文．圖／林毓雯 行政院農業委員會農業試驗所副研究員
使用化學肥料為確保作物產量與品質最快速有效的方法。然而，多數化學肥料為水溶性，當其溶出量超過作物需求量，即可能經由表面逕流或滲漏進入地面或地下水體，或是經由氨揮失、脫氮等作用逸散到空氣中，除了導致養分利用率降低外，也造成溫室氣體（氧化亞氮）排放、水庫優養化、地下水氨氮超過灌溉水質標準等環境問題。為了提高肥料利用率，各種緩釋性肥料應運而生，本文將介紹緩釋性肥料的原理或作用機制、優缺點、市售肥料類型，及應用於合理化施肥案例，期使讀者了解緩釋性肥料，從而選用適當肥料劑型，確保作物產量、品質及農耕環境永續。
依據《提高肥料使用效率－農業的控釋肥料和安定肥料》（Trenkel 1997）一書中的定義，緩釋性肥料（又稱緩效性或控釋性肥料）是指可以延遲初期的養分有效性或延長養分有效時間的肥料。另外，根據歐盟標準委員會（European Committee for Standardization）TC260有關緩釋型肥料的標準，在25°C的水中，肥料養分在24小時內釋放率不可大於15%，在28天內養分釋放率不可大於75%，且在所宣稱的時間內，養分釋放率需大於等於75%，例如100天劑型肥料在100天內的養分釋放率需大於等於75%。
緩釋性肥料及作用機制
緩釋性肥料係以各種物理或化學方法改變肥料劑型，使其養分釋放速度變慢，達成緩釋的效果。所運用的原理或作用機制說明如下：
．改變肥料本身化學結構
例如甲醛縮合尿素肥料係利用尿素與甲醛縮合，形成具有長碳鏈的高分子聚合物，使其氮素不容易溶出。
．做成大顆粒劑型
把肥料顆粒做大，例如大顆粒尿素，減少單位體積肥料與土壤接觸機率，降低養分溶出速度。
．利用不透水或難透水材質包覆肥料
在傳統化學肥料外裹覆一層不透水或難透水材料，控制水進入包覆層以及養分從包覆層內釋出的速度。透過調整裹覆材質及厚度可以達成不同養分釋放的需求。
．添加硝化抑制劑
土壤表面帶負電，銨態氮為陽離子，可被土壤吸附，硝態氮為陰離子，不易被土壤吸附，易隨水流失。此外，硝態氮可經由細菌脫氮作用，以氧化亞氮、一氧化氮、氮氣等形式逸散。於肥料中添加硝化抑制劑，可降低銨態氮轉為硝態氮的速度，延長肥效。
．添加尿素酶抑制劑
尿素施用到土壤後，會經由尿素酶作用而水解產生氨和二氧化碳，所產生的高濃度氨易以氣體形態逸散。於肥料中尿素酶抑制劑，可降低尿素水解及氨揮失，延長肥料。
市售緩釋性肥料類型及應用
隨著肥料工業的精進，世界上已有多種商品化的緩釋性肥料，茲摘述其種類與主要應用如下：
．尿素與醛類縮合肥料
由於其緩慢釋放特性，一般不會造成種子發芽或幼苗的傷害，常用於草坪或家庭園藝作物。
．大顆粒肥料
在西歐，此類肥料常用於樹、灌木、蔬菜作物、盆栽植物等，但在熱帶地區，則常配合深層施肥用於水田。
．裹硫肥料
硫磺的成本低，硫本身又是植物必須元素，是常見的裹覆材料。因裹覆後養分溶出速率降低，可用於取代傳統化肥使用。
．高分子聚合物裹覆肥料
藉由調整裹覆材質與裹覆厚度來達到不同養分釋放速度的需求。售價通常較傳統肥料高出數倍甚至10倍以上，多用於草坪及高經濟園藝作物栽培。
．傳統與裹覆混合肥料
結合控釋養分供應的優勢與傳統肥料的低成本，將裹覆肥料與傳統肥料混合而成，兼具速效與緩效的特性。依其肥料組合可應用於各種作物栽培。
．含硝化抑制劑或尿素酶抑制劑肥料
將硝化抑制劑或尿素酶抑制劑添加於肥料中，降低氮素損失風險。多用於具高度硝態氮損失與氨揮散風險地區。
緩釋性肥料應用 合理化施肥案例
．案例一：控釋型肥料應用於水稻栽培之研究（江汶錦、黃瑞彰，2011）
作者以自行調配包膜配方包覆市售粒狀複合肥料研製控釋型肥料，並進行水稻肥培試驗。慣行肥、1倍緩釋肥、0.8倍緩釋肥的三要素用量分別為每公頃17-9.2-8.8、17.8-9.2-8.9、14.2-7.4-7.1公斤。2011年一期作試驗結果顯示，控釋肥料1倍量處理與0.8倍量處理的水稻產量均高於慣行化肥處理。
雖然緩釋肥可全量於基肥施用，大幅降低人力成本，但因肥料成本高於慣行肥料，故收益略低於慣行處理。若能改善製程大規模量產，可望降低生產成本，提高收益。
．案例二：應用緩釋肥於結球萵苣生產之節肥效益研究（謝明憲、江汶錦、林經偉，2015）
作者以自行調配包膜配方包覆市售粒狀複合肥料研製控釋型肥料，並進行結球萵苣肥培試驗。以農民慣行方法為對照組。2014年冬期作緩釋肥全量施用組及50%施用組，三要素用量分別為對照組的50%及25%，於基肥時一次施用。結果顯示，緩釋肥減半施用仍具維持平均葉球重、球形指數及結球緊度等性狀標準表現。
確保品質並降環境衝擊 價格期待更親民
緩釋性肥料具有養分利用率高、溫室氣體排放及環境水體汙染風險低、對種子及幼苗傷害小、節省施肥次數與勞力等優點，不僅可確保作物產量與品質，亦可降低養分流失對環境的衝擊。然而，由於售價高於傳統化學肥料，往往只適用於高經濟價值作物栽培。
隨著環境保護意識抬頭及作物栽培需求的多樣化，結合傳統化肥與緩釋肥的肥料商品亦不斷推陳出新，而國內各農業試驗單位也積極投入緩釋性肥料配方研發及肥效試驗。透過公私協力，相信不久的將來能有更符合作物養分需求且價格親民的產品問世，提供農民更為多元的選擇。
（參考文獻請洽作者）
更多文章請見《豐年雜誌》2022年11月號
