缓控释技术研究（共9篇）
缓控释技术研究 篇1
给药后缓释制剂能在预定的时间内以零级或接近零级的速度释放药物, 使血药浓度长时间的维持在一个稳定的水平;给药后控释制剂能在预定时间内自动以预定速度释放药物, 使血药浓度的波动维持在一个很小的范围内。口服缓控释药物制剂能防止血药浓度波动度过大, 提高了疗效, 降低了药物不良反应发生率, 作用持续时间长, 减少患者的服药次数, 增加了患者的依从性。随着材料学和工艺学的发展, 新材料和新工艺越来越多的使用在口服缓控释药物制剂方面, 推动了缓控释药物制剂的发展[1]。本文综合了国内外相关文献, 对口服缓/控释药物制剂的技术进行研究分析。
1 缓/控释药物制剂的优缺点和使用范围
1.1 优点
(1) 缓控释制剂的释药方式平稳, 能有效的防止血药浓度波动, 使药物的不良事件减少; (2) 缓控释制剂一般都是长效的, 患者每次仅需服用1或2次, 可以提高患者的依从性, 减少患者长期服药的不便; (3) 能减少药物对胃肠的刺激作用, 使胃肠道不良反应发生率大大降低。
1.2 缺点
(1) 其使用的都是新材料和新工艺, 相对来说药物的价格较高; (2) 一般缓控释制剂的给药量较大, 如使用不当可导致药物过量而中毒; (3) 胃肠道运动对某些缓控释制剂有很大的影响; (4) 使用缓控释制剂如需停用更换其他药物, 需要较长时间, 导致给药方案不灵活。
缓/控释药物制剂的适用范围:
(1) 有很强的首过效应的药物;
(2) 半衰期很短、需要反复给药的药物; (3) 某些抗菌类药物;
(4) 某些易成瘾性的药物[2]。
2 口服缓/控释制剂的类型
口服缓/控释药物制剂主要分为3类:定速释放制剂、定时释放制剂和定位释放制剂, 其各有千秋, 现分述如下。
2.1 定速释放制剂
此类制剂在服用后以一定的速度均匀、连续的释放, 其释药速度和体内药物的吸收速率无绝对的相关性, 这对慢性病需要长期服药的患者有很好的作用, 可以提高顺应性。例如双氯芬酸钠因其生物半衰期短、口服吸收迅速等缺点, 使用聚合树脂包衣缓释片, 改善了该药的临床效果。2.1.1骨架型
属于扩散控释系统类, 按一级过程释药, 此类制剂骨架材料有很大的差异。
(1) 凝胶型骨架材料:亲水凝胶骨架材料是在实际应用中使用最广泛的一类, HPMC类骨架材料一般仅限于实验室科研应用。
(2) 溶蚀型骨架材料:其骨架材料使用的是惰性脂肪或蜡类。
(3) 不溶型骨架材料:其骨架材料使用的是不溶于水或水溶性极小的高分子聚合物、无毒塑料。
2.2 膜控型
是对固体药物进行缓控释包衣, 服药后药物从包衣内部经膜孔缓慢释放, 其使用的高分子材料主要有3类:肠溶型、肠不溶型和渗透型。
3 定时释放制剂
定时释放制剂是指在服药后一定的时间后按生物时间节律释放适量药物的制剂, 对有生物节律的疾病有很好的治疗作用。定时释放制剂分为闭环式给药系统和开环式给药系统。脉冲片、脉冲微丸和脉冲胶囊是闭环式给药系统的三种常见制剂。定时释放制剂可以针对人体的生物节律进行单次或多次释放药物, 能防止持续性高血药浓度使受体脱敏的产生。该类释药系统也适用于浓度依赖性抗菌药物, 可以提高疗效和降低细菌耐药性的产生。其释药一般借助渗透泵或亲水凝胶溶胀产生的力或包衣层控制释药时间[3]。
4 定位释放制剂
定位释放制剂是指在胃肠道的特定部位使药物释放, 其一般机制是利用制剂的理化性质和胃肠道局部p H值、胃肠道酶的差异、制剂在胃肠道的吸收特点等生理学特性, 这样有利于药物在靶部位发挥更好的药效。定位释放制剂可以防止药物在未达到靶部位前就被降解失活, 增加药物的生物利用度, 降低药物的首过效应, 有效的防止了因胃肠运动引起的药物吸收不完全现象的发生。
(1) 胃内滞留给药:有胃内漂浮、胃内膨胀、生物黏附的方式, 能使药物在胃内滞留时间延长, 增加药物的吸收时间, 以达到有效的血药浓度;
(2) 结肠定位释药:该类给药系统被用于结肠疾病的治疗, 能在结肠局部形成很好的药物浓度, 保护蛋白质和多肽类药物不被胃肠道内的消化酶破坏, 增加了药物的吸收, 使药物生物利用度得到提高[4]。
5 缓/控释药物制剂的注意事项
(1) 剂量突释:是指服药后缓控释制剂突然大量释放的现象。究其原因如下:
(1) 生产工艺有问题, 规定的释放速率标准没有被严格执行;
(2) 患者在服药时咀嚼或辗碎后服用, 使缓控释制剂的包衣膜、骨架或渗透泵结构遭到破坏, 导致药物迅速大量的释放。一般的缓控释制剂的药物剂量较大, 如发生剂量突释的现象, 极易发生药物中毒的情况。
(2) 服用间隔:缓控释制剂一天一般只要服用1或2次, 为了维持有效的血药浓度, 患者不能漏服, 以免造成病情反复, 也不可随意增加药物剂量, 避免药物不良反应的发生, 患者在服药时应注意服用间隔的一致性。
(3) “整排”现象:有些缓控释制剂使用的是不吸收的骨架结构, 药物释放完成后骨架可随粪便排出。在使用前应提醒患者, 以免造成患者的误解。
(4) 中毒救治:缓控释制剂具有吸收滞后、达峰时间延长, 血药浓度维持时间较长等特点, 当发生缓控释制剂中毒时, 患者的中毒症状会维持很长的时间, 给治疗带来了很大的麻烦, 需要对患者进行更长时间的紧急治疗和监护, 以免造成意外的发生[5]。
综上所述, 口服缓/控释药物制剂具有很好的应用前景, 但是在使用过程中应合理、正确的使用, 随着工艺的革新, 笔者相信缓/控释药物制剂会得到更大的应用, 会取得更安全的疗效。
摘要：目的:对口服缓/控释药物制剂的技术进行研究分析。方法:大量阅读国内外文献, 对口服缓/控释药物制剂的技术进行归纳总结。结果:该系统分为定速释放制剂、定位释放制剂和定时释放制剂, 3类制剂各有特色, 互为补充。结论:口服缓/控释药物制剂的技术在增加患者的顺应性、提高药物疗效、减少药物不良反应等方面发挥着重要作用, 具有很强的临床实用性, 值得深入的科研研究。
关键词：口服缓/控释药物制剂,研究分析,释药系统
参考文献
[1]周璐, 王宇, 向春艳, 等.缓释、控释制剂研究进展[J].重庆中草药研究.2008, 06 (01) :38-42[1]周璐, 王宇, 向春艳, 等.缓释、控释制剂研究进展[J].重庆中草药研究.2008, 06 (01) :38-42
[2]朱兰, 顾鹏, 李健, 等.口服缓控释制剂研究进展及临床应用[J].现代预防医学.2008, 35 (10) :1983-1985[2]朱兰, 顾鹏, 李健, 等.口服缓控释制剂研究进展及临床应用[J].现代预防医学.2008, 35 (10) :1983-1985
[3]程建娥.浅谈口服缓控释制剂的临床应用及注意事项[J].临床药物治疗杂志.2009, 07 (01) :53-57[3]程建娥.浅谈口服缓控释制剂的临床应用及注意事项[J].临床药物治疗杂志.2009, 07 (01) :53-57
[4]杜小莉, 李大魁.口服缓控释制剂的研究进展及临床应用[J].继续医学教育.2006, 20 (28) :53-56[4]杜小莉, 李大魁.口服缓控释制剂的研究进展及临床应用[J].继续医学教育.2006, 20 (28) :53-56
[5]曹菊.缓控释制剂在临床应用中遇到的问题及对策[J].临床合理用药杂志.2009, 02 (18) :71[5]曹菊.缓控释制剂在临床应用中遇到的问题及对策[J].临床合理用药杂志.2009, 02 (18) :71
缓控释技术研究 篇2
摘要：本文介绍缓控释制剂的给药系统特点及制备辅料。缓控释制剂辅料有主要分为两种类型：骨架型和包衣型，制剂类型不同所用材料及制剂的主要技术不同。缓控释药物的给药特点使其迅猛发展，为新药物的研制、老药新用途的开发提供了更为广阔的前景。
Abstract: This article introduced sustained and controlled release preparation on the function of the drug system and supplementary material.Supplementary material of sustained and controlled release preparation is mainly divided into two types: the skeleton and the coating.if the type of preparation is different ,it be made in different material and by different technology.Sustained and controlled release preparation develops fast with its function.It provides greater prospects for old medicine and the new medicine to develop.关键词：口服，缓控释，制剂，材料
1．口服缓控释药物的研究概况
口服缓控释制剂是指经口服后有目的延缓，控制药物的释放以达到合理治疗效果的一类
[1]新剂型，其能使人体获得平稳治疗血药浓度，使临床治疗剂量最佳化。随着科学技术的发展，药物新剂型的不断涌现，现在以缓控释制剂最为显著与重要，其发展代表了制剂技术的发展趋势。由于普通制剂的吸收特性造成血药浓度的风骨现象，使其在血药浓度较大超多药物中毒的剂量，所以人们把注意转移到缓控释制剂上。[2]缓控释制剂克服了传统制剂频繁给药的麻烦，而且释药平稳，疗效明显，毒副作用较小。同时，研究制药新剂型投资少，研制周期短，难度小，因此缓控释制剂有着非常广泛的发展前景。且缓控释制剂临床应用越来越广泛，所以需求也越来越多。2． 口服缓控释药物的特点
2.1对半衰期短的或需要频繁给药的药物，可以减少服药次数。普通药剂一天服三次，制成缓控释制剂只需一天服一次。近年来，国内外研究开发了各种缓释和控释制剂，如片剂（包括骨架型，渗透泵型，脉冲型）、胶囊、微丸微囊和脂质体等剂型、使心血病患者用药达到了24h稳定治疗效果。[3]
2.2血药浓度“谷峰”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，又能保持在有效浓度范围之内以维持疗效。缓控释药物以1级或0级速度释药，使血药浓度平稳，避免和减小了峰谷现象，提高了疗效，降低了药物的不良反应，提高了用药的安全性，同时也因减少给药次数，方便使用，大大提高了患者用药的依从性。对于长期服药的人，普通制剂容易使释血药浓度超过药物的中毒量，发生严重的毒副反应,而缓控释制剂药物在这方面则有着较大的优势，如缓控释硝苯地平和缓释吗啡。[4]
2.3可减少用药的总剂量，因此可用最小剂量达到最大药效。有效地降低毒副用，提高用药的安全性。由于青藤碱用药剂量偏大，促进组胺释放而致皮疹、胃肠道等不良反应，将青藤碱制备成缓控释药物，提高生物利用度，延长体内滞留的时间，减少血药浓度变化，从而减少用药量。[5]
3． 口服缓控释制剂的辅料
为了使缓控释药物的释药速度和释药量达到医疗要求，确保药物以一定的速度输送到病变部位且维持一定浓度，获得预期的疗效，减少毒副作用，因此要选用合适的辅料。材料大体分为两大类：骨架材料和包衣材料。
3.1骨架材料
骨架型片剂释缓控释制剂的重要组成，是临床上使用较多的口服的缓控释药物之一。其释要性能良好，服用方便及生产工艺简易，适于大规模生产的特点，被医药行业愈来愈重视。制剂中骨架起着阻释及的作用，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效果[6]。骨架材料根据性质不同分三类：不溶性骨架材料、生物降解骨架材料和亲水凝胶骨架材料。3.1.1不溶性骨架材料：不溶性骨架材料是指不溶于水或水溶性极低的高分子聚合物等制成的骨架材料，此类材料适用于水溶性药物。影响其释药速度的因素为：药物的溶解度、骨架的孔率、孔径和孔的弯曲程度。常用制备材料有：聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸等。胃肠液渗入骨架间隙后，药物溶解平且通过骨架的极细孔道，缓慢向外释放，药物的整个释放过程中，骨架形状基本不变，最后排出体外，如单硝酸异山梨脂缓释片采用的材料和技术。[7] 吴雪钗等用喷雾干燥法将硝苯地平和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制成固体分散物，再加入羟丙基甲基纤维索等制得硝苯地平缓释骨架片，体外累积释放度2h、4h、8h分别为38．O％、61．7％、[8]74．4％。
3.1.2生物降解骨架材料：生物降解材料为不溶于水但在体液中可以逐渐溶蚀的材料，常用材料包括蜡质、脂肪酸及其脂等物质。药物释放速度取决于骨架材料的用量及其溶性。生物溶蚀性骨架材料片的主要原理是骨架材料的在体液中逐渐降解，通过孔道扩散与骨架蚀解控制药物的释放。如治疗牙周病的局部缓控释制剂载体接触牙周组织、唾液或龈沟液后自行降解，不需取出，因此生物降解型缓控释制剂是牙周用药的发展趋势。[9]杨宗学等采用硬脂酸和EC制得了复方苯巴比妥溶蚀性骨架片，体外释放结果显示6h累积释放85.5%。[10]常用生物降解骨架材料有硬脂酸、巴西棕榈蜡、大硬脂酸甘油酯和十八烷醇等。
3.1.3亲水凝胶骨架材料：亲水凝胶骨架指遇水后或消化液后，表面药物很快溶解，然后在骨架与水性介质交界处，由于水合作用形成凝胶，在骨架周围形成一道稠厚的凝胶屏障，内部药物缓慢扩散至表面而溶于介质中。其机理主要是控制药物通过凝胶层的扩散和凝胶的溶蚀。选择不同性能的材料及其药物的比例等可以调节制剂的释药速率。这类材料大概分四类：（1）天然植物或动物，如海藻酸钠、琼脂、果胶黄原胶等。由立红等利用辅料甲壳胺与海藻酸钠在体内条件下形成电解质复合物为缓释基质，选择葛根素为模型药物，制备了甲壳胺-海藻酸钠符合骨架缓释片，具有明显的缓释效果。[11]（2）纤维素衍生物，如甲基纤维素、羟乙纤维素、羟丙纤维素等。唐东霞等以羟丙甲基纤维素(HPMC)为骨架材料，用乙基纤维素(EC)、交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)调节药物释放速率，采用湿法制粒压片工艺制备硝苯地平缓释骨架片，用高效液相色谱法测定其含量，并进行体外释放度考察，骨架片累积释放百分率在1h、4h、12h测定时分别为l2％～35％、44％～67％和8O％以上。达到USA(29)--UF(24)对硝苯地
[12]平缓释片体外释放的要求。徐冬地等以硝苯地平固体分散体（硝苯地平和羟丙甲基纤维素）为主药，聚环氧乙烷和甘露醇为辅料，制备口服硝苯地平骨架片；；对制得的骨架片进行体外释放研究，结果表明在14h内药物的释放度为89．69％，释放曲线的线性相关度接近1，具
[13]有良好的零级释放特性。3.2包衣材料
包衣型缓控释制剂是选用一种或多种包衣材料对颗粒剂、小丸、片剂等进行包衣，控制药物扩散和溶出，以延缓药物的释放。因此包衣材料的选择、包衣膜的组成在很大程度上决定了这种制剂的缓释和控释的成败。由于药物的一些特性的医疗的需要，促进肠溶包衣材料的研制和发展应用。[14] 3.2.1不溶性高分子材料
这类缓释包衣材料都是高分子聚合物，无毒，对胃肠液稳定，具有良好的成膜性和机械性。如醋酸纤维素、乙基纤维素等。有机溶媒包衣液具有易于成膜的优点，但同时带来了安全、毒性、成本、环保等一系列问题，而水性包衣液可以克服这些缺点，因此受到广泛的研
[15究和应用,Surelease是一种EC水分散体的商品名，是国际上常用的缓控释水性包衣液。李杰等以EC为材料用超临界技术制备包衣，比传统的以EC为包衣的缓控药物具有更出色的控释做一年。
3.2.2肠溶性高分子材料：
肠溶性包衣材料指该材料不在胃液破坏，在小肠偏碱性的条件下溶解的高分子材料。常用的材料有：纤维醋法脂，羟丙甲纤维素酞酸脂，聚醋酸乙烯苯二甲酸脂等。采用水性HPMCP纳米微粒进行片剂肠溶包衣制成的红霉素肠溶片可以彻底免除使用有机溶剂的诸多缺点，并且片剂增重小，包衣时间短，包衣片质量更稳定。[17]刘建峰选用肠溶型敢巴代进行阿司匹林片包衣，证明欧巴代用于肠溶衣片，具有操作简单、无需有机溶剂、生产效率高、质量稳定等优点 [18]。
4.口服缓控释制剂的展望
随着药物制剂的技术和药物新剂型研究的高速发展，及缓控释制剂所具备的独特的优点，医疗上对缓控制剂需求的迅猛的增加，使缓控制剂的开发设计成为药物研究的重点课题。同时新型辅料的不断涌现，令缓控制剂的应用更广泛，前景更广阔。智能化、自动化的高效口服缓控释制剂将不断出现。
参考文献
走出缓控释制剂使用误区 篇3
误区一用药次数过多或过少
生活实例一 王先生因为低钾血症曾服用枸橼酸钾口服溶液治疗。复诊时，医生给王先生处方了氯化钾缓释片，并告知每12小时口服两片。王先生回家后并没有遵守医嘱服药，而是想当然的认为，自己曾服用的枸橼酸钾口服溶液每日需要服用三次，氯化钾缓释片也应该每日服用三次，于是，自己调整了用药次数，每日三次，每次两片。2周后再次复诊时，发现血钾超过了正常上限。经医生仔细询问，才知道王先生自己调整用药方案，服药次数超过了医嘱定量，导致高钾血症。
专家分析：临床证实，氯化钾缓释片每天服用两次便可达到有效浓度，而许多患者[yxb2]却仍然按照每日3次服用。这类药物使用次数过多，可能导致血药浓度过高，增加不良反应发生率，而且由于这类药物的价格比普通药物贵，无形中也会增加患者的治疗费用。
生活实例二 李先生因哮喘发作，使用茶碱缓释片治疗。李先生认为，缓释剂型的茶碱片作用时间长，便每日早上使用一次。但是，如此连续用药一周，哮喘仍然每天夜间发作，不得不使用应急的沙丁胺醇气雾剂控制哮喘发作。复诊时，他向医生询问缘由才明白，原来茶碱缓释片的用法应该是每12小时一次，而他晚上少用药一次，导致夜间哮喘发作。
专家分析：任何药物使用的次数，若比规定的次数少，都很难达到应有的血药浓度，倘若药物的血药浓度始终维持在较低的水平，不能达到应有的治疗效果。缓控释制剂同样也是如此。茶碱缓释片，每天服用1次，药物浓度低，不能有效地防治夜间哮喘发作。
误区二 擅自加药并嚼碎后服用
生活实例 78岁的张女士由于高血压需要长期口服硝苯地平缓释片（10毫克/片），每日两次，每次一片，血压控制良好。但是，近两天由于气温骤降，温度变化过大，张女士感觉血压升高明显，晚上7点自查血压170/110毫米汞柱，为此，她打算加服一片硝苯地平缓释片。因为担心缓释药物起效慢，便自行将硝苯地平缓释片碾碎后吞服；8点钟自测血压降140/90毫米汞柱；9点钟张女士发现血压升高到160/100毫米汞柱，担心血压没控制住，于是，她继续碾碎一片硝苯地平缓释片吞服。
在第二次服药后30分钟，张女士出现头晕恶心、心悸胸闷，继而意识模糊，被家人送往急诊抢救。后来才得知，由于短时间内连续服用碾碎的硝苯地平缓释片，破碎的剂型使较大剂量的硝苯地平突然释放，诱发了心源性休克。
专家分析：大多数口服的缓控释制剂都不能嚼碎后服用，以免剂型被破坏而失去其应有的缓释或控释作用。只有少数缓控释制剂由于使用了特殊工艺，可以根据标记刻痕掰开，如微囊化的药物颗粒，即每个颗粒是一个独立的贮库单位，每个颗粒用聚合物薄膜包裹之后压片，该种剂型可以掰开，但仍不能强行碾碎服用。再如，骨架控释剂型的药品，如曲马多缓释片可使用半粒，其目的是方便患者及时调整用药剂量。
误区三 控释剂使用不当
生活实例 刘先生因为肺癌骨转移，出现严重的癌性疼痛住院，医生为他处方了芬太尼透皮贴剂（4.2微克/贴），每72小时一次，一次一贴外用。由于时值冬天，家人担心刘先生在病房受凉，特意将一手炉放置在刘先生胸前保暖。使用贴剂两天后，刘先生出现头晕嗜睡、恶心呕吐等症状，经医生检查，发现是手炉靠近贴药部位，使贴药部位体温升高，促使应该稳定释放药物的贴剂，释放药物速度加快，导致不良反应发生。
专家分析：芬太尼透皮贴是一种持续释放通过皮肤吸收的控释剂型，该药的镇痛时间较长，药物释放稳定。但是，当皮肤温度升至40℃时，血清芬太尼的浓度约提高1/3。因此，发热患者使用本品时应监测其阿片类药物副作用，必要时应调整本品的剂量。患者应避免将本品的贴用部位直接与热源接触，如加热垫、电热毯、加热水床、烤灯或长时间的热水浴、蒸汽浴及温泉浴等。
除此类贴剂有“药物突释”的情况外，有文献报道，1985年国外研究也曾发现高脂饮食引起茶碱缓释胶囊“Theo-24”出现剂量突释而使患者中毒，食物对缓控释制剂吸收的影响也要引起重视。
延伸阅读 什么是缓释剂型和控释制剂？
缓释剂型 缓释制剂是采取不同的方法使药物延长释放时间的一种药物剂型，所制成的片剂称为缓释片，而制成的胶囊称为缓释胶囊。由于缓释剂型能够持续释放药物8小时以上，所以，每天的服药次数可以比普通药物至少减少一次，或者用药的间隔时间可以明显延长，如琥珀酸美托洛尔缓释片、布洛芬缓释胶囊等。
控释制剂 控释制剂通过特殊的制剂工艺提供释放药物的程序，在规定时间内，药物按照恒定或基本恒定的速度，定量从药物剂型中释放出来，使血液中的药物浓度在一定时间内维持在一个有效的治疗水平，如硝苯地平控释片、芬太尼透皮贴等。
排出整粒药片，是怎么回事情？
赵女士患2型糖尿病3年。最近，由于治疗方案调整，医生为她处方了格列吡嗪控释片（5毫克/片），每日一片。赵女士遵守医嘱用药后，发现了一个奇怪的现象，那就是，她意外发现药品整片出现在次日的大便中。赵女士担心药物没有被吸收，治疗效果会打折扣。因此，带着疑问找到医生。
专家分析：一些患者在使用某些控释制剂时，会出现生活实例中赵女士那样的情况。这不属于用药错误和误区。有些控释剂型使用渗透泵技术，即将药物包裹于不吸收的外壳内，这种设计的目的是使药物缓慢释放，以利人体吸收。当这一过程结束以后，药片的空壳就会自动排除体外。这种情况的出现并不影响药物治疗的效果。
[yxb1]原案例是甲亢低钾周麻的患者短期使用补钾药，间断调整补钾方案，原发病控制后，维持使用氯化钾缓释片治疗，患者依从性不佳增加了治疗频次出现的高钾血症，通常情况下严重低钾的患者使用氯化钾缓释片补钾治疗不常见高钾血症，往往补钾强度还要增加，但是低钾周麻的患者容易控制，因此补钾强度较低。由于当时发在医学论坛报上有篇幅和病例描述限制，故未详细描述，仅仅重点概述病例。您可以酌情考虑修改，临床上也常见保钾药物联合补钾药物，出现高钾血症的风险更高。
[yxb2]医院要求我们科普文章内使用“患者“这类中性词汇，避免出现隐形歧视。见谅。
缓控释技术研究 篇4
一、山东缓控释肥“种肥同播”机械化技术推广情况
自2012年起, 省财政连续两年对缓控释肥“种肥同播”机械化技术进行立项支持, 在18个县 (市、区) 建设了规范的示范区和推广区、完善了机具配置、对农民和机手进行了宣传培训。累计建设完成示范区9.22万亩、推广区27.09万亩, 新增种肥同播机械452台, 取得了良好的经济、社会和生态效益。
(一) 机具配置情况
根据项目实施要求, 各单位采取项目资金补贴、农民自筹相结合的形式分别购置了相应机具。2012年度项目实施过程中, 7个项目区新增种肥同播机械452台, 其中大中型拖拉机45台, 小麦免耕播种机达到181台, 玉米免耕直播机171台, 大蒜种肥同播机50台, 项目区各类机械拥有量达到763台套, 动力机械、配套机具和配套数量符合项目区作业量的要求。2013年度项目实施过程中, 要求每个项目点新增具备施肥功能的玉米精量播种机25台。
(二) 示范区和推广区建设情况
按照要求, 各项目实施单位分别建立了1个核心示范区, 每个核心示范区实施面积0.5万亩, 推广面积达到1万亩以上。2012年度项目实施过程中, 7个项目实施单位共建设完成示范区3.72万亩, 推广区16.09万亩;通过采取举办培训班、召开现场会、社会化运作、示范带动等措施, 辐射带动24个乡镇、39个村实施了种肥同播机械化技术。在示范区内大力推广小麦、玉米、大蒜缓控释肥机械化技术和具备施肥功能的各种免耕播种机具。项目区内小麦、玉米、大蒜种肥同播新技术普及率达到100%, 经过一年的实施, 达到了预期目标, 圆满完成技术示范推广任务。按照2013年度项目总体实施方案要求, 11个项目单位总共要完成示范面积5.5万亩, 推广面积11万亩以上。
(三) 培训及宣传情况
各项目实施单位通过举办培训班、现场会、技术讲座、媒体宣传等多种形式, 推广普及缓控释肥“种肥同播”机械化技术, 提高项目区农机技术人员和农民的科学种田水平。在小麦、玉米、大蒜生产季节, 都召开了机具作业演示现场会和长势观摩交流会, 大力宣传基层干部、技术人员、农机手和生产大户。仅2012年度项目实施过程中, 就举办技术培训班14次, 培训人员达8000余人;举办现场演示会23次, 发放宣传明白纸6万多份, 技术宣传手册7000多份;在中国农机化信息网、中国农机推广网、山东农机化等先后发表报道宣传缓控释肥“种肥同播”机械化技术。
二、缓控释肥“种肥同播”机械化技术与常规技术对比试验分析
两年来, 缓控释肥“种肥同播”机械化技术在全省部分县市区进行了实施, 实施过程中, 省站技术人员对试验情况进行了监测, 取得大量试验数据。现以章丘市的对比试验数据为依据, 对缓控释肥“种肥同播”机械化技术与常规技术进行对比分析。
(一) 田间试验方案
试验品种为郑单958, 采用缓控释肥和普通肥料进行对比。设计行距为60cm;设计种植密度为4500株/亩;施肥方式采用侧深施肥, 缓控释肥施肥量40公斤/亩, 普通肥料施肥量20公斤/亩。采用3行种肥同播玉米播种机播种, 共设3个小区, 1区使用农哈哈3行种肥同播玉米播种机播种, 使用普通肥料, 后期追肥;2区使用农哈哈3行种肥同播玉米播种机播种, 使用缓控释肥, 后期不追肥;3区使用2BMFZS—200固定道震动深松免耕施肥播种机播种, 使用缓控释肥, 后期不追肥。有关数据测定在同一天进行, 并按照试验要求和标准如实填写试验表格。
(二) 试验数据采集与分析
1. 播种期数据分析
2013年6月14日, 技术人员在试验基地进行玉米机械化播种作业。播种前测定试验用郑单958的千粒重为390.4克, 同时调试了试验用播种机的播种量和施肥量, 播种量为2.4公斤/亩, 缓控释肥 (N:P:K为28:6:6) 施肥量为40公斤, 普通肥料 (N:P:K为18:18:18) 的施肥量种肥20公斤, 肥料施用为侧深施肥, 水平距离5cm, 深度为种下5公分。播种后主要测定了三种对比的播种质量和施肥质量等指标, 播种与施肥质量数据详见表一。
从表一可以看出:播种深度均接近4公分, 施肥深度接近8.5公分, 深松分层施肥第二层接近1公分, 种肥水平间距接近5公分, 合格率均为100%。说明在三种播种施肥条件下播种质量和施肥质量都非常过关。
2. 收获期数据采集与分析
2013年9月25日, 收获前对玉米生长状况、产量等进行了测试, 详见表二。
从表二可以看出:缓控释肥深松同播玉米产量608.24公斤/亩, 常规种肥同播玉米产量548.96公斤/亩、缓控释肥非深松同播玉米产量585.51公斤/亩, 缓控释肥深松同播玉米产量最高。
(三) 推广效益
通过在全省部分县市区推广缓控释肥“种肥同播”机械化技术, 经过测产对比, 示范区小麦平均亩产513.97公斤, 比传统播种的小麦平均亩增产41.32公斤, 增产8.7%;玉米平均亩产631.8公斤, 比传统播种的玉米平均亩增产52.8公斤, 增产9.1%, 亩节省人工、肥料、种子等成本60元左右。
推广缓控释肥“种肥同播”机械化技术, 能够简化作业环节, 减轻劳动强度, 节省大量农村劳动力, 节约了成本, 增加农民收入。同时避免了肥料淋溶挥发浪费, 改善土壤结构, 增加土壤的有机质含量和肥力, 促进了农业的可持续发展, 深受农民欢迎, 推广前景十分广阔。
三、存在的问题和发展建议
山东缓控释肥“种肥同播”机械化技术推广工作刚刚起步, 经过在全省部分县 (市、区) 试验示范, 该项目技术对于玉米的增产效果明显, 能够简化作业环节, 节省人工。为了加快控释肥“种肥同播”机械化技术的推广步伐, 完成全省4500万亩玉米缓控释肥“种肥同播”机械化技术推广工作, 提出以下几点建议。
一是进一步加大财政支持力度。目前, 每个项目县每年用于缓控释肥“种肥同播”机械化技术推广的财政资金为20万或30万元, 相比其他重点项目, 支持力度偏小, 项目实施捉襟见肘。因此, 建议国家有关部门和省财政进一步加大支持力度, 并在购机补贴政策上对种肥同播机予以倾斜。
二是进一步加强示范区建设。近两年财政每年仅选择10个左右的县 (市、区) 进行示范区建设, 每个县 (市、区) 仅建设0.5万亩核心示范区, 1万亩推广区, 示范点少、示范面积小。建议加强示范区建设, 扩大示范推广面积。每年选择30—40个县 (市、区) 进行示范区建设, 确保每个市至少两个县实施, 争取利用三到五年时间将这项技术覆盖全省。同时每个示范区的试验示范面积也要加大, 争取每个县 (市、区) 试验示范面积达到5万亩以上。
药物缓控释制剂的研究概况 篇5
1 缓控释制剂的载体材料
载体材料由缓控释制剂的辅料构建, 主要用于调节药物释放速率, 使制剂中药物的释放速率和释放量达到医疗要求, 确保药物以一定的速率输送到病患部位, 并在体内维持一定浓度, 获得预期的效果, 减小毒副作用。缓控释制剂的载体材料多为高分子化合物, 高分子化合物在现代药剂学领域应用尤为广泛, 主要作为药物传递系统的组件、膜材、骨架。药用高分子材料的发展推动了药剂学领域的飞速发展。通过合成、改性、共混和复合等方法, 使得一些高分子材料在分子尺寸、电荷密度、疏水性、生物相容性、生物降解性、增加智能功能团方面呈现出理想的特殊性能, 是开发缓控释制剂的必备品。目前载体材料主要有赋形剂、附加剂、阻滞剂和增稠剂等。其中高分子薄膜材料--肠溶液性材料应用最为广泛, 这些材料能使药物的包衣膜在肠道内不同的PH条件下溶解或崩解, 还可控制膜的渗透性, 使得药物在体内缓慢释放, 以达到定时、定位释放的目的[2]。
此外, 还有一些绿色、环保、节能的新型缓控释载体也正在研发, 它们不仅能调节药物的释放速率, 还能使药物在一些病灶的靶点释放, 这些辅料的应用将会使药物更加地安全, 有效。
2 缓控释制剂的剂型
2.1 口服固体制剂
口服缓控释系统发展迅速, 已成为药学研究的热点之一。口服缓控释制剂可以缓慢、持久地传递药物, 减少用药频率, 避免或减少血药浓度“峰谷”现象, 深受临床和病人的欢迎。
口服的缺点是必须每天摄入一定量, 而且血药浓度总是变化起伏。目前, 口服缓控释制剂给药系统主要有:骨架片、微丸、胃滞留给药系统、肠道延迟释药系统等多种常见缓控释制剂。如Michel等制备了一种新型的口服控制吸收系统片剂, 该片剂在胃肠道上端能迅速水合成凝胶, 使药物可以持续释放[3]。格列吡嗪控释片系采用胃肠道治疗系统释药技术开发的新型控释片。其有5mg、10mg规格, 每日服用1次, 可持续控制血糖浓度达24h, 可提高患者的顺应性。现国内已开发上市的口服控释制剂有长效氨茶碱片、硝苯地平控释片等20多种, 正在研制中的有美托洛尔胃内漂浮片、心律平渗透泵片等50种左右。王智军等利用固体分散体技术制备了尼莫地平速释及缓释微丸, 提高尼莫地平的溶出速度, 延长了药物在体内的吸收时间。
2.2 透皮制剂
透皮控释制剂也是目前国内外极为重视的新药剂型开发热点, 其重要性仅次于口服剂和注射剂。透皮释药发展迅速, 全世界透皮吸收制剂的销售额逐年增加。自1981年美国上市第一个用于治疗运动病的TTS—东莨菪碱贴剂以来, 现已有多种透皮吸收制剂, 国际上市场份额如下:芬太尼31%, 硝酸甘油27%, 雌二醇14%, 尼古丁7%, 可乐定6%, 睾丸激素6%, 妥洛特罗4%, 复合雌激素2%, 疼痛贴片2%, 东莨菪碱1%等。
随着新材料、新技术和新设备的不断开发[4], 经皮给药促渗透方法的研究也取得了很大进展。许多新型载体的应用, 使更多药物开发成透皮给药制剂成为可能。众多研究表明, 脂质体用作皮肤给药的载体, 具有皮肤组织靶向性, 它可使药物具有较大的角质层透过量, 而进入血液循环的药量少。固体脂质体纳米粒作为经皮给药载体已经展现出较高的应用前景和价值, 如咪喹莫特固体脂质体纳米粒和雷公藤内酯醇固体脂质纳米粒以生理相容性好的天然脂质材料为载体, 不仅减少了药物对皮肤的刺激性, 还在不同程度上降低了不良反应。姜素芳等制备的盐酸青藤碱传递体透皮制剂。饶跃峰等制备的非那甾胺醇质体和脂质体透皮制剂。这些项目都还处于研究阶段, 但都已说明了国内外透皮缓控释制剂研究的热潮。
2.3 液体型缓控释制剂
液体型缓控释制剂是目前国际药学领域研究的热点, 其中尤以注射剂临床应用最为广泛。除了开发最早的溶液型缓控释注射剂以外, 还包括微球、纳米囊、亚微乳等混悬型微粒分散制剂, 其中以微球居多。根据注射液中粒子粒径大小, 可分为溶液型, 聚合物胶体和微粒型注射剂。
此外, 一些学者还利用基因治疗技术, 开发了一种新型给药系统——缓释基因给药系统。如Ran等用Pluronic和二乙二醇二乙烯醚合成了一种新型高分子材料——MBCP作为基因载体用于局部缓释基因给药系统。Ankit等将阳离子聚合物——聚二乙胺基乙基异丁烯酸 (PDEAEM) 通过共价键与Pluronic共聚物相连作为基因载体, 并通过静电结合作用是该载体与DNA形成纳米复合物制成的缓释基因给药系统, 该复合物体系一经注射后, 在体温条件下便可立即形成凝胶, 使DNA缓慢释放, 从而达到治疗的效果。但是这些技术均处在研究阶段, 目前尚不能应用于临床。
液体缓控释制剂的应用前景广阔, 可用于组织修复、免疫治疗、抗肿瘤治疗等方面, 还可作为基因、蛋白以及多肽类等药物的给药系统。这些药物不但稳定性高, 膜透过性好, 疗效强, 毒性低, 还可减少给药次数, 稳定血药浓度, 提高病人用药依从性。
2.4 植入式缓控释制剂
植入剂不仅能较好的保持药物生物活性, 且能是药物的作用时间延长, 从而提高药物的生物利用度。目前临床应用较广, 已经扩大到肿瘤、心血管、眼科等方面的治疗。陈天宁等提出一种带微孔的多腔体可降解植入式药物控释载体系统, 通过药物的渗透扩散和降解扩散的联合效应, 实现药物的长期线性释放, 该载体结构用可降解材料聚乳酸—羟基乙酸制备而成, 在体液和生物酶的作用下可被人体吸收, 而无需取出, 减少病人的痛苦。
总之, 缓控释制剂作为一种新型药物载体系统, 是国内外药物制剂研究的一个重要方向, 具有广阔的开发前景。但是现阶段缓控释制剂仍存在着一些不足: (1) 药物在体内的滞留时间长, 可能使药物对人体的毒性增强; (2) 工艺路线复杂, 难以进行工业化大规模生产; (3) 辅料种类少, 应用范围受限制; (4) 前期成本投入高, 使得药物的价格上涨等, 诸如此类的许多问题限制着缓控释制剂的发展。但是, 随着科研人员的深入研究, 将会一一克服这些困难, 为人类医疗卫生事业做出更大的贡献。
摘要：缓控释制剂是指在水中或某些特殊介质中缓慢释放药物的制剂, 可适用于多种给药途径, 制作成多种药用剂型。缓控释制剂作为一种特殊释药系统一直在药剂专业范围内被广泛关注。本文就缓控释制剂的载体材料及剂型进行概述。
关键词：缓释制剂,控释制剂,载体材料
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缓/控释肥料的研究现状及进展 篇6
化学肥料因其速效、高产及施用方便,深受广大农民喜爱,占据了农用肥料的绝大部分。但化肥的利用率低,且肥效逐年下降。据文献报道,国外氮肥的利用率为35%～60%,钾肥为60%～80%,磷肥为20%～50%。我国尿素利用率为28%～32%碳酸氢铵的利用率为20%～25%,磷肥的利用率为10%～20%,钾肥的利用率为35%～60%[1]。化肥的增产效果也逐年下降,1960年以前每千克化肥可增产15kg,1960～1980年,每千克化肥增产8～10kg,1980年以后每千克化肥增产仅为6.5kg。养分损失主要来源于以下几个方面:(1)淋溶损失:主要是氮肥和钾肥中可溶性氮素和钾素随雨水和灌溉水流失;(2)分解损失:主要是铵的分解;(3)磷是由水溶性磷转化成难溶的构溶性磷而失去肥效。
化肥工业是高耗能工业,也是消耗资源并产生环境污染的工业。生产1t合成氨,要排放900m3工业废水,全国每年排入江河湖泊的废水达12亿m3。磷肥生产的主要原料之一是浓硫酸,全国仅普钙生产约需硫酸700万t。生产700万t硫酸可产生1亿m3含酸废水,700万m3矿渣、气态S02、及氟化物。可见提高化肥的利用率是件非常有利于国计民生的事情,也是21世纪绿色化工的前沿课题。上世纪70年代,发达国家已开始研制和应用缓释肥料[2]。近年来我国化工界也对此给予了相当程度的重视。
2 缓/控释肥料的开发
2.1 缓/控释化肥的定义
一般认为,所谓“释放”是指养分由化学物质转变成植物可直接利用的有效形态的过程(如溶解、水解、降解等)。“缓释”是指化学物质养分释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效养分的释放速率。施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率远小于速溶肥料,在土壤中能缓慢放出其养分,它对作物具有缓效性或长效性,它只能延缓肥料的释放速度,达不到完全控释的目的。缓释肥料的高级形式为控释肥料,它使肥料的养分释放速度与作物需要的养分量一致,使肥料利用率达到最高,广义上来说控释肥料包括了缓释肥料。控释肥料是以颗粒肥料(单质或复合肥)为核心,表面涂覆一层低水溶性的无机物质或有机聚合物,或者应用化学方法将肥料均匀地融入分解在聚合物中,形成多孔网络体系,并根据聚合物的降解情况而促进或延缓养分的释放,使养分的供应能力与作物生长发育的需肥要求相一致协调的一种新型肥料,其中包膜控释肥料是最大的一类[3]。
2.2 对缓/控释化肥的评价
目前对缓释/控释肥的评价还没有统一标准。经济效益评价主要是对缓/控释肥料成本及效果的评价。对肥料成本的评价比较容易,而对效果的评价则有一定的难度。我国已有一些测定办法[4,5,6]。国外对此也做了不少工作,欧洲标准委员会(Comite Eauopende Nomnalisation,CEN),对评判缓释肥料(TC260/WG4/TFsrf)作了如下说明,若营养释放在25℃,能满足下列3个条件,则该肥料可称为缓释肥料[7]:①24h释放不大于15%;②28d释放不超过75%;③在规定时间内,至少有75%被释放。通常以肥料在水中的溶出率来评价肥料的缓释性。例如,日本对包膜肥料采用初期溶出率与微分溶出率来测定肥料缓释率。显然这只是考虑了缓释效果本身,而忽视了与作物的关系,评价结果可能存在偏颇。
另一类测定包膜肥料养分释放速率的方法为土壤溶出率。美国宾西法尼亚州立大学E.J.Holcomb设计了一种简易方法,将“养分从肥料颗粒中溶出与养分被一定量土层的吸附”一并考虑,测定养分从土层中溶出的量以判断缓释肥料的释放期,但这种测试变异性大,因为不同的土壤环境对控释肥料的控释因素的影响可能存在很大差异,因此,这种测试结果作横向比较是不合适的,但不失为一具体的对控释肥料效果的直接检验方法。
总的来说,对缓/控释肥料经济效益的评价还不明确,还有待于建立一个完善的评价标准,这个标准还应考虑缓/控释肥料的缓/控释周期与作物需肥周期的关系[8]。
2.3 缓释肥料
通过化学反应将易溶性肥料变为缓释肥料,将肥料直接或间接的以共价或离子键接到预先形成的聚合物上,构成一种新型的聚合物。如:将尿素转变为较难溶解的脲甲醛、脲乙醛、异丁叉二脲(又称亚异丁二脲)、丁烯叉二脲、草酸胺,或使速效性铵盐转变为微溶性的金属磷酸铵等[9]。
脲甲醛是尿素与甲醛缩合制成的缓释氮肥,是目前应用的主要缓释肥料之一,有很长的研究应用和生产历史。脲甲醛含氮量33%～38%,其中50%～60%以上溶于水,在土壤中转化主要靠生物作用,是氨化作用与硝化作用联合作用的结果,因此氮的释放取决于环境因子,强烈的依赖于土壤性质的变化(如生物活性、粘粒含量、pH和外界条件(如水分含量、干湿状况和温度等)[10]。
对磷肥的研究发现:金属磷酸MNH4PO4·XH2O(M=Mg,Fe,Zn,Cu,Co…)具有缓释性,其中磷酸铵镁,最具可调性,将过磷酸盐和钾盐在SiO2、AL2O3共存下烧结,能制得具有长效性的缓释性磷钾肥(其中主要成分是聚磷酸钾和偏磷酸钾)[11]。
以脲甲醛低聚物和磷酸二氢钾-磷酸混合液反应合成一种多营养元素高分子缓释化肥。通过控制投料比使其N:P2O5:K2O=1:0.8:0.4,大田实验表明这种高分子化肥的增产率为53.29%,明显高于常规施肥[12]。
1-脒基-2硫脲(ATO或ASC)有控制土壤中亚硝化毛杆菌活性的功能,起到延缓土壤中铵的硝化速率,从而提高尿素的利用率。经同位素N15测定,氮元素利用率在加入氮素量1%～3%脒基硫脲后,利用率提高9.2%～16%。硝化时间可持续3～4个月。掺入脒基硫脲后,水稻、大豆、玉米、油菜可增产10%～15%。1980年在江西东乡糖厂大田甘蔗试验中,施此掺和肥后每亩净增产甘蔗1980kg,增产率20%,甘蔗的含糖量也提高了具有阻硝化作用的化合物还有:2-氯-6-三氯甲基吡啶、2-氨基-4-氯-6甲基嘧啶,双氰胺、4-氨基-1,2,4三唑等[13,14]。
2.4 包膜肥料
包膜法是一种主要的控释技术,通常实现养分控释的方法就是包膜,所以包膜肥是一种常见的控释肥。给无机肥表面涂上一层较难溶解的物质形成包膜,制成包膜肥,是当今开发的主要控释肥料。包膜肥本身有一定的溶解性,肥料中的养分缓慢地进入土壤中,减少冲淋损失。包膜肥料的原理主要是应用物理障碍因素阻碍水溶性肥料与土壤水的接触,从而达到养分控释的目的,以亲水性聚合物包裹肥料颗粒或把可溶性活性物质分散于基质中,从而限制肥料的溶解性。
到目前为止,用于包膜的材料的种类很多,但总体上就是两类:一类是无机物质,一类是有机物质。
第一类无机物质包裹膜。无机化合物作为包膜原料不是很多,在文献中提到的有硫磺、MgNH4PO4·3H2O、硅酸盐、磷酸钙、P2O5/CaO玻璃体、金属盐,其它还有一些疏水性矿粉,如:石膏、滑石粉及粘土等[15]。
硫或金属硫化物包膜肥料的生产已有相当长的一段历史,1968年TennesseeValleyAuthority (TVA),Ala就研制开发了有关硫包膜尿素颗粒的加工技术,当肥料颗粒应用于土壤时降低其溶解率。LynchT.BMeisen与Mathur也详细的介绍了用硫磺做涂覆材料制备包膜肥料的方法[16]。通常先加热要包膜的肥料颗粒,然后用熔融的硫磺包裹预热后的肥料颗粒,再经过冷却即成。硫包膜肥料的最大优点在于制作工序简单,比较经济,也具有一定的缓释性,同时硫在一定程度上也可以用作农作物生长所需的养分。
第二类有机物质包裹膜。有机化合物的熔点比较低,易于熔化,水溶性差,在土壤中易于腐化分解,因而在包膜肥料中可用作包膜。包膜原料主要有蜡、油、松香、天然橡胶、聚烯烃类树脂、聚氨酯和醇酸树脂等一些特定的橡胶类物质及热塑性和热固性树脂等,在文献中见到的有松香、石蜡、烯烃聚合物或共聚物、尿素—甲醛和聚酯等[17]。其中,最早商品化生产的树脂包膜肥料是1967年美国在加利福尼亚生产的醇酸树脂包膜肥料。醇酸树脂是双环戊二烯和甘油酯的共聚物养份的释放,可以通过改变膜的成份或膜的厚度来控制[18]。
3 缓/控释化肥的国内外研究现状
1946年,Lee J.Y等发现尿素与甲醛的缩合物-甲醛脲可以降低释氨速度,并具有良好的肥效。80年代末,德国、日本等国家不断报道甲醛脲还具有促进土壤团粒结构、保墒、防止土壤沙化及增加作物根系穿透能力等作用[19]。
美国是世界上最早研究缓/控释肥料的国家,以包硫尿素(SCU)为主,此外还有包硫氯化钾(SCK)、包硫磷酸二铵(SCP)等。改进的包硫尿素在其表面包一层烯烃聚合物,产品名为Polys,这种产品售价比聚合物包膜肥料便宜,在美国市场上被广泛使用,目前Osmocote仍为世界上最有影响的包膜肥料;美国SCU典型组成为:尿素77.5%～79.5%,硫磺16%～718%,密封剂2.0%～72.1%,防结块剂2.3%～72.5%,总氮量为36%。美国的控释肥料很多是与速效肥料掺混使用,为防止掺混时包膜破裂,开发了耐磨控释肥;为减轻聚合物对环境的污染,又相继开发了生物降解膜控释肥料[20]。
日本是研究和应用控释肥料技术较先进的国家,以高分子包膜肥料为主。1975年研制生产出硫磺包膜肥料,应用于水稻、玉米、西瓜施肥取得良好肥效。20世纪80年代初窒素公司研制出热塑型树脂聚烯烃包膜肥料Nutricote,与美国的Osmocote同为国际知名品牌。日本多家公司相继都研制生产出具有本国特色的热塑型及热固型树脂包膜肥料,其养分释放具有精确控释和缓释的双重功能,产品在水稻、花卉、蔬菜作物上得到广泛应用。
欧洲各国侧重于微溶性含氮化合物缓释肥料的研究[21]。德国研究重点以聚合物为包膜材料生产包膜肥,它可以控制释放或适时释放养分,较好地匹配了作物对养分的需求。英国的控释肥专利是在磷酸盐玻璃中引入K、Ca、Mg,形成玻璃态控释肥,而氮以CaCN2的形式加入。这种肥料有一个不释放养分的诱导期,适合幼树苗生长。法国的缓释肥料一是用三聚磷酸钠或六偏磷酸钠包裹金属过氮化物作为土壤添加剂;二是用聚合物包膜肥料于细菌结合在一起。西班牙用松树木质素纸浆废液包膜尿素制得系列肥料。荷兰开发了一种用菊粉、甘油、土豆淀粉与肥料捏合制成生物可降解的包裹肥。前苏联制备包膜肥的专利为脲醛UF、磷酸、铝粉和丁二烯胶乳多层包膜及用聚乙烯乙酸脂和磷酸包膜尿素,肥料利用率可提高15%。捷克斯洛伐克用脲醛树脂包膜尿素,通过改变包膜剂粒度和包膜层厚度可以调节养分的释放速率[22]。
我国在1971年研制出脲甲醛肥料(UF),1973年又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;20世纪80年代,南京土壤研究所、郑州工业大学开发出磷酸盐包膜尿素,制成了一类以复合肥包裹肥料的缓释肥,1987年包裹型缓释肥在中国取得发明专利,后被列为国家科委“七五”重大攻关子课题,后又被列为“八五”重点推广项目;北京市农林科学院植物营养与资源研究所在新型肥料的研究领域中,针对包膜型缓/控释化肥成本较高的问题,研制成功两项具有独立知识产权的研究成果一“沸石包衣尿素”及“可控缓释树枝包衣尿素”。进入90年代,郑州工业大学在研究包裹型复合肥料的基础上,开发了缓效多营养包硫尿素,并已经工业化生产,肥效期90～120d。在用肥量比习惯施肥减少1/3的情况下,水稻产量基本保持不变。在小麦上施用可得到57.2%的氮利用率[23]。中国科学院沈阳应用生态所研制出添加有腐殖酸、双氰胺及磷、钾、微量元素的多营养缓释氮肥和不引起环境污染的缓释花卉专用肥。90年代末期由沈阳农业大学韩晓日主持的教育部留学回国人员基金“新型包膜控效专用化肥研究”和辽宁省自然科学基金“新型水稻玉米控释专用化肥研究”,完成了应用聚乙烯醇(PVA)和淀粉为主要成分合成包膜剂,包膜与氮肥增效剂、缓释剂、保水剂及土壤改良剂等的混合包膜工艺,实现了常温下包膜,养分控释效果好,并可根据作物种类、土壤条件调节膜材料比例和厚度,保证一次施肥能满足物整个营养期对养分的需要,同时所用包膜材料在土壤中能降解,无毒副作用,符合环境友好型肥料要求。该项研究填补了国内在该领域的空白[24,25,26]。
综观国内外发展,针对提高化肥利用率、适应作物生长对营养元素的需求、改善环境和土质、提高资源利用率等方面,缓/控释肥料的研究应用无疑是较理想的途径,是近年国内外化肥和现代农业中开发、产业化和科学施用发展较快的系列技术品种,并在不断进步。该品种的技术是涉及多学科(化学、化工、物理、生物、机械、工程等)专业技术的综合,也是直接克服通用速效肥料自身不足的有效途径之一,必将成为21世纪化肥品种技术开发的重要主题之一。
4 缓/控释肥料的发展趋势
缓/控释肥料在我国开发研制已有30多年,并取得了良好的成果,尤其21世纪初,我国缓/控释化肥进入全面的发展时期,但总体发展缓慢,主要原因是主要是价格问题,与普通肥料相比,包膜控释肥料的生产成本比常规肥料高1～2倍,或3～5倍以上。而采用添加抑制剂的非包膜缓/控释肥料成本虽然增加不多,但养分控释效果不稳定。再有是产业化问题,目前以生物法生产的缓/控释肥料由于生产成本低,工艺简单,基本实现产业化;而包膜肥料生产工艺较复杂,养分控制要求比较高,产业化研究与开发相对滞后。此外,缓/控释肥料目前主要侧重氮素养分,对磷钾等养分的控释研究较少。
综上所述,缓/控释肥料是一类高效与环境友好型肥料,将在未来肥料领域占有重要的地位。目前随着化肥用量的不断增加,在追求农产品产量与质量并重,以及环境友好多重目标要求下,肥料的改性问题就显得更为重要。开发缓/控释肥料,提高肥料利用率,减少环境污染,是简单易行的措施,特别适合中国的国情。缓/控释肥料发展到今天,它的各方面的优势已凸显出来,有着广阔的发展和应用前景,势必成为将来肥料的主导。
摘要：在查阅大量有关缓/控释化肥资料的基础上,简要介绍了缓/控释肥料的发展历程,概述了缓/控释肥料的发展状况,对缓/控释肥料的发展前景进行了展望。
关键词：缓/控释肥料,研究现状,进展
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缓控释技术研究 篇7
1 材料与方法
1.1 试验概况
设施田设置在大丰市农业科学研究所试验基地内, 供试土壤为砂壤土、肥力中等, 地面平整, 农田水利设施配套, 排灌方便。供试玉米品种为苏玉23。供试肥料:控释专用肥 (中国农业大学提供, 30-10-12) 、国产百事达 (四川农业科学院提供, 15-3-2.5) , 生物多抗有机肥 (四川农业科学院提供, 10-2.5-4) , 尿素 (大丰产, 含N 46%) , 过磷酸钙 (盐城产, 含P2O512%) , 氯化钾 (俄罗斯产, 含K2O 60%) 。
1.2 试验设计
试验共设5个处理, 分别为:控释专用肥615 kg/hm2一次性基肥 (A) ;百事达1 995 kg/hm2一次性基施 (B) ;生物多抗有机肥3 000 kg/hm2一次性基施 (C) ;常规施肥, 基施尿素277 kg/hm2+过磷酸钙875 kg/hm2+氯化钾150 kg/hm2, 喇叭口期追施尿素375 kg/hm2 (D) ;不施肥 (E) 。3次重复, 随机区组排列, 小区面积32.16 m2 (8.00 m×4.02 m) , 6个行区。
1.3 试验实施
播种期间因干旱, 土壤墒情较差, 采取耕翻前喷水造墒, 整地后开墒沟划设小区, 重复间留有1 m宽走道, 施肥数量及时间按方案执行, 其方法:基肥采用在播种行一侧开沟条施, 追肥采用在玉米行一侧打塘穴施。玉米播种时间为4月26日, 方式为拉绳开行穴播, 等行栽培, 行距0.67 m, 株距0.25 m, 密度统一为6万株/hm2, 播种后用乙草胺2 250 mL/hm2 (对水1∶200) 土壤封闭处理除草 (化除) 。5月26日人工除草松土1次。5月下旬至6月上旬防治1代灰飞虱3遍, 大喇叭口期 (6月30日) 防治玉米螟用甲基阿维菌素 (1∶1 000水溶液) 灌心1遍。8月23日收获。
1.4 调查内容与方法
农艺性状参照国家玉米区试标准调查记载, 生育期以50%以上植株达标为记载期, 产量构成因素以每小区连续取20个样穗作为考种依据, 小区计产以中间4行实收脱粒称重计产, 然后折算成产量。
2 结果与分析
2.1 生育进程
不同处理的玉米生育期变化较为明显, 无肥区 (处理E) 生育期较有肥区处理 (处理A、处理B、处理C、处理D) 少3～6 d, 表现为后期脱力早衰;与缓控释肥处理区 (处理C、处理B、处理A) 相比, 常规施肥区 (处理D) 少2～3 d。从各个生育进程上看, 各处理在出苗期至吐丝期, 基本无明显差异, 差异主要出现在吐丝期至成熟期 (表1) 。处理A、处理B、处理C灌浆期长, 说明肥效较长, 有后劲, 有利于灌浆, 增加粒重。
2.2 农艺性状
无肥区 (处理E) 各项生育指标均明显低于有肥区 (处理A、处理B、处理C、处理D) 。有肥区处理株高在185.7～188.6 cm, 相差2.9 cm, 以处理C最高, 处理B最矮, 分别比处理D增加0.7、-2.2 cm;处理A与处理D接近, 仅比处理D矮0.4 cm。穗位高在92.3～94.3 cm, 相差2.0 cm, 以处理A最高, 处理B最矮, 分别比处理D增加0.8、-1.2 cm。茎粗在1.76～1.81 cm, 相差0.05 cm, 处理A和处理C略粗于处理D。果穗大小 (穗长、穗粗) , 以处理A略大, 处理B、处理C、处理D基本无差异。每穗粒数处理A最高, 为402.5粒, 比处理D增加7.3粒, 处理B、处理C分别为394.7、391.7粒, 分别比处理D减少0.5、3.5粒。千粒重在306.0～323.0 g, 相差17.0 g, 以处理A最高, 处理B和处理C居中, 分别比最低处理D增加17.0、5.0、6.0 g (表2) 。由此可见, 施用缓控释肥对玉米农艺性有一定的影响, 但影响程度较小, 仅表现在增加粒重上。
2.3 产量
不同施肥处理之间产量差异较大, 以处理E最低, 仅为5 068.41 kg/hm2, 较处理D减产1 679.10 kg/hm2, 减幅24.88%。在4个施肥处理区中, 以处理A产量最高, 达7 307.21kg/hm2, 比处理D增产559.70 kg/hm2, 增幅8.29%;处理B产量次之, 为7 245.02 kg/hm2, 较处理D增产497.51 kg/hm2, 增幅7.37%;处理C再次, 为7 058.46 kg/hm2, 较处理D增产310.95 kg/hm2, 增幅4.61%。经方差分析及SSR法测验, 处理E与处理D差异达极显著水平, 处理A、处理B与处理D达显著水平, 处理C与处理D未达到显著水平, 处理A与处理B、处理C间也未达到显著水平 (表3) 。
2.4 经济效益分析
以处理A效益最好, 处理B次之, 处理C居第3位。与处理D比较, 处理A净收入增加2 012.15元/hm2;处理B净收入增加1 477.17元/hm2;处理C净收入增加604.27元/hm2 (表4) 。
注:同列不同大、小写字母分别表示0.01、0.05水平差异显著。
3 结论与讨论
试验结果表明, 与常规肥料相比, 玉米控释专用肥、国产百事达、生物多抗有机肥3种参试肥料均能节省用工、降低生产成本, 增加玉米穗粒数和千粒重, 从而提高产量, 增加收益。尤以控释专用肥增产、增效最为显著, 通过一次性基施能满足玉米整个生育期的营养需求, 减少土壤对养分的固定, 解决了养分吸收与供给之间的平衡、协调关系, 提高肥料的利用率, 减少因养分流失而带来的环境污染, 有利于环境保护。一次施肥不仅减少了用工次数和工时, 而且降低了玉米田间中后期劳作的难度及强度, 较好地解决当前农村劳动力资源紧缺的矛盾[4,5,6,7]。此项技术在玉米生产上推广应用具有较好的经济效益、社会效益和生态效益, 可进一步示范推广。
注:价格按玉米2.5元/kg、尿素2.2元/kg、过磷酸钙0.7元/kg、氯化钾3.2元/kg、控释复合肥3.6元/kg、国产百事达1.3元/kg、生物多抗有机肥1元/kg计。用工投入 (其他) 含整地、播种、治虫、除草、收获等全部费用。成本投入 (其他) 含种子、农药、机器作业费用。
参考文献
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缓控释技术研究 篇8
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在兴国县长冈上社村垱田组某农户责任田进行, 试验地土壤为潴育型潮沙泥土, pH值5.9, 有机质含量2.657g/kg, 碱解氮155.9 mg/kg, 有效磷16.6 mg/kg, 速效钾102.8mg/kg。
1.2 试验材料
1.2.1 供试肥料。
中盐安徽红四方股份有限公司生产的缓控释肥 (含纯N 22%、P2O58%、K2O 12%) 。江西省景德镇生产的45%复合肥 (含纯N 15%, P2O515%, K2O 15%) 和45%玉露牌配方肥 (含纯N 20%, P2O510%, K2O 15%) , 江西九江产尿素 (含纯N 46%) 。
1.2.2 供试作物。杂交早稻, 组合为欣荣优2045。
1.3 试验设计
试验共设4个处理, 处理A:不施肥;处理B:农民习惯性施肥, 施肥量为纯N 171.0 kg/hm2, P2O567.5 kg/hm2, K2O67.5 kg/hm2;处理C:配方施肥, 施45%玉露牌配方肥+尿素, 施肥量为纯N 165 kg/hm2, P2O560 kg/hm2, K2O 90 kg/hm2;处理D:施缓控释肥, 施红四方缓控释肥。施肥量为纯N 165kg/hm2, P2O560 kg/hm2, K2O 90 kg/hm2。各处理肥料实物用量见表1。随机排列, 小区面积100 m2。小区间作小田埂并用薄膜覆盖, 四周留1.5 m宽保护行, 保护行不施肥。各处理除施肥不同外, 其他栽培管理措施一致[1,2,3,4]。
注:45%复合肥、45%配方肥、尿素、42%缓控释肥 (22-8-12) 分别为2.9、3.2、2.5、3.4元/kg, 施肥人工成本按150元/ (次·hm2) 计算。
1.4 试验过程
2012年4月20日施基肥, 当日移栽。处理B、C在4月27日施追肥, 处理C在5月18日施穗肥。5月23日、6月13日分别喷药防治病虫害。7月10日进行田间测产, 7月12日分小区收获。
2 结果与分析
2.1 不同处理对水稻成穗率的影响
根据田间调查, 处理A最早达到最高苗, 成穗率也最高, 处理D在3个施肥处理中有效穗数最高 (表2) 。
2.2 不同处理对水稻产量、经济效益的影响
2.2.1 不同处理产量结果。
从表3可以看出, 处理D有效穗数、穗总粒数、穗实粒数、理论产量、实收产量都位列第1位。
2.2.2不同处理产量结果比较。
从表3可以看出, 处理D较处理A增产幅度为81.6%, 较处理B增产幅度为9.7%, 较处理C增产效果不明显。处理C较处理A增产幅度为78.2%, 较处理B增产幅度为7.7%。
2.2.3 不同处理经济效益分析。
从表4可以看出, 处理D较处理A增收6 108.00元/hm2, 较处理B增收1 195.5元/hm2, 较处理C增收273.75元/hm2。处理C较处理A增收5834.25元/hm2, 较处理B增收921.75元/hm2。
注:早稻谷按2.4元/kg计。
3 结论与讨论
该试验结果表明:施用红四方缓控释肥比习惯性施肥增产稻谷720 kg/hm2, 增产幅度9.7%, 纯效益增加1 195.5元/hm2。与配方施肥 (45%玉露牌配方肥+尿素) 相比, 增产虽不明显, 但实现了一袋子肥、一次性施用, 操作简单, 且缓控释肥是高技术含量的配方肥, 较符合农民的施肥习惯, 值得推广[5,6]。
摘要：进行早稻施用缓控释肥肥效试验。结果表明:施用缓控释肥较习惯性施肥增产稻谷720 kg/hm2, 增产幅度为9.7%, 纯效益增加1 195.5元/hm2。施用红四方缓控释肥较配方施肥 (45%玉露牌配方肥+尿素) 增产150 kg/hm2, 增产幅度1.9%, 纯效益增加273.75元/hm2, 增产、增效不明显, 但实现了一袋子肥, 一次施用, 符合农民施肥习惯, 可推广施用。
关键词：缓控释肥,早稻,肥效试验,江西兴国,2012年
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缓控释技术研究 篇9
1.1 试验地基本情况
黑龙江省兰西县红光乡地处黑龙江省中南部, 属第二积温带上限, 年平均积温为2500~2700℃, 无霜期为125~130d。玉米施缓控释掺混肥栽培技术试验于2013—2015年连续3a在黑龙江省兰西县红光乡红光村试验地进行。黑龙江省兰西红光乡红光村试验地土壤为黑钙土, p H值7.2, 有机质含量为3.5%, 碱解氮含量为179.5 mg/kg, 速效磷含量为26.4 mg/kg, 速效钾含量182.2 mg/kg。
1.2 供试材料
试验选用适合兰西县栽培的高产、优质、高抗的玉米品种乐玉1号为试验品种。
1.3 试验设计
试验共设2个处理, 即施缓控释掺混肥处理 (处理) :垄沟深施破垄夹肥一次性全量施入。种肥隔离在10cm以上。施用施缓控释掺混肥40kg/667m2;常规处理 (ck) :施玉米专用肥20kg/667m2, 做底肥一次性深施, 追施尿素20kg/667m2。每个处理小区设为6垅区, 垅长50m, 不设重复。
1.4 试验方法
试验地采取伏秋整地, 秋起垄, 秋施肥。结合秋起垄进行底肥施入垄底, 在整地时施农肥1000kg/667m2, 进行深施肥。
试验各处理均于4月28日播种, 采用65cm小垄栽培, 播种株距30cm, 保苗达3300株/667m2, 播种后及时镇压。玉米常规施肥栽培处理在整个生育期内共进行2次追肥, 第1次追肥在拔节期, 追尿素14kg/667m2, 第2次追肥在抽雄前, 追尿素6kg/667m2。
2 结果与分析
2.1 物候期结果与分析
本试验物候期调查结果表明, 兰西县玉米施用缓控释掺混肥栽培, 玉米各生育期均较玉米常规施肥栽培有所提前。其中, 玉米提前1d进入拔节期和吐丝期, 提前2d进入抽雄期, 提前5d进入成熟期则。
分析认为, 玉米施用缓控释掺混肥栽培由于肥料作基肥一次性施入, 减少了肥料的损失, 提高了肥料的利用率, 使作物在生长发育进程中有及时充足的减养份供应, 作物能充份生长发育。
2.2 产量结果及效益分析
本试验室内考种测产发现, 玉米施缓控释掺混肥栽培各项产量指标都优于玉米常规施肥栽培, 施用缓控释掺混肥栽培玉米在穗长、穗粗、秃尖、百粒重等方面都明显好于玉米常规施肥栽培玉米。其中, 穗长长于常规施肥处理长0.8cm;秃尖少于常规施肥处理0.1cm;穗粒数多于常规施肥处理23.2粒;百粒重高于常规施肥处理0.5g。施用缓控释掺混肥栽培的玉米平均产量625.8kg/667m2, 较常规施肥栽培的玉米平均产563.2kg/667m2增产62.6kg/667m2, 增产率为11.1%, 增效益57.38元/667m2。
分析认为, 由于玉米施用缓控释掺混肥栽培, 由于肥料是一次性施入, 减少了多次施肥造成的肥料损失, 提高了肥料的利用率。同时, 玉米施用缓控释掺混肥栽培减少施肥次数, 降低了投入成本, 实现玉米生产的节本增效, 增加了兰西县玉米生产的经济效益及社会效益。
3 结论
3.1 兰西县是玉米生产县玉米生产的效益制约着农业生产的效益
玉米高效生产的技术很多, 笔者只从施肥角度来研究, 探索出玉米高产高效的新途径。
3.2 玉米施用缓控释掺混肥, 提高了肥料的利用率, 增加玉米产量
在提高肥料利用率的同时, 减少了追肥工时的投入, 节约成本, 提高了玉米生产的产投比, 增加玉米生产的经济效益和社会效益。
摘要：玉米施缓控释掺混肥栽培产量为625.8kg/667m2, 较玉米常规施肥栽培产量563.2kg/667m2增产62.6kg/667m2, 增产率为11.1%, 增加经济效益57.38元/667m2。