從意外成功到包衣率2.0，回顧控釋肥60年技術迭代
控釋肥是上世紀60年代由美國人發明，雖然其推廣和應用已經接近60年，但應用作物和推廣面積仍然比較有限。
最早的控釋肥是醇酸樹脂控釋肥，其價格昂貴，據說發明人因為堅持而破產，後來應用到花卉上才意外取得成功，再後來美國Scotts的荷蘭生產工廠被以色列ICL公司收購。
上世紀80年代，日本人發明聚烯烴工藝，就是把PE/EVA溶解於四氯乙烯等溶劑，噴塗並回收溶劑。
上世紀90年代，美國Pesell公司（現併入科氏）發明了反應層包衣技術RLC(Reactive Layers Coating)，革命性地使用無溶劑技術，通過多元醇和MDI交聯反應成聚氨酯膜。
2006年，加拿大Agrium公司（現合併成Nutrien）通過技術改進，將控釋肥膜包衣率降低到3.3%(現降低到2.9%)，同時將單套設備產能放大到15萬短噸（13.6萬公噸），其包衣設備由德國愛立許提供，聚氨酯膜材料的組合料由亨斯邁提供，膜共混C30+阿爾法烯烴提高釋放期，主要生產50-60天的樹脂尿素（不能長時間存放，否則阿爾法烯烴和聚氨酯分離析出而縮短釋放期），樹脂尿素的生產成本為100美金/噸，年生產量為28萬噸，成為世界上最大的控釋肥生產企業。
2014年，茂施成功將控釋肥60天和90天的樹脂包衣率降低到2.0%，實現農業部45%緩釋肥料唯一登記，登記氮含量高達45.5%，單套裝置為10萬噸/年，並實現全數位化PLC生產控制，無人化生產，從而保證了產品質量的穩定性。
迄今為止，農業部45%緩釋肥料唯一登記
茂施的優勢是實現了生產技術從起點到終點控制，構築了從肥芯（造粒、顆粒缺陷修飾、表面整形）、植物油聚酯多元醇的生產製造、控釋肥設備製造和自動化控制、快速的質量管理和檢測的產業鏈的綜合競爭優勢。
從花卉到大田、經作，控釋肥的國內外應用概況
控釋肥雖然面世接近60年了，但相對單質肥料和複合肥來講，生產和消費量還是非常少。
主要的原因還是質量和成本方面，另外就是控釋肥的推廣前期一般都要經歷漫長的試驗和教育市場階段，企業首先面對的就是2-3年的虧損，後面才逐步贏利。
目前成熟的市場主要是花卉市場，比如蘭花、金錢樹、石斛等高經濟價值作物。
隨著近年來控釋肥技術的進步，控釋肥的質量和成本得到很好的控制，重點向大田和經濟作物普及。
Nutrien的樹脂尿素在北美銷售量為28萬噸，主要作物是玉米、油菜和小麥。
日本的Jcam的樹脂尿素生產量5萬噸、住友化學為3萬噸（剛剛擴產）、三菱商社為7千噸、中央硝子約為2萬噸，幾乎全部用在水稻上。
金正大2018年樹脂尿素生產量為6萬噸（不包含SCU）主要用於玉米。以色列ICL的包衣複合肥生產量為8萬噸，樹脂尿素為1萬噸，主要用於高經濟價值作物。
茂施2020年樹脂尿素生產量為17萬噸，控釋BB肥20萬噸，主要用於玉米、大蒜、水稻和小麥。
目前，在中國應用比較好的作物是玉米、大蒜、水稻、小麥、生薑等，銷售量最大的市場是玉米，普及率最高的作物是大蒜。
從生產到銷售，為什麼控釋肥的應用和推廣如此緩慢
究其原因，主要是三個方面的因素：質量、成本和認知慢推廣難。
生產出高質量穩定的產品難，並且要低成本，才能體現出控釋肥投入產出的價值，要好產品不貴市場才能接受。
另外就是推廣需要專業的隊伍和足夠的耐心，要根據作物不同時期養分需求設定配方、釋放期和施肥組合方案，合理安排好試驗示範，教育好農民如何鑑別認知控釋肥的效果，同時要接受前幾年推廣期必要的虧損。
總之，生產出高品質低成本的控釋肥難，把控釋肥推廣出去更難。
（一）高品質控釋肥的生產：掌握膜材料技術是核心
控釋肥是科學性和藝術性的結合，需要對控釋肥有很深的研究基礎：包括控釋肥膜的本質是什麼；水分和養分如何進出膜，養分釋放的動力是什麼；膜的釋放期主要是通過什麼調節的，哪幾項因素；如何平衡好膜材料的緩釋性和降解性；肥芯是如何影響養分釋放的；肥芯對膜的完整性影響；肥芯的粒徑大小對養分釋放速度的影響；肥芯硬度對質量的影響，等等。
很多科研單位和生產企業對控釋肥到底是什麼不清楚，知其然不知其所以然，主要的原因就是對控釋肥的本質理解的不夠透徹，尤其是膜材料如何影響釋放並膜材料的技術開發，對膜材料的選擇都是撞大運，恰巧碰到一個材料，包完後有緩釋性，而不是對膜材料進行分子層面的技術設計和研發，然後進行驗證。
舉個例子，比如我2010年在UAF新型肥料論壇上公布多年研究的膜內外壓強差公式，並在2014年IFA緩控釋肥論壇上更系統性的闡述，即
這個公式看起來複雜，其實很容易理解。
因為固體肥料是沒有蒸氣壓的，膜內是飽和溶液，膜外是常溫的蒸氣壓p，而膜內的水溶液被部分固體佔據，只有水有蒸氣壓，m是溶質的質量摩爾濃度，55.5是水的質量摩爾濃度，膜內就是相對的55.5/55.5+m，膜內的溶液只有溶劑的水才有蒸氣壓，因為固體的溶質是不產生蒸氣壓的，膜外蒸氣壓高，形成壓強差。
溶解度越大的，如尿素或者硝銨磷顆粒，膜內外壓強差越大，膜的材料和厚度相同的情況下，釋放越快；而鉀鹽，尤其是硫酸鉀，溶解度低，相同的材料和厚度，釋放期會長很多。一般來說，溶解度大的用緩釋性能強的膜材料，或者增加包衣率（一般不採用，主要是不經濟）；而溶解度低的鉀鹽要達到正常的釋放，一般用緩釋性差一點的膜材料或者減少包衣率。
從膜材料上說也是如此，要對膜的本質深有刻的理解，對新材料的分子結構進行精準的設計，比如聚酯多元醇，要對羥值、粘度、分子鏈長短（或分子量）、植物油品類的選擇、疏水端、親水端以及易降解端等等進行科學的設計，技術最好的方案是通過化學反應整合到一個分子上，而不是簡單的兩種或兩種以上材料進行共混。
茂施先進的植物油聚酯多元醇合成中試設備
如果基礎理論比較薄弱，一般是從幾十甚至上百種材料中篩選，有點像渾水摸魚，摸到什麼是什麼，典型的撞大運。
2008-2009年的時候，水溶性樹脂是研究的熱點，水溶性樹脂材料和控釋肥的基礎理論完全是背道而馳的，現在沒有再說使用水溶性樹脂了；另外還有一些研究使用植物的纖維素類材料，纖維素的透水性極強，看起來比較環保和經濟，醫藥裡面做包衣材料，但釋放期是以小時為單位的，而農業用控釋肥以月為單位，這樣的材料要達到農業上需要的釋放期，必然要增加包衣厚度大大增加，成本反而會大大增加，從一開始就走錯了方向。
要生產出高質量的控釋肥，需要對肥芯、膜材料和包衣設備和工藝進行精準控制，同時需要有優良的質量和快速質量檢測、控制方法。
首先要包得住，其次要控得準、控得穩。包得住是前提，控得準是釋放期和作物生長期要匹配好，控得穩就是在高溫或者低溫下能夠穩定釋放，避免高溫不穩定快速釋放或者低溫完全不釋放。
控釋肥質量要穩定，肥芯和膜材料質量也要穩定，質量管理要控制到上遊供應鏈，膜塗覆時必須要均勻，同時要引入數位化的控釋肥的生產技術，不能受人為因素影響控釋肥的質量。
控釋肥的技術是科學性和藝術性的結合，包衣設備、工藝完善與生產自動化，必須要長期一步一步提升，需要市場養技術，要不停地試錯，要通過市場的效果表現來逐步提高控釋肥的生產技術水平和完善產品釋放期，需要根據市場的需求來大規模生產以完善包衣工藝，需要提高利潤來擴大再生產提高生產裝置技術。
這就是為什麼迄今為止，沒有一家高校或者科研單位開發出實用性又有競爭力的控釋肥技術，必須要靠企業進行技術提升。
微生物在茂施的植物油聚氨酯控釋肥顆粒表面長出菌絲體
（二）成本控制：降低包衣率僅僅是起步
成本一直是控釋肥推廣的阻礙。
要降低生產成本，首先要降低包衣率，因為膜在成本中佔最關鍵的位置，但降低包衣率很可能導致膜包不住，產品質量不穩定。在低包衣率前提下，保證質量和釋放期的穩定，有點像在鋼絲上跳舞，必須同時滿足兩個條件：一是材料的性能必須很強；二是包衣工藝必須完美，二者缺一不可。
其次，降低成本，企業可以自己生產多元醇，控釋肥包膜設備規模要大，規模經濟性，人工和其他成本相應降低。
茂施在巨野工廠的植物油聚酯多元醇合成項目於2020年下半年投入生產，屆時，不僅大幅降低成本，而且新品類也加入生產體系，如水稻SS型樹脂尿素聚酯多元醇，主要出口日韓和用於中國高品質大米的生產。
（三）作物控釋肥配方和應用方案，必須量身定做
有高質量低成本的控釋肥是否一定會成功呢？實際上這只是萬裡長徵剛剛邁出的第一步，因為最關鍵的還在後面。
因為每種作物的生育期、需肥高峰、需肥總量完全不同，控釋肥的營養方案必須根據作物特點去量身定製，底肥和追肥必須科學合理設計，要將速效、不同釋放期的控釋肥進行合理組配，和其他速效肥料（氮肥、複合肥、水溶性）組合成作物控釋肥營養方案，施肥量和施肥次數是關鍵性因素。
作物不同控釋肥配方完全不同。同一種作物，生育期不同，控釋肥營養方案和釋放期也不同。同一個品種，如水稻，採用直播和插秧，控釋肥營養方案也是完全不同的。
通用化的幾個控釋肥配方，如高氮型、平衡型和高鉀型的控釋肥包打天下是完全行不通的，必須為每種作物量身定做控釋肥營養方案和調整釋放期。
即便是為每個品種設計了科學的控釋肥營養方案組合，至少還需要有3年以上的配方優化和試錯時間，要不斷調整技術方案和釋放期，直到達到效果、成本和農民施肥習慣兼顧才會成功。
營養方案要兼顧短期和長期，逐步引導農民免追或少追，剛開始不能太理想化，和農民習慣太左，否則農民不敢嘗試。
水稻是最複雜的品種，有早稻、晚稻、直播雜交稻、插秧雜交稻、直播粳稻、插秧粳稻、直播糯稻、插秧糯稻、再生稻，茂施為每種水稻設計了至少2種以上的施肥方案，保證了每種水稻都達到滿意的效果，生產上也必須採用柔性生產，保證多品種的配方生產萬無一失。
（四）專業的控釋肥銷售隊伍，3-5年方初步成型
專業化的控釋肥推廣隊伍必須要長期打造，技術型的推廣隊伍，要3-5年才能初步成型，這個時期是需要投入大量的資金和足夠的耐心。
控釋肥一定是推廣的核心品種，或者說讓銷售人員沒有更多的選擇或者退路，因為賣控釋肥又難見效又慢，銷售人員很容易賣其他容易推廣的產品。
（五）控釋肥為什麼市場認知非常慢，「烏龜肥料」還有很多優點
在一個作物上推廣需要經歷2-3年才能逐步讓農民認識到控釋肥的優點，主要的原因就是肥效來的太慢，控釋肥就像烏龜肥料，通常是前期效果不好，季節結束後才能逐步看到效果，需要經歷1-2年才能被農民看到效果，還需要1-2年進行效果的強化，農民才能放心；而普通對比的複合肥、水溶肥等速效肥料就像兔子肥料，見效快，一年可以使用無數次進行強化認知。
控釋肥的很多特點不能為普通人所認知，普通人對控釋肥的印象就是提高肥料利用率和省工免追，除此之外還有其它的優點：
1、降低肥料鹽分對根系、土壤和微生物的影響，減少鹽分或銨態氮對根系影響，根系粗壯，節距縮短；減少肥料尤其是磷酸鹽對土壤的影響，尤其是保護地的肥料使用量大，未吸收的肥料鹽分對土壤結構的破壞，減少線蟲危害；低濃度的養分持續供給，控釋肥的氮濃度低且安全，氮是微生物的食物，提高了土壤微生物的活性。
2、低濃度的氮或養分的持續供給，可以提高氮或者養分的吸收庫容，並發揮基因的增產潛力，使用控釋肥一般有5%-10%以上的增產。
3、經濟作物品質下降的普遍的原因就是前期氮過量造成的，使用控釋肥可以更好地平衡前中後的氮平衡，提高作物品質。
控釋肥的國內應用前景展望
隨著國家對生態環境的重視，以及化肥負增長政策的實施，同時由於農村勞動力的日益減少，控釋肥省工、穩產和提高品質產量的優點會逐步顯現。
在不同作物上應用需要專業的公司去開拓，首先必須開發出高質量經濟適用的的控釋肥技術，同時要為作物量身定製控釋肥營養方案，配置專業的技術型營銷隊伍進行示範推廣，不斷調整和完善控釋肥的配方和釋放期組合，需要經歷3-5年才能在某個作物上開花結果，期間要付出極大的耐心。
目前，大田的玉米、水稻、小麥的控釋肥應用取得了巨大的成功，而經濟作物上需要進一步加強應用和推廣。
未來，比較適合控釋肥的經濟作物除了大蒜、生薑和石斛外，有前景的經濟作物有藍莓、草莓、甘蔗、葡萄、柑橘、桉樹、菠蘿、芒果等作物。
控釋肥尤其適合高溫降雨量大的區域，勞動投入量大的作物，以及山區坡地肥料容易流失，施肥不方便的坡地經濟作物。