综述：高效释放养分促进可持续农业的研究进展

（编辑推荐）本文综述了传统化学肥料过度使用导致的生态环境问题，提出通过羟基磷灰石（HAP）、沸石（zeolite）、壳聚糖（chitosan）等缓释材料构建智能肥料体系，以提升养分利用效率（NUE）并减少环境污染，为可持续农业提供创新解决方案。

　　

化学肥料的生态困境

传统高产量化学肥料的滥用已引发多重环境危机。数据显示，全球每年约40%-70%的氮肥因快速释放而流失，不仅降低养分利用效率（Nutrient Use Efficiency, NUE），更导致土壤酸化、水体富营养化及农产品残留污染。这种“高投入-低效率”模式严重威胁农业可持续发展。

智能缓释材料的突破

研究指出，将宏量元素（N、P、K）和微量元素（Fe、Zn）与特定载体结合可显著延缓养分释放：

• 羟基磷灰石（HAP）：其Ca²⁺/PO₄^3?结构能通过离子交换缓释磷元素，使磷利用率提升30%以上；
• 沸石：多孔框架可吸附铵离子（NH₄⁺），减少氮素挥发损失；
• 壳聚糖：生物降解性膜材料能响应土壤湿度变化，实现养分按需释放。

复合材料的协同效应

实验证明，生物炭-黏土复合载体可将钾的释放周期延长至21天，而HAP-壳聚糖体系能使微量元素释放速率降低50%。这种“锁养分于载体”的策略，既满足作物生长需求，又避免环境突发性负荷。

未来挑战与方向

当前研究需解决载体成本、规模化生产工艺等问题。但毋庸置疑，智能肥料体系将从源头重塑农业养分管理范式，为《巴黎协定》中的零碳农业目标提供关键技术支撑。