磷酸盐玻璃的主要成分对环境和人体无害，其基本结构决定了它的化学性质不稳定，但其缓释性能在生物医学、抗菌和玻璃肥料等领域具有很大的应用前景。在系统地介绍磷酸盐玻璃的概况及其在缓释领域的主要应用的基础上，详细阐述了它的缓释机理，以及缓释型磷酸盐玻璃在生物医学、玻璃肥料和抗菌材料等不同领域的研究及应用进展，并对其发展前景和发展方向进行了展望。

沸石基缓释肥料不仅显著提高了化学肥料的利用率, 而且具有改良土壤、保持土壤水分、保护生态环境等诸多优点, 在农业可持续发展中具有广阔的应用前景。本文综述了近年来沸石基缓释肥料的缓释机理和应用研究现状。总结缓释机理发现, 沸石对阳离子(NH+4、K+)养分的缓释主要是利用沸石对阳离子良好的吸附和离子交换性能, 而沸石对阴离子(NO-3、PO3-4、SO2-4)养分的缓释则需要对沸石表面进行阳离子改性。此外, 沸石与磷矿在土壤中的结合可以促进有效磷的溶解, 进而促进植物生长。应用研究表明, 影响沸石基缓释肥料性能的因素主要包括: 沸石的类型和粒径、沸石的施用剂量和方法、土壤质地和结构以及肥料的类型和来源等。结合目前的研究现状, 对沸石基缓释肥料进行经济性评价, 加强工艺开发及应用示范是未来重点研究的方向。

为探讨施用增效肥料后对土壤富里酸(FA)荧光特性及腐殖化程度的影响, 在黑龙江省黑河市嫩江县和爱辉区两个试验区采取相同施肥处理, 设置5个处理组: 平衡施肥(NE)、 平衡施肥减量25%(CK) 、 平衡施肥减量25%+纳米碳增效剂(T1)、 平衡施肥减量25%+沸石增效剂(T2)、 平衡施肥减量25%+生物炭增效剂(T3), 分析土壤中FA荧光光谱特性的变化情况。 三维荧光区域积分（FRI）方法不同肥料处理区域Fmax相对含量的变化表明, 施用增效肥料可以提高土壤腐殖化程度, 其中T2＞T1＞T3＞NE＞CK, 沸石增效处理对于提高土壤腐殖化程度、 提高土壤的供肥水平表现最为显著, 其在嫩江试验区的可见荧光FA区域Ⅴ与紫外荧光FA区域Ⅲ所对应的物质相对含量的比值（PⅤ, ｎ/PⅢ, ｎ）较CK处理提高了5.81%, 根据平行因子分析方法将土壤FA分为C1组分和C2组分, 其中C2组分与C1组分Fmax的比值（C2/C1）较CK处理提高了22.09%; 在爱辉试验区的PⅤ, ｎ/PⅢ, ｎ较CK处理提高了4.65%, C2/C1较CK处理提高了20.93%; 根据平行因子分析（PARAFAC）结果, 各处理土壤FA可分为C1和C2两个组分, C1组分为类富里酸(Ex/Em=230 nm, 320/410 nm), C2组分为类胡敏酸(Ex/Em=265/465 nm), 施用三种增效肥料均可以提高土壤的供肥能力, 其中NE＞T2＞T1＞T3＞CK。 与CK处理相比, T1, T2和T3三个增效处理中, T2增效处理的提升作用最为明显, 采用沸石作为肥料增效剂对于土壤FA的积极作用要优于纳米碳和生物炭, 因此长期施用沸石增效肥料可有效提高土壤供肥能力, 能够改善土壤生态环境。

近年来, 随着农业集约化程度的不断提高, 农业面源污染与农田土壤修复已成为农业研究中的重要内容, 传统无机盐肥利用效率低下, “高效、 环境友好型”的螯合肥研究与应用受到广泛关注。 随着国际新形势下对土壤修复、 农业面源污染减控等方面的重视, 以及人们对高品质农产品需求的增加, 螯合肥能否对此起到积极的促进作用, 需要我们结合其稳定性、 结构表征进行综合分析, 从而为高端肥料市场的发展提供理论依据与数据支撑。 螯合物稳定常数指螯合肥产品中已络合部分的稳定程度, 我们可通过数学运算, 如生成函数、 来腾函数和福劳内乌斯函数等计算络（螯）合物的稳定常数。 虽然迄今尚未建立统一的螯合肥稳定常数（或螯合强度）的测定标准方法, 但国内外学者在这一领域做了大量的工作。 但目前大多数测定方法尚不成熟, 在稳定常数（或螯合强度）的定量参照数值的确定上也存在争议, 且分析测定的螯合肥的方法以氨基酸螯合肥居多, 对于非氨基酸螯合剂生成的螯合肥, 需要进行综合评判以寻求测定各类配位体螯合物的标准方法。 其次, 结构决定性质, 结构的表征有助于螯合肥的定性分析、 实验现象的机理分析以及检测方法的选择。 对于螯合物结构表征的方法, 首先考虑的是螯合物单晶体或是纯品, 但对于带有少量杂质的螯合物而言, 数据可靠的结构表征手段往往无法快速构建。 因此, 在综合国内外相关研究的基础上, 系统总结了螯合物稳定性测定与结构表征技术的研究, 重点探讨各种技术手段的优缺点, 提出螯合肥研究的发展方向, 以期为螯合肥的科学开发与有效利用提供理论基础。

当前, 磷肥不合理施用引发的资源危机和环境问题日益凸显, 创制新型磷肥、 提高磷肥利用率是保障农业生产、 环境安全及可持续发展的关键。 鉴于有机结合态磷肥不易被土壤组分固定, 在土壤中移动性强, 作物有效性高, 研发新型有机结合态磷肥有望从根本上突破并解决无机磷肥利用率低的问题。 新近, 新型有机结合态磷肥的研发方兴未艾, 而有机结合态磷肥的赋存形态及其高效机理尚不清楚。 基于多种有机结合态磷肥研制及肥效方面的研究成果, 选取价格低廉、 肥效稳定的淀粉基磷肥, 采用液相磷-31核磁共振（P-NMR）技术、 同步辐射X射线吸收近边结构谱（XANES）技术在分子层面上对其磷形态进行表征。 将供试淀粉基磷肥酶解制成α-极限淀粉糊精, 溶解于45%的二甲亚砜, 通过液相P-NMR分析发现该磷肥中总磷含量约为5 218 mg·kg-1, 与灼烧-比色法测得的结果一致; 其中磷主要以有机形态赋存, 正磷酸单酯占总磷比例达75.8%。 正磷酸二酯含量为17.3%, 而无机磷仅占总磷含量的6.9%。 另外, 通过指纹图谱比对, 供试样品磷的K-边XANES谱与植酸磷的谱图极为相似。 以上研究结果表明该淀粉基磷肥中磷以正磷酸单酯为主, 为深入揭示有机结合态磷肥的高效机制提供了重要依据。Spectroscopy

目前国内外对脲甲醛肥料肥效的快速评价方法均采用基于脲甲醛水溶性的活度系数法, 但不同国家和地区具体的操作规程和技术指标不尽相同, 究其原因在于活度系数法的局限性。 脲甲醛肥料的养分释放速率与脲甲醛结构有直接的关系, 与其在不同温度水溶液中的溶解性没有直接关联, 因此从脲甲醛结构入手研究其养分释放更为合理。 通过考察傅里叶变换红外光谱评估不同水分、 尿素量和甲醛存放时间三个因素下尿素与甲醛产物结构的可行性, 以寻求一种新的脲甲醛肥效评价方法。 研究了不同反应条件下产物红外吸收光谱图、 产物生成量和酸性环境下不同尿素加入量反应产物养分释放间的关系。 谱图能够反映出反应过程中不同的水分和尿素加入量及甲醛存放时间对特征基团吸收峰相对强弱产生的细微变化, 通过这些变化可以判断脲甲醛组成变化。 这些判断能够从产物的量得到印证, 同时土培试验的结果也进一步证实通过红外谱图判断的正确性。 以上研究结果表明用红外吸收光谱研究脲甲醛结构的细微变化是可行的, 如果将脲甲醛红外光谱的细微变化与其在土壤中养分释放情况间建立起相应的数学模型, 将为脲甲醛肥料肥效准确、 快速评估提供一个新的手段。

采用自然环境暴露和田间埋土试验, 利用质量变化、 红外光谱和电镜扫描技术研究自行研发的包膜肥料用改性聚乙烯醇膜材料的降解性。 自然暴露和田间埋土试验结果表明, 研发的膜材料均具有一定的降解性, 且降解率随培养时间增加呈现上升的趋势。 两种试验条件下, 降解率最高的膜材料可达到35%以上, 其中柠檬酸作为改性剂研发的膜材料降解性远远强于环氧树脂作为改性剂研发的膜材料。 柠檬酸/聚乙烯醇/硅藻土复合膜材料因硅藻土的添加使得降解性能进一步增强, 强于未改性的膜材料。 而环氧树脂/聚乙烯醇膜材料虽然有一定的降解性, 但是相较于对照差别不显著, 添加硅藻土之后也不能明显增加其降解率。 红外光谱表征结果显示, 膜降解后一些主要基团CO, CC, CH的数量较对照有所减少, 透射率增强, 这说明膜发生了一定的降解。 电镜扫描结果显示膜降解后表面变粗糙、 凹凸不平, 也说明该膜材料具有一定的降解性。 红外光谱和电镜扫描的结果与质量变化试验的结果相一致, 能够更客观地表征膜材料的降解性。 研发的聚乙烯醇改性后的膜材料既能有效控制养分释放, 又能在自然环境中自行降解, 又不对环境造成危害, 适合作包膜肥料用的膜材料。

提出了一种基于近红外漫反射光谱测定复合肥料中尿素、 缩二脲和水分等成分含量的新方法。 文中在对原始光谱进行预处理后建立了检测这三种成分含量的偏最小二乘（PLS）模型, 其检验决定系数R2值分别为0.986 1和0.971 3, 所建立模型的交互验证均方根误差RMSECV分别为2.59, 0.38, 0.132, 模型预测相关因子分别为0.973 3, 0.921 5, 0.967 9； 从市售的复合化肥中选取六种样品验证模型的准确性, 其相关因子分别为0.923 7, 0.978 6, 0.987 4。 研究结果表明, 该方法可以对复合肥料中尿素、 缩二脲和水分等成分含量进行快速测定, 与传统分析方法相比具有分析时间短、 操作简便、 环保无污染等优点, 有较好的应用前景和实际意义。

以聚丙烯酸酯类系列水基聚合物包膜控释肥料为样品, 测定了包膜肥料养分的释放曲线并原位测定了肥料包膜的中红外光声光谱, 分析了不同肥料的养分释放曲线以及不同包膜材料的红外光声光谱特征； 采用广义回归神经网络模型(GRNN), 以肥料包膜红外光声光谱的主成分作为GRNN模型的输入层, 并以包膜肥料养分释放曲线为输出层, 构建了预测养分释放曲线的GRNN模型。 结果表明, GRNN模型能快速有效地预测包膜肥料养分释放曲线, 其预测相关系数(R2)达0.93以上； 包膜的探测深度明显影响释放曲线的预测误差, 最小预测误差为7.14%, 平均为10.28%, 且基于包膜表层红外光声光谱的预测误差最小。 因此, 结合GRNN模型, 红外光声光谱可为包膜肥料养分释放曲线的快速预测提供新手段。

提出了一种近红外漫反射光谱法同时测定复合肥料各养分及石粉含量的新方法, 其中复合肥料由尿素、 磷酸一铵、 氯化钾和石粉组成, 各养分含量分别用总氮(N)含量、 有效五氧化二磷(P)含量、 氧化钾(K)含量表示。 文中建立了N, P和石粉含量的PLS模型, 其SEP值分别为0.8, 0.8和1.4。 其中, 石粉含量模型是借助于石粉中结晶水的光谱信息建立的, 而K含量是根据重量归一法计算的, 其SEP值为1.5。 研究结果表明, 该方法可以同时对复合肥料各种养分含量进行快速测定, 与传统分析方法相比具有分析时间短、 操作简便等优点, 有较好的应用前景和实际意义。