对薄弱，尤其是缺乏学科交叉的综合研究，如化学结构、化学工程、农业化学和植物生理等方面的联合攻关尚待加强。
(5)农民对包膜型缓/控释肥料的认知度较低，政府示范推广和宣传的力度不够[20]。
4 包膜型缓/控释肥料研究展望
世界化肥的生产和使用经历了3次变革。20世纪60年代之前，生产的化肥多为单质低浓度肥料。20世纪60～80年代，发达国家发展了高浓度化肥和复合肥。最近20年来，发达国家开始重点研究缓/控释肥料等新型肥料。鉴于现代农业生产需要及环境生态意识和资源保护意识的加强，必然会促进对包膜型控释肥的研究与开发，因此包膜型控释肥是2l世纪肥料的主要发展方向[21]。
1 ）国外包膜肥料的生产和应用已有多年，但是由于所用包膜材料或生产工艺复杂，致使包膜肥料价格一般高于常规肥料的2~3倍，使得大部分包膜肥料只用在经济价值较高的花卉、蔬菜、草皮等生产中。为了降低包膜肥料生产成本，扩大使用作物对象，需要进一步研制和开发新型、高效价廉的包膜物质材料及简单生产工艺。
2 ）包膜肥料的农业效果评价目前仅限于肥效和作物产量方面的工作。缺乏系统全面地对包膜肥料养分去向、作物利用效率和对环境影响的量化评价，以及包膜肥料养分与非包膜肥料养分对作物品质的影响。因此，有必要进一步系统、严格地评价包膜化肥在土壤作物系统中的运移和分布规律，为包膜控释肥料在不同农业生态条件下的使用提供科学依据。
3 ）不同化学形态氮在土壤中移动损失差异很大，各种养分间存在着颉颃作用和
协同效应，但有关包膜肥料在利用养分间协同效应及调控氮素化学形态方面研究报道极少。由于包膜控释肥料施用作物对象养分吸收生长环境的差异和土壤类型的差异等等，有必要对不同作物包膜控释肥料配方即专用包膜控释肥料予以研究。
4 ）随着新型包膜肥料的研究和开发，有关包膜控释肥料释放速率和机理模式，还需进一步开展系统研究。
5 ）有关包膜肥料养分释放的机理数学模型，硫包膜尿素报道较多，将它应用到高分子聚合物包膜肥料养分释放机理上，偏差较大。包膜肥料养分在土壤中的运移分布和水分运动的关系缺乏研究，实验室和田间条件下包膜肥料养分释放的相关机理数学模型是包膜化肥生产设计的依据，这方面的工作也亟待深入。
6 ）中国包膜控释肥料的研究工作起步较晚，研究工作虽然开展了一些，但很零散，缺乏自身商品化产品，研究和开发单位之间缺乏合作和交流，国家在研究和开发方面缺乏系统有效的资助。今后要争取得到国家和省部级的有力资助，以促进中国包膜控释肥料的迅速发展。
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缓释、控释制剂和口服定时、定位给药系统练习题： 1．缓释制剂 2．控释制剂 3．迟释制剂 4．脉冲制剂 5．结肠定位制剂 6．肠溶制剂 7．释放度 8．生物粘附 二、选择题 （一）单项选择题 1．渗透泵片控释的基本原理是 A.片剂膜内渗透压大于膜外，将药物从小孔压出 B.药物由控释膜的微孔恒速释放 C.减少药物溶出速率 D.减慢药物扩散速率 E.片外渗透压大于片内，将片内药物压出 2．以下可用于制备亲水凝胶骨架片的材料是 A.海藻酸钠 B.聚氯乙烯 C.脂肪酸 D.硅橡胶 E.蜂蜡 3．以下对渗透泵片的叙述中，错误的是
A.释药不受胃肠道pH的影响 B.当片芯中药物浓度低于饱和溶液浓度时，药物以非零级速率释放 C.当片芯中的药物未被全部溶解时，药物以一级速率释放 D.药物在胃与肠中的释药速率相等 E.药物的释放与半渗透性衣膜的厚度有关 4．下列数学模型中，不是作为拟合缓（控）释制剂的药物释放曲线的是 A.零级速率方程 B.一级速率方程 C. Higuchi方程 D.米氏方程 E. Weibull分布函数 5．下列关于骨架型缓控释片的叙述中，错误的是 A.亲水凝胶骨架片中药物的释放比较完全 B．不溶性骨架片中要求药物的溶解度较小 C.药物从骨架片中的释放速度比普通片剂慢 D.骨架型缓控释片一般有三种类型 E.骨架型缓控释片应进行释放度检查，不进行崩解时限检查 6．可作为渗透泵制剂中渗透促进剂的是 A.氢化植物油 B.脂肪 C.淀粉浆 D.蔗糖 E.邻苯二甲酸醋酸纤维素7．下列不是缓、控释制剂释药原理的为
A.渗透压原理 B.离子交换作用 C.溶出原理 D.扩散原理 E.毛细管作用 8．可作为溶蚀性骨架片的骨架材料是 A.硬脂酸 B.聚丙烯 C.聚硅氧烷 D.聚乙烯 E.乙基纤维素 9．最适合制备缓(控)释制剂的药物半衰期为 A．15h B．24h C．48h D．＜1h E．2～8h 10．可作为不溶性骨架片的骨架材料是 A.聚乙烯醇 B.壳多糖 C.果胶 D.海藻酸钠 E.聚氯乙烯 （二）配伍选择题（备选答案在前，试题在后；每组均对应同一组备选答案，每题可能有一个或多个正确答案；每个备选答案可重复选用，也可不选用。） 【1-5】 A.聚乙二醇 B.乙基纤维素 C.羟丙甲纤维素 D.单硬脂酸甘油酯 E.硅橡胶 1．可作为不溶性骨架材料的是 2．可作为控释膜材料的是 3．可作为渗透泵片的推动剂的是 4．可作为生物溶蚀性骨架材料的是
包膜控释肥 据权威人士估计, 发展中国家粮食的增产中, 其55% 归功于化肥的作用。但是，化肥的利用率普遍偏低，氮肥利用率仅为30%～35%，磷肥仅为10%～25%，钾肥为35%～50%，如此低的利用率不仅造成资源的巨大浪费，还造成了严重的环境污染，有些地区出现地表富营养化、地下水和蔬菜中氮的含量严重超标等问题。缓释和控释肥( slow and controlled release fertilizers, 简称SRFs和CRFs)为解决这个问题开辟了新的思路和更有效的途径，这已成为化学肥料革新和研究的热点。 一、控释肥、缓释肥的概念区分 一般认为，所谓“释放”是指养份由化学物质转变成植物可直接吸收利用的有效形态的过程(如溶解、水解、降解等)；“缓释”是指化学物质养份释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养份的释放速率；“控释”是指以各种调控机制使养份释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间)与作物吸收养份的规律相一致。因此，在生物或化学作用下可分解的有机氮化合物肥料(如脲甲醛)通常被称为缓释肥(SRFs)，而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥(CRFs)。 其中控释肥，根据不同的控释方法又可分为包膜肥料（CoatedFertilizers）和非包膜肥料（Uncoated Fertilizers，如胶粘肥料、载体肥料等）两大类。由于包膜型控释肥其包膜材料众多、配方多变，能适应不同作物的养分需求，因此在国内外研究，占缓/控释肥料的50%以上；且技术上更为成熟、商品化应用更广。 二、包膜控施肥的国内外研究应用情况 美国是世界包膜肥料的发源地，2O世纪6O年代中期，美国首先研制成功硫包膜尿素(SCU)，其包膜层由包硫层、密封层(石蜡一煤焦油)、扑粉层组成。在当前的包膜肥料中，硫包膜尿素是一类很重要的包膜肥料，尤其适用于缺硫土壤；1964年美国ADM公司用二聚环戊二烯和丙三醇共聚生产出聚合物包膜控释
包膜控释肥料现状和展望 摘要研究和开发包膜控释肥料是肥料领域的新热点, 其对提高肥料利用率 和保护环境有着十分重要的现实意义。本文主要阐述了包膜控释肥料的重要性，控释肥料的概念，控释肥料研究和发展的现状，以及控释肥料研究展望及建议。 关键词包膜控释肥料概念现状展望 1 控释肥料研究及产品开发的重要性 我国开展控释肥料研制是为解决“中国农业持续发展的肥料问题”，在继“我国化肥面临的突出问题及建议”的报告后，力图通过改造肥料而提高化肥的利用率。结合我国国情，控释肥料的研制目标被锁定在三个方面：1)肥料的供肥量和供肥速度与作物吸收基本吻合；2)控释肥料本身及其制造过程对环境无污染；3)控释肥料的价格低廉，即一方面高端产品的价格低于国际同类产品，另一方面用于大田的中低端产品最终不增加农民的投入或不降低农民的收入。 不少学者也曾认为，包膜控释肥料、缓释肥料是世界肥料的发展方向，其原因是控释肥料及其延伸产品能明显地提高肥料利用率，大大降低施肥劳动强度。全球现有包膜控释肥料消费量虽在l50万吨左右，但是近几年消费量的增长速度很快。中国是世界上的肥料消耗大国，目前年需要化肥1.2～1.3亿吨，但是肥料利用率低及其引发的问题已经引起各界的关注。因此，发展以包膜控释肥料掺混型的复合肥料将是我国肥料业的必然发展趋势之一。如果按现有化肥消耗量的5%用包膜控释肥料代替，那么控释肥料和缓释肥料的大田作物需求量将为600～650万吨。由此可见控释肥料和缓释肥料有极其广阔的应用前景和市场需求。 当前我国农民购买化肥的费用仍然占生产总成本的50%左右，有些地区甚至更高，为了有效地解决当前化肥价格高涨、化肥利用率低、劳动力成本增加、化肥面源污染严重等问题，迫切需要研制系列专用复混型缓或控释肥料BB肥。其核心产品是控释肥料，因此开展包膜材料、包膜控释技术、包膜工艺、包膜控释肥料在线质量控制等几方面控释技术及其产业化关键技术的研究，对于保障我国控释肥料研究成果的产业化，产业化后企业持续发展的技术储备，以及我国控释肥料产业的稳健发展和使控释肥料以控释BB肥走向大田作物均具重要的意义。
缓控释制剂给药系统的研究进展 [ 摘要]技术的不断进展，缓控释制剂作为一种新的制剂技术应运而生。本篇就现存的缓控释给药系统做了综合的概述和评价，总结了近年有关的研究进展，同时对其发展与应用前景做了展望。 [ 关键词]缓释，控释，给药系统 缓释制剂(sustained-release system)亦称长效制剂或延效制剂，是指通过适宜的方法延缓药物在体内的释放、吸收、代谢以及排泄的过程，从而延长药物的作用时间或者减轻其毒副作用的给药系统，动力学为一级释放。控释制剂(controlled-release system)能够控制药物释放速率使其符合药物动力学需要，保持较长时间体内药物治疗浓度的恒定，免除峰谷现象，药物以受控形式恒速(以零级或接近零级速率)释放或者被控制在作用器官等特定吸收部位释放，动力学为零级或接近零级释药【1】。 1 口服缓控释给药系统 1. 1 微囊(球) 用喷雾干燥法制备水溶性药物扑热息痛的控释聚合物微囊，得到微囊的可压性远远相应的扑热息痛物理混合物。虽然粉末不能减慢药物的释放，微囊压片却可在聚合物含量很少时显示出良好的控释性，并且刺激性低。 1. 2 口服缓释生物黏附片 生物黏附片在水介质中表面呈胶凝的屏障可减慢药物释放速率，制剂材料起到黏附和缓释两个作用。 口服缓释生物粘附片，因为不需要经过吸收，没有肝肠循环因此能最大限度的进入血液系统以快速地达到有效血药浓度。而且，可以改善病人粘附药物输送系统（频率）提供一个有希望的办法控制和具体地点传递到胃肠道的附加设备的粘液和粘膜经呼吸道生物粘附的过程中，这些粘附系统也被称为亲密之间的联系的剂型和吸收黏膜，导致较高的药物通量通过吸收组织提高生物利用度【2】。 1. 3胃内滞留型漂浮缓释片 曲莉，王智民等【3】等据流体动力学平衡控制系统( The Hydronamically Balanced controlleddrug delivery System ,HBS) 原理设计制备,是一种不崩解的亲水性凝胶骨架制剂,口服后与胃液接触时,亲水凝胶便开始产生水化作用,膨胀使其密度小于1而漂浮于胃液上,同时制剂表面形成一层水不透性胶体屏障膜,该胶体界面层控制了制剂内的药物与溶剂的扩散速率,从而延长药物在胃内滞留时间及控制了药物的释放速度,直至负载药物释放完全。 1. 4结肠靶向定位给药系统 程刚等【4】依赖型聚丙烯酸树脂EudragitNE 30 D 为膜材，制备茶碱薄膜衣片以γ- 闪烁照相研究该制剂在体内胃肠道的转运情况。结果体外6.5 h 释放的制剂口服8.0 h 后到达升结肠处开始释药，且体内释药与体外释药有一定的相关性。 1. 5固脂纳米粒 口服给药的喜树碱固脂纳米粒中药物的体外释放可达 1 周。对于喜树碱和其他脂溶性药物而言，固脂纳米粒是一个很有希望的口服给药的缓释系统。 2 靶向给药系统 2. 1 肝靶向给药 前体药物是由活性药物衍生而成的药理惰性物质，能在体内经化学反应或酶反应，使活性的母体药物再生而发挥其治疗作用。薛克昌等【5】为提高拉米夫定的肝靶向性，制备了十
第十六章缓控迟释制剂 教学目的：通过介绍缓控释制剂的定义、特点及应用，学习缓释、控释制剂的类型、释药原理，熟悉缓释、控释制剂的处方设计原理和制备工艺、常用辅料及体内外评价方法。 教学要求： 1、掌握缓释、控释制剂的定义、特点。 2、熟悉缓释、控释制剂的类型和原理。 3、熟悉缓释、控释制剂的处方设计原理和制备工艺、常用辅料。 4、掌握缓（控）释制剂的体内外评价方法。 5、了解口服定时和定位释药系统。 6、掌握靶向制剂的定义、分类、特点、结构及体内作用机制、靶向性评价。 7、了解主动靶向制剂和前体药物；物理化学靶向制剂。 §1概述 背景： 剂型的发展经历四个阶段：第一代为普通制剂；第二代为缓释制剂、肠溶制剂等；第三代为控释制剂，以及靶向制剂；第四代为基于体内反馈情报靶向于细胞水平的给药系统。其中第二代至四代药物制剂，统称为药物传递系统。药物传递系统分为速度控制型给药系统，方向控制型给药系统，应答式给药系统。 对于TI值为2-4的药物以及消除半衰期短的药物在以普通释药系统给药时常出现以下三种情况： ①小剂量频繁给药以维持血药浓度； ②剂量较大，峰浓度达到有效治疗浓度但给药间隔超过药物消除时间，血药浓度长时间低于有效治疗浓度。 ③剂量大，给药次数减少，有效治疗浓度的维持时间长，但峰浓度超出治疗窗，导致副反应。 (1)缓释制剂：指用药后能在较长时间内持续释放药物以达到长效作用的制剂。 控释制剂：指药物能在预定的时间内自动以预定速度释放，使血药浓度长时间恒定维持在有效浓度范围的制剂。广义的讲,控释制剂包括控制药物的速度、方向和时间，靶向之际、透皮吸收制剂均属此列。狭义的控释制剂则一般是指在预定时间内以零级或接近零级速度释
缓控释肥料的发展历程与前瞻 控释肥料是以包膜、包裹的方式达到延长水溶性肥料的肥效期，提高肥料利用率，减轻施肥过量对环境的污染，日益受到各国专家的重视。 氮肥因受到脱氮(denitrification)、挥散(volatilization)、淋溶(leaching)、土壤固定(soil fixation)以及土壤表面径流(surface runoff)等作用之影响，氮素损失高达50%以上，尤其在高温多雨气候下，施用方法不当如表土施肥不覆盖，以及排水不良或水田不排水等情况下施肥，氮肥利用率可能更低。钾肥亦同样因淋溶、表面径流、土壤固定等作用而容易损失。 以提高作物对营养要素回收的立场观之，控释肥有下列三个主要的优点： 1. 减少要素因淋溶与表面径流所造成之损失； 2. 减少土壤中之化学性与微生物性的固定作用； 3. 对氮素而言，减慢硝化作用及减少因氨挥散与脱氮之损失； 另外尚有下列各项优点： 4. 减少因局部聚积高浓度之盐分与大量施肥所造成之种子与幼苗之肥伤与叶面灼伤； 5. 以稳定的速率供应营养成分，可以改善作物之质量； 6. 对饲料作物而言，施用控释肥可以获致较佳的生长，使其季节性之分配较佳，配合牲畜之需求； 7. 获得较高的经济效益及节省施肥次数。
控释肥的研究已有多年历史先后研制的有尿素甲醛(Ureaform, UF)、尿素乙醛(Crotonylidene diurea, CDU)、异丁醛二尿素(Isobutylidene diurea, IBDU或 IB)、胍脲盐(Guanylurea salt)、乙二酰二胺(Oxamide)、被覆肥料(Coated fertilizers)与浆状肥料(Paste fertilizer)等。 一、控释肥料的基本概念、测定标准及制程简介 1、基本概念 包膜肥料：根据《中国农业百科全书》定义，包膜肥料为在肥料颗粒表面涂覆其它物质制成的一类缓释肥料，用于成膜的物质有天然产品和人工合成的多聚体如聚氨基甲酸乙酯、聚乙烯、石蜡、油脂、沥青和硫磺等，它们成膜后具有减少肥料与外界的直接接触、控制水溶性肥料粒子中养分的释放速率、改善肥料理化性能等作用。基本上包膜材料除硫磺外，大多为非植物营养物质，因此，包膜层不允许太厚。但为了形成完整的密封层，也不能太薄(因肥料颗粒表面并非完全圆润光滑，而是存在凹陷与凸起)。通常包膜层重量为肥料总重量的10%一30％。 包裹肥料(肥包肥)：包裹肥料是包裹型复合肥料的简称。据中国包裹型肥料制造联合体技术数据定义:包裹型复合肥料是一种或多种植物营养物质包裹另一种植物营养物质，而形成的植物营养复合体，虽然符合此定义的肥料早已发明如美国的裹硫尿素(sulfur-coated urea, SCU)，但是此定义是郑州工业大学许秀成等1987年的发明专利中提出的。 包裹肥料与包膜肥料的共同点均为通过包覆，使肥料达到缓释的目的，而其主要区别在于，包裹肥料是以肥料包裹肥料，因此，包裹层的重量可占肥料总重量的30％-80％。 此外还有涂层肥料等等能够控制核心肥料不会在短时间内释放的肥料。 2、控释肥料测定标准 对于控释肥料的测定标准，目前还没有国际标准，世界各地有主导的几种测定方法：
缓释控释药物市场和研究现状 1．概述： 目前新化学结构药物的研究和开发越来越需要更大的投资并且越来越艰难。有关资料表明，近年来国外开发一个新药的周期一般需要八九年时间，资金投入七八亿美元，开发风险越来越大。面对这种情况，业内人士认为对已经上市的药品进行剂型改革，将其开发成服用方便、附加值较高的控缓释制剂，不失为新药开发的一种补充和有效手段。 控缓释制剂的研究始于50年代末,1965年开始有文献发表,70年代被医药界认可，近20多年来受到制药领域的普遍重视，发展较快,上市的药物品种和制剂类型逐渐增多,发展成各具特点又相互结合的三种类型:定时、定速、定位释药。1999年度全球此类产品销售额接近100亿美元，2002年，全球口服控缓释制剂市场销售额为216亿美元，据预测，2005年全球释药技术市场销售额可望达到1000亿美元（中国医药报） 2．研究热潮： ?决策资源（Decision Resources）公司的新报告《新涌现的生物药物释放系统》研究报告，论述了目前采用的主要的新的药物释放系统，认为在以后的10年中，药物释放技术的最新的创新将成为全球医药公司新的增长点之一。 ?强生公司2002年巨资收购了国际最著名的释药技术公司ALZA，很多著名跨国公司也都有缓控释产品上市或临床研究。 ?缓控释给药系统是国内最著名的沈阳药科大学，南京药科大学以及多个医科大学的药学院的重点学科，多年都有多个缓控释药的研究项目 ?在2004年，郑筱萸特别提出希望利用释药技术，对中药原料精加工，提高其附加值，以提高中国在这一领域的地位。 ?中国药典从１９９０年版开始收载“控释片”,２个品种(即为盐酸地尔硫卓控释片、茶碱控释片。１９９５年版及其增补本收载了８个缓释制剂、７个肠溶制剂,共计１５个品种。由于国内外缓释／控释制剂开发研究的势头正旺,因此,该类制剂的质量控制自然成为不可忽视的环节。２０００年版美国药典(ＵＳＰ２４)共收载４５种缓释／控释制剂。２０００年版中国药典将在１９９５年版的基础上增订４个缓释制剂品种,共计１９个品种。该版药典还增订“缓释、控释制剂指导
一、总论 （一）项目背景 1、项目名称 ()有限公司50万吨树脂包膜缓/控释掺混肥料项目 建设性质：技术改造 项目建设地点： 2、技术依托单位 华南农业大学 3、承办单位概况 ⑴承办单位及法定代表人 承办单位： 法定代表人： 公司类型：有限公司 ⑵承办单位概况 公司，于2004年9月20日成立，注册资金500万元，年产各类肥料产能达100万吨。该公司现拥有2条共50万吨的氨化造粒复合肥、硫酸钾型复合肥生产线、2条共40万吨掺混肥生产线、1条10万吨钾肥生产线，是目前东北地区最大的复合肥生产基地之一。公司现有员工680人，其中工程技术人员68人，具有较高的专业素质和先进的管理水平。 是吉林省质量诚信企业，并通过了ISO9001质量管理体系认证。公司现设有6个分公司、13个平台库、11个县级分销处，
在吉林、辽宁、黑龙江等省有1200多家乡镇级经销网点。公司经销的化肥品种全部由全国知名的大型化肥企业生产，质量稳定，信誉可靠，主要有白鹇二铵、瓮福二铵、丰喜尿素、磷都二铵、三宁二铵、乌拉尔大颗粒钾肥等，自产品牌有隆源系列肥、蕯化系列肥等七大品牌。 公司，共拥有2个生产工厂，年化肥产能合计150万吨，年生产、销售化肥170万吨，复合肥出口28万吨，是吉林省最大的集化肥生产和销售为一体的农资企业之一，是东北地区最大的复合肥生产基地，是东北唯一树脂包膜控释肥生产基地。是国家指定的化肥淡季商业储备承储企业，是中国农资流通协会常务理事单位、全国农资首批信用评价AAA级企业，是吉林省工商局重点培育的“连锁配送经营”企业，长春市农业产业化重点龙头企业。集团下设吉林省隆源化肥有限公司、吉林省长江缓/控释肥料有限公司、吉林省隆源农资物流园等多家子公司。 4、可行性研究报告编制依据 1）编制依据 ⑴国家发改委颁布的《投资项目可行性研究指南》； ⑵国家的有关政策、法规、标准及规范； ⑶《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》； ⑷《吉林省循环经济发展“十二五”规划》； ⑸《中华人民共和国可再生能源法》； ⑹《中华人民共和国节约能源法》； ⑺《中华人民共和国农业技术推广法》； ⑻《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》；
关于药物缓释控释制剂的研究进展概述 摘要 随着医药制剂技术的持续发展，医药界高度重视新产品、新剂型的开发研究。与新化合物实体开发相比，新的制剂具有成本小、周期短而见效快的优势。近年来，药物缓控释制剂的研究取得了较大的进展，而且具有广阔的研究与发展前景。 关键词：药物；缓释控释制剂；辅料；研究进展 随着社会经济的日益增长，我国制药水平也不断发展。近几年来，为了提高药物的使用率、缩短患者的治疗时间及减轻用药时给患者带来的巨大痛苦，国的许多制药厂都成立了主要以研究药物制剂为主的部门。此类制剂药物因具有给药次数少、对患者的肠胃刺激性小、治疗时间短、使用比较安全等作用，深受患者、医生的信赖。由于缓释、控释药物制剂的应用率不断的上升，现今对缓释、控释药物制剂的要求也越来越严格。药物的一般剂型是片剂和注射剂，但多数药物不适合应用这两种剂型。对治疗糖尿病和心血管疾病的患者，若选择片剂、注射剂治疗时，当药物与血液循环融合后，会产生相对明显的血药浓度波动，出现了峰谷情况，容易产生毒副作用，使之有效治疗浓度较低不能很好的起到治疗的效果。但缓释、控释药物制剂却克服了这一现象。 1、控释缓释制剂的优点 近20 多年来，国外极为重视研究新剂型和新制剂的，其中的控释和缓释口服制剂是热点。相比于普通制剂，缓控释制剂的优点在于： 1.1 对于半衰期短，或者给药频繁的药物，可以减少服药的次数，使病人服药的顺应性得到提高，方便使用。尤其对于需要长期服药的心血管疾病、心绞痛、高血压、哮喘等慢性疾病患者特别适用。 1.2 有利于平稳血药浓度，“减缓峰谷”现象，从而使发生不良药物反应的频率和严重程度得以降低，临床用药更为安全。 1.3 缓慢释放，增强药物的有效性。药物在口服后释放出有效成分的速度缓慢，吸收速度也较恒定，药物作用时间维持较长。
第十九章缓释、控释制剂和迟释制剂 一、概念与名词解释 1．controlled-release preparations 2．生物利用度 3．生物等效性 4．sustained release formulations 5．靶向制剂 6．主动靶向制剂 7．EPR效应 二、判断题(正确的划√，错误的打×) 1．药物制剂的发展可将制剂分为5代。( ) 2．缓控释制剂以静脉注射剂作标准参比制剂，两者血中药物浓度不呈现明显差别时，即认为生物等效。( ) 3．抗菌素类药物宜于制成缓控释制剂。( ) 4．剂量大于l克的药物不宜制成缓控释制剂。( ) 5．半衰期小于1小时或大于12小时的药物，一般不宜制成缓、控释制剂。( ) 6．半衰期很长的药物不宜制成缓、控释制剂。( ) 7．缓、控释制剂在获得预期疗效的同时，可以减小药物的毒副作用。( ) 8．缓、控释制剂主要有骨架型和贮库型两种类型。( ) 9．减小药物的粒径，降低药物的溶出速度，可使药物缓慢释放，达到长效。( ) 10．缓释制剂可以通过适当的制备手段使得所有药物都可以缓释。( ) 11．邻苯二甲酸酞酸酯(CAP)、Eudragit E、L和S都为肠溶性材料。( ) 12．缓、控释制剂的生物利用度应为普通制剂的譬80％一120％。( ) 13．渗透泵片中药物的释放速率为零级，并与pH无关。( ) 14．某些药物需包肠溶衣，这是为了防止其在胃内分解或对胃有刺激。( ) 15．制成塑料骨架片形式长效制剂，药物必须是易溶于水。( ) 16．在胃肠分解的药物应包肠溶衣。( ) 17．缓控释制剂与普通制剂相比可减少用药的总剂量，因此可用最小剂量达到最 大药效。( ) 18．药物以分子或微晶、微粒的形式均匀分散在各种载体材料中，形成贮库型缓、 控释制剂。( ) 19．青霉素普鲁卡因盐的溶解度比青霉素钾盐的溶解度小，因此有可能延长药效。( ) 20．药物在胃、小肠和结肠都有吸收时，可以考虑设计24小时服用一次的缓释制剂。( ) 21．华法林不适于制成缓释制剂是由于其半衰期很长。( ) 22．核黄素(维生素B2)通过主动转运吸收，可制成缓释制剂，提高在小肠的吸收。( ) 23．作用剧烈的药物为了安全，减少普通制剂给药的峰谷现象，可制成缓、控释制剂。( ) 24．若药物在胃、小肠、大肠均有一定的吸收，可制成12小时服一次的缓释制剂。( ) 25．最适于制备缓、控释制剂的药物半衰期为小于12小时。( ) 26．控释小丸或膜控型片剂的包衣中加入PEG的目的是成膜剂。( ) 27．渗透泵片控释基本原理是片外渗透压大于片内，将片内药物压出。( ) 28．测定缓、控释制剂释放度时，至少应测定5个取样点。( ) 29．药物的靶向从到达的部位可以分为三级。( )
新型高分子包膜控释肥料研发 Research and Development of Polymer Coated Controlled-release fertilizes 中国农业大学新型肥料研究中心胡树文 化学肥料是农业最重要的生产资料之一。但是，近年来由于化肥用量的快速增长，施肥不合理现象极为突出，如肥料利用率低、资源浪费、环境污染和农业生产成本增加等（吕殿青等，1998;谷洁等，2000)。缓/控释肥料是一种通过各种调控机制，预先设定肥料在作物生长季节的释放模式，使其养分释放与作物需肥规律相一致的肥料（马丁.特伦克尔，2002)。其在提高肥料利用率、节省成本、减少环境污染等方面有很大的发展空间，并已成为该领域的研究热点。随着缓/控释肥料的快速发展，其己进入广大消费者的视野，国内外也已涌现出具有一定规模的知名企业。特别是在国内，近十年来缓/控释肥料产业发展迅速，缓/控释肥料研发、生产体系初具规模。广大科研工作者同企业联合，从最初的模仿国外先进工艺发展到目前的自主独立研发，已在膜材开发和工艺研发等方面发表了很多文章和专利，特别是在膜材研究和连续化生产方面部分研究成果已达到国际先进水平。 1.研究概况 目前广泛使用的缓/控释肥料有稳定性氮肥、化学合成型氮肥、无机包膜肥料、有机高分子包膜肥料等，其中包膜材料是国内外缓/控释肥料的研发重点。 1.1国外缓/控释肥料研究概况 1961年美国TV A公司研究硫磺包膜尿素，并于1971年投产(许秀成等，
2000)。但由于硫膜存在残缺等且易被微生物分解致使养分控释性能不稳定，20世纪80年代对其工艺进行改进，釆用有机聚合物和硫双层膜改善硫包尿素控释性能，在硫包尿素外层再包一层有机聚合物使之成为硫聚合物包膜尿素（PSCU)(产圣等，2009)。 1964年美国ADM公司开发了以热固性树脂为原料的包膜技术并率先实现了工业化生产。此后德国、日本、加拿大等国陆续开发了各类聚合物树脂材料（张夫道等，2008)。目前聚合物包膜材料是发展最快、效果最好的一类控释包膜材料。主要包括以下几类： 1)醇酸树脂类。1967年美国生产的Osmocote所用包膜材料为醇酸树脂，它是双环戊二烯和甘油酯的共聚物。醇酸树脂可以很好的控制成膜厚度，控释性能较好，可以应用于各类颗粒肥料（Xie et al., 1981)。 2)聚氨酯类。这类包膜材料是在肥料表面直接以聚异氰基和多元醇反应生成的树脂包膜，从而形成抗磨损的包膜材料（Peterda et al.,2002)。 3)聚烯烃类。最常用的技术是将热塑性树脂（如聚乙烯）溶于有机溶剂如氯仿中，通过流化床反应器喷涂到肥料表面上；或者将聚烯烃与辅料的熔融液直接喷涂到肥料表面。日本首先开创了热塑性树脂包膜研究。90年代初，日本研制出聚烯烃包膜肥料技术，具体做法是在聚烯烃熔融体内加入滑石粉和金属氧化物从而改善聚烯烃的通透性和降解性，达到控制肥料释放速度的目的（Edze et al., 2000)。还有一些热塑性聚合物包膜技术和产品，如加拿大的一种乳胶包膜尿素产品，选用聚偏二氯乙烯水乳液喷涂在肥料表面，不需回收溶剂；英国的研究技术是将天然橡胶经过改性涂敷在肥料表面（Francesco et al.，2008)。
１１２ 广东农业科学２００９年第７期包膜型控释肥包膜材料的研究与展望 苗晓杰．蒋恩臣 （华南农业大学ｔ程学院，广东广州５１０６４０） 摘要：通过从无机材料和有机材料２个方面总结了现行国内外包膜型控释肥包膜材料的主要种类。并进行展望。为今后研究控释肥的控释材料提供参考。 关键词：控释肥：包膜型控释肥；包膜材料 中图分类号：Ｓ１４７．３文献标识码：Ａ文章编号：１００４—８７４Ｘ（２００９）０７－０１１２—０４ 化学肥料在农业上的地位极其重要。据联合国粮农组织统计．农业增产约５０％的贡献来自化肥。化肥在带来高产出的同时。由于人们片面追求这个高产出。而盲目超量施用化肥，忽视施用有机肥，造成农产品品质下降。又给土壤、地下水等农业生产环境带来了污染。控释肥作为解决化肥负面作用的有力措施。得到全世界的普遍重视。学者们纷纷开展研究１“。但是现行控释肥的研究中仍存在一些问题，如控释效果不佳、肥料价格偏高、质检标准不完善等。其中肥料价格偏高是影响控释肥大面积推广使用的主要因素．而决定控释肥价格的最主要的因素就是控释材料的价格。而且控释材料的选择也影响控释肥的质量和控释效果。因此控释材料的研究是控释肥研究中的重点内容。本文通过从无机材料和有机材料２个方面总结了现行国内外包膜型控释肥包膜材料的主要种类，以期为今后研究控释肥的控释材料提供参考。 １无机包膜材料 １．１硫磺 硫包膜肥料的发展历史可追溯到２０世纪２０年代。当时美围为了解决冶炼工业中副产品硫的利用问题，开发出硫包尿素，经过近３０年的研究于２０世纪６０年代才形成一定规模的生产能力。随后在加拿大、日本、以色列等国相继有此类产品问世１２１。美国于１９６１年开发出的包硫尿素．包硫量一般占肥料重量的１６．５％，密封剂占２％。调节剂占２．４％．其成本比尿素高３０％，局限用于园林、经济作物１”。硫包尿素在包膜肥料中占有特殊地位．硫作为包膜材料其本身又是营养元收稿日期：２００９－０３－０３ 作者简介：苗晓杰（１９８４一），男，博士生 通讯作者：蒋思臣（１９６０－），男，博士，教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｃｊｉａｎｇ＠ｓｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ素．而且价格较低，因此有利于大面积推广。 １．２高表面活性矿物 高表面活性矿物是指具有较高的表面活性和较大比表面积的无机非金属矿物．通常包括层状结构的粘土矿物（如蒙脱石、高岭石、蛭石等）、层链状结构的粘土矿物（如海泡石、坡缕石等）、架状结构的沸石族矿物以及硅藻土等矿物。高表面活性矿物的层状结构和层间的几何空间层间域是良好的化学反应场所，经改性后能有效地作为肥料和土壤的活化材料１４１。国外有研究者在高渗透性稻田土壤中加入肥料的同时，加入沸石（按０．０１ｔ／ｍｒ）。４周后测定表明，氮的利用率提高到６３％１５】。宋波等１６Ｉ利用改性柱撑蒙脱石对尿素和磷铵进行非包膜处理结果表明．与对照相比．可显著提高作物累积生物量和氮磷利用率：红外光谱分析结果也表明柱撑蒙脱石与尿素发生作用。使Ｃ—Ｎ键和Ｎ—Ｈ键与材料的表面键合作用增强，从而延长了肥效并提高了氮的利用率。柱撑蒙脱石与磷铵中的ＨｎＰＯ。成键作用增强，从而提高了磷的有效性。陈慧泉等同以尿素为基质．以硅藻土、膨胀珍珠岩等多孔物质或钙镁磷肥为包膜材料，研究了包膜材料、粘结剂、包膜厚度对肥份释放速度的影响．结果表明该肥料肥份保持时间长、淋溶小。并具有一定的保水作用。 １．３化学肥料 利用无机化学肥料即是用以肥包肥的方式生产控释肥。早在１９７３年，中科院南京土壤研究所就成功研制出钙镁磷肥包膜的碳酸氢铵，不仅控制了养分的释放，而且抑制了氨的挥发，具有良好的肥效，增产显著１８Ｉ。到了２０世纪８０年代中期，我国部分科研院所和企业相继开展了包膜型缓释／控释肥料的研究，并推出产品Ｊ９ｌ。如郑州乐喜施肥料公司生产出以钙镁磷肥为包膜、尿素为基质的商品名为Ｌｕｘｕｒｉａｎｃｅ、Ｌｕｘｅｃｏｔｅ、Ｌｕｘａｃｏｔｅ的缓释肥：浙江龙游化工厂研制生产的硫铵 万方数据
缓释肥料类型 一、概念：缓释肥料又称缓效肥料、控释肥料、长效肥料，指由于化学成分改变或表面包涂半透水性或不透水性物质，而使其中有效养分慢慢释放或者养分释放速度可以得到 特性是可以控制其释放速度，在施入土壤以后逐渐分解，逐渐为作物吸收利用，使肥料中养分能满足作物整个生长期中各个生长阶段的不同需要，一次施用后，肥效可维持数月至一年以上。 田间试验与研究结果表明，在通常情况下，氮肥施人土壤以后，仅有30—50%能被作物吸收利用，而其余部分则白白损失掉了。造成氮肥损失，乃是由于氨的挥发、淋失、硝化与反硝化作用所致。研制和施用缓释氮肥，就是为了降低氮肥的溶解速度，使氮肥在缓溶解过程中陆续为作物提供氮素，防止大量施用时因局部浓度过高而伤害作物种子、幼苗或灼伤叶子等不良后果，以达到提高氮肥利用率的目的。 二、类型：可分为四种类型:合成有机氮肥、包膜肥料、缓溶性无机肥料、天然有机质为基体的各种氨化肥料。其中最主要的类型是合成有机氮肥和包膜肥料。 1、合成缓释氮肥（聚合物缓释氮）的品种主要有:脲甲醛、亚异丁基二脲，亚丁烯基二腺、草酰胺等。
脲甲醛是由尿素和甲醛经过工厂的缩合化反应生成的，其全氮（N）含量大约38%。产品不是单一化合物，而是由链长与分子量所不同的甲基尿素混合而成，其中包含了从一甲基二脲至五甲基六脲等系列聚合物，脲醛缩合物肥料不仅包含较短的链也包含较长的链。大量的试验结果表明：随着聚合物链段的加长肥料的溶解度降低，与此相应的是缓释期就越长。 溶解度是决定一个肥料释放速率和有效性的基本性状。脲甲醛在水中的溶解度比尿素小得多，脲甲醛属于缓释性氮肥。 2、包膜肥料主要品种有:硫磺包膜肥料、聚合物包膜肥 料、石蜡包膜肥料、磷酸镁铵包膜肥料(如缓效碳酸氢铵)等。 包膜肥料主要是用蜡、聚合物和硫磺进行包膜，也可以 用沥青、硅酸盐水泥．磷酸镁铵等包膜。就是在粒状水溶性 (速效)肥料表面涂覆半透水性或不透水性物质，使养分通过 包膜的微孔、缝隙慢慢释放出来，或在作物某一生长阶段大 量释放，为作物所吸收利用，从而减少养分损失，提高肥料 利用率。 ①硫包尿素 在包膜肥料中，硫包尿素占有特殊地位。这主要是由于 素一般含氮量为36—37%。硫包尿素适用于生长期长的作物， 如牧草、甘蔗、菠萝以及间歇灌溉条件下的水稻等，不适于 快速生长的作物，如玉米之类。硫包尿素比普通尿素被作物 吸收的有效利用率可提高一倍。 ②树脂包膜尿素 树脂包膜尿素是采用各种不同的树脂材料，起到长效和
Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．１·１２·化 工 新 型 材 料 ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ第４１卷第１期 ２０１３年１月 作者简介：马志远（１９８７－） ，男，硕士研究生，主要从事功能性高分子材料的设计与合成。联系人：贾鑫（１９７６－） ，男，博士，副教授，研究生导师，主要从事高分子材料设计、合成与功能应用研究。功能型包膜缓／控释肥料的研究现状和发展前景 马志远 贾 鑫＊ 刘志勇 （石河子大学化学化工学院，新疆生产建设兵团化工绿色过程重点实验室，石河子８３２００３ ）摘 要 对包膜型缓释／控释肥料、包膜材料的概念进行了论述，系统地阐述了包膜缓释肥料和功能型包膜缓释肥料的研究现状， 指出了缓释肥料存在的不足并展望了今后研究的方向。关键词 缓释／控释肥料，功能型肥料，包膜材料 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐ ｅｃｔ ｏｆ ｃｏａｔｅｄｓｌｏｗ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｒｅｌｅａｓｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓＭａ Ｚｈｉｙｕａｎ Ｊｉａ Ｘｉｎ Ｌｉｕ Ｚｈｉｙｏｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｉｈｅｚｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｈｅｚｉ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｙｇｕｒ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｒｅｇｉｏｎ，Ｓｈｉｈｅｚｉ ８３２００３）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｃｏａｔｅｄ ｓｌｏｗ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｒｅｌｅａｓｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ａｎｄ ｃｏａｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｃｏａｔｅｄ／ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｓｌｏｗ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｒｅｌｅａｓｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｓｌｏｗ－ｒｅｌｅａｓｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓ－ｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐ ｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｓｌｏｗ／ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｒｅｌｅａｓｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ｃｏａｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ 随着我国加入ＷＴ Ｏ，食品安全问题愈来愈引起人们的重视，国内外无公害食品、绿色食品和有机食品市场竞争日益激烈， 传统农业向有机农业转化愈来愈快。缓／控释肥料摒弃了传统农业的弊端， 能够直接或间接地为作物提供必需的营养成分；调节土壤酸碱度、改良土壤结构、改善土壤理化性质和生物学性质； 调节或改善作物的生长；解决缺什么补什么、缺多少补多少的问题。发展缓／控释肥料以其高利用率，使用简约化等优点，符合节能减排的要求，是我国国情的需要。 国家对新型肥料的研发给予专项资金帮助和政策扶持。在“十五”、“十一五”规划中，都指出需要发展新型肥料，且新型肥料发展的重点领域是缓／控释肥料、 微生物肥料、多功能肥料。这也是国内国际今后一个时期肥料研发的重点。从缓控释肥料的应用价值和长远利益来看，发展缓／控释肥料将成为肥料行业发展的必然趋势。 １ 缓释／控释肥料 １．１ 缓／控释肥料的区别 根据肥料对外界刺激的响应情况可分为缓释肥料和控释肥料两大类。缓释肥料就是通过养分的化学复合或物理作用，使其对作物的有效态养分随着时间而缓慢释放的化学肥 料［１］ 。但是对于控释肥料，目前我国尚无统一的国家标准。 控释肥料是那些养分释放率与作物需肥规律完全匹配的肥料，可以根据外界环境变化而改变释放规律的智能型肥料，也就是说控释肥料是缓释肥料的高级形式。 １．２ 缓／控释肥料的分类 缓／控释肥料种类繁多，各种文献的分类方法有所不同，至使其分类差异较大。人们普遍接受以色列Ｓｈａｖｉｖ教授的分 类方式。他们将缓释肥料分为以下四类［２］ ：（１） 低溶解性的无机材料；（２）低溶解性的有机材料；（３）可降解的低溶解性材料；（４ ）涂层（包膜）肥料。２ 国内外功能型包膜肥料研究现状 包膜肥料是在粒状肥料表面包裹上一层包膜材料，起到减慢肥料的释放速度、延长肥料的释放时间的作用。包膜肥料是缓／控释肥料的重要成员， 随着各种高分子材料的发展和功能型材料的发现，人们不再是仅仅以减低肥料施放速度、延长肥料释放时间作为单一的研究目的， 而是把目光转向功能型包膜肥料， 逐步形成了现代包膜肥料的特点。但是由于功能型包膜肥料制造成本较高，现在仍处于实验室研发阶段，还未走进田间实践。 ２．１ 吸水／保水缓释肥料概况 高吸水型材料与农业的结合不仅开启了新型节水技术的序幕，同时拓宽了吸水保水材料的应用。它具有吸水蓄水、抗旱保水、改善土壤结构和增效缓释四大作用。常用的吸水性聚合物可分为两类：天然聚合物和合成聚合物。 （１ ）天然吸水性聚合物最大的优点是其优越的可降解性。例如：日本用淀粉与尿素水溶液混合后造粒烘干，制得吸水型 缓释肥料［３］ ；吴春华等将淀粉与聚乙烯醇混合糊化包膜尿素，制得吸水型缓释肥料［４］。另外，天然提取物（如：纤维素［５］ 、多糖类［６］ 等）也可以作为吸水保水材料。它们降解性良好，且是
国内生产厂家及相关科研单位工艺技术 中国科学院南京土壤研究所, 60年代末至70年代初, 先后研制成功 硫包碳酸氢铵粒肥和用钙镁磷肥包裹的长效碳铵和长效尿素, 但未形成规模化生产。 中国科学院石家庄农业现代化研究所研制成功”涂层尿素”生产技术, 其关键技术是涂层液的配制和涂复工艺。涂层液是十烷基苯磺酸和高岭土等无机矿物混合成的胶质物质, 根据不同农业生态条件确定各类物质的组成比例, 在特定的工艺条件下制成。涂复工艺采用造料塔内喷涂的的新工艺, 并借助尿素本身的热量, 使包膜干固一次完成。 中国农业科学院土壤肥料研究所科技人员, 采用化学、物理的微乳化和高剪切技术, 研制生产了具有缓释性能的纳米肥料。纳米肥料的胶结包膜剂胶团直径均在100纳米以内。纳米材料的小尺寸效应, 可使肥料粒子带有磁效应, 从而使肥料养分更容易被植物吸收, 有效刺激植物生长。 北京市农林科学院植物营养与资源研究所的专家经过多年潜心研究, 采用各种废弃塑料作为包膜材料, 溶剂采用松节油, 包膜设备采用流化床喷动塔制备包膜化肥。经过调解包衣材料, 肥料在土壤中的缓释速度达到可控, 不烧苗, 不伤根。 山东农业大学研制成功控释时间长达70—400天不等的系列包膜控释肥产品, 经过调整配方能够设定膜上孔的数量、大小等控制养分的释放。控释肥的养分释放主要受温度、水分等条件的限制, 根据作物的需要可进行释放时间和释放高峰期的调整。包膜材料主要是苯乙烯等热塑性树脂和无机添加剂高岭土、滑石粉等。 广东省农科院土肥所从上个世纪九十年代起就开始缓释肥料的研究, 特别是在近年来取得可喜的突破性进展。利用自研的植物性复合控释包膜材料, 应用混合展着包膜新工艺, 率先在国内研发出廉价、高效、长效肥料产品。
口服固体缓控释制剂的开发概述 缓控释制20世纪60年代开发至今，无论在理论研究还是生产实践等方面都取得了很大的发展。对药物释放机理、控释方法和技术、质量控制以及生物等效性等的研究日趋成熟。据预测2010年整个释药系统的市场份额为1290亿美元，其中口服的将占46%。其中2007年单个品种超过10亿美元有埃索美拉唑、兰索拉唑、泮托拉唑钠、雷贝拉唑钠肠溶制剂，文拉法辛控释胶囊、盐酸羟考酮控释片、混合苯丙胺盐控释片、盐酸哌甲酯控释片等品种。目前在国内市场上销售较好的品种有康泰克缓释胶囊、芬必得缓释胶囊、泰诺缓释片等。我国对缓控释的研究开始于80年代中后期，在开发中主要以仿制为主，研究内容以实验室规模为主，基础研究相对薄弱，在实验室成果向生产的转化方面也存在不少问题，因此，缓控制剂在国内尚有很大的发展空间。 一、基本概念及特点 中国药典2005年版对缓控释制剂的定义做了严格的区分，缓释制剂是指口服药物在规定释放介质中，按要求缓慢的非恒速释放，且每24小时用药次数与相应的普通制剂比较从3~4次减少至1~2次制剂；而控释制剂系指口服药物在规定的释放介质中，按要求缓慢的恒速或接近恒速释放，且且每24小时用药次数与相应的普通制剂比较从3~4次减少至1~2次制剂。而在美国药典中，对缓释和控释制剂未做区分，而是将缓释（sustained release）、控释（controlled release）、长效（prolonged release）等视同为延释（extended release），即比普通制剂的给药次数至少减少1/2或者显著提高病人顺应性或治疗效果的制剂。 因此，缓控释制剂的主要优点有：药物缓慢释放使血药浓度平稳，避免峰谷现象，有利于降低药物的毒副作用。如降糖药或降压药的缓控释制剂与普通制剂相比不易造成低血糖或者低血压。另外，缓控释制剂与普通制剂相比，减少了给药次数，对于需要长期服药病人来说，提高了顺应性。缓控释制剂属于5类新药，可享有3年的市场监测期，并享有定价优势。 二、模型药物的选择 并非所有的药物都适合开发成缓控释制剂，因此，在选择药物时一般需考虑以下几个方面 1、根据临床需要
浅述口服缓控释片剂的研究进展 姓名：汪惠专业：12制药工程年级：12级一班学号：12313035 正文： 缓控释制剂系指用药后能在较长时间内持续释放药物以达到长效作用的制剂，与普通制剂相比，通常具有以下优点。首先，对于半衰期短的或者需要频繁给药的药物，可以减少给药次数，从而提高患者的顺应性。其次，血药浓度峰谷波动小，血浓平稳，可避免超过治疗血药浓度范围的毒副作用，保证药物的安全性和有效性。以下简要综述近几年口服缓控释片剂的研究动态和发展现状。 1 骨架型缓控释片剂 骨架型缓控释片剂是依靠其骨架材料作为阻释剂，药物被包藏在不同的骨架中，以减缓药物的溶出速度和扩散速率而达到缓控释的效果。 1.1 亲水性凝胶骨架片 这类骨架片主要材料为羟丙甲纤维素(HPMC)，药物的释放速度取决于药物通过凝胶层的扩散速度。 贺周扬等[1]经过正交设计实验优化处方的测定，表明该凝胶骨架片具有良好的缓释效果。高源等[2]筛选出HPMC K100M用量为40%的骨架片剂无突释效应，缓释周期12小时。 中国药科大学的王福坚等[3]利用Box-Behnken效应面法筛选酒石酸美托洛尔聚氧乙烯骨架片的处方，并取得良好的缓释效果。 当前亲水凝胶骨架片的研究基本上是骨架型缓释片研究中最多的一部分，大多数药物均可利用其制成缓释制剂。 1.2 蜡质类骨架片 蜡质骨架片的骨架材料通常为水不溶但可溶蚀的蜡质材料，其释药机制主要为孔道扩散与溶蚀释放。 Bhalekar等[4]比较了蜂蜡和巴西棕榈蜡两种蜡质对缓释效果的影响,结果发现这两种蜡质材料骨架片的释放均达到了缓释效果。方平飞等人[5]经过单因素考察和正交设计优化制备工艺得到该蜡质骨架片最佳工艺条件。 与其他类型缓释材料相比，蜡质骨架材料具有一定的优点。今后研究的重点主要放在制备工艺的选择和优化。 1.3 不溶性骨架片 不溶性骨架片主要以聚乙烯、聚氯乙烯、甲基丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物等为骨架材料。这类骨架片在药物释放以后，不溶性骨架材料整体从粪便排出。 柴佩华等[6]用湿法制粒压片法制得片剂，最后实验测得其累积释放度符合硝苯地平缓释片的释放要求。 因为此类骨架材料不能降解，可能导致药物释放的不完全，从而降低药物的生物利用度。所以此类骨架片的应用不多，相关的文献报道也比较少。 1.4 新型骨架片 在以上传统单一型骨架片的基础上，研究人员不断引入新的设计思想，使骨架释药系统在保持现有的剂型优势的同时更加完善，以下简要介绍几种新型骨架片。 1.4.1 多层骨架片 多层骨架片是通过调节各层排列方式，改变释药面积和各层采用不同骨架及载药量来调节释药速率。能够克服单一骨架系统释药速率随时间逐渐减小的缺陷，有时甚至能达到良好的控释效果。这类骨架片通常可以得到HMH、HML、LML等多种类型的多层骨架片[7]。 H.V. Chavda等[8]研究表明这种三层骨架片可以延缓药物的释放，且调节各层瓜尔胶的