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控释肥释放原理是肥料中的养分从固态变成液态的过程中，其释放的速率与作物吸收养分的规律相吻合，这样作物吸收养分多的时候，就释放的多，少的时候就释放的少，极大限度的提高了肥料的利用率，所以控释肥比普通肥料的科技含量高，具有智能控释的作用，所以也叫它智能肥料。
那么控释肥是怎样控制养分释放的呢？确切的说是通过高科技制成的高分子树脂包膜外壳来完成的，它的核心是把复合肥料或是单质肥料包上一层均匀的外壳。当肥料施入土壤后，土壤水分从膜孔进入，溶解了一部分养分，然后通过膜孔释放出来，当温度升高时，植物生长加快，养分需求量加大，肥料释放速率也随之加快；当温度降低时，植物生长缓慢或休眠，肥料释放速率也随之变慢或停止释放。另一方面，作物吸收养分多时，肥料颗粒膜外侧养分浓度下降，造成膜内外浓度梯度增大，肥料释放速率加快，从而使养分释放模式与作物需肥规律相一致，使肥料利用率 化。
那么这层膜到底有多大的“膜”力呢？这层膜的表面充满了我们肉眼看不到的孔隙，这是电镜放大600倍的照片，养分就从里面向衣服外面不断扩散释放，这样就能大大降低了肥料的浓度，使作物根部得到充足而合适的营养。
控释肥实际上是一种24小时都在释放的养分，释放快慢取决于温度，白天温度高释放快，晚上温度低释放慢，而植物也是白天温度高的时候光合作用强。有些专家说，控释肥的养分释放曲线和植物需求吻合，这是一种理想主义的想法，实际上至多也是近似曲线。控释肥的释放曲线有三种，一种是High release(抛物线的前一半），即前期快速释放，这种膜通常厚度较薄或材料性能差；第二种为匀速释放，即温度恒定的前提下，每天释放基本完全一样，如果温度有波动，只是差异很小，主要因为这种包衣材料膜没有膨胀性，微孔或孔隙的大小是恒定的；第三种是“S”的释放曲线，这是非常理想的曲线，通常这种肥料前期释放很慢，后期释放加快，实现S释放有两种方式，一种材料包衣很厚，而材料本身性能不强，后期膜膨胀，微孔或孔隙增大，华南农大的水溶性树脂即采用此种方式，通常成本很高，另一种是膜材料性能很强，包衣率很低且可以前期的超低释放，后期膜膨胀，微孔或孔隙增大，释放速度加快，加拿大Agrium的ESN就是此种释放曲线。
缓释肥：通过化学的和生物的因素使肥料中的养分释放速率变慢。主要为缓效氮肥，也叫长效氮肥，一般在水中的溶解度很小。施入土壤后，在化学和生物因素的作用下，肥料逐渐分解，氮素缓慢释放，满足作物整个生长期对氮的需求。
控释肥：通过外表包膜的方式把水溶性肥料包在膜内使养分缓慢释放。当包膜的肥料颗粒接触潮湿土壤时，土壤中的水分透过包膜渗透进入内部，使部分肥料溶解。
这部分水溶养分又透过包膜上的微孔缓慢而不断向外扩散。
肥料释放的速度取决于土壤的温度以及膜的厚度，温度越高，肥料的溶解速度及穿越膜的速度越快；膜越薄，渗透越快。
根据成膜物质不同，分为非有机物包膜肥料、有机聚合物包膜肥料、热性树脂包膜肥料，其中有机聚合物包膜肥料是目前研究多，效果 的控释肥。
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