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控释肥是采用聚合物包衣的肥料，膜上的微孔通常只有几百纳米，液态的水根本无法通过膜，只能以水分子形态进入膜内，所以除了水分子能自由进出膜内，肥料颗粒完全和外部隔绝，而养分通过膜的渗透压排除膜外。所以，养分的释放快慢只和水分子的运动速度和膜微孔的孔隙有关，当一种控释肥施入土壤后（微孔已设定），只和水分子运动速度有关，而水分子的运动速度取决于温度。土壤的微生物、PH值等控释肥的释放没有任何影响。普通的肥料施入土壤后，前期由于释放快导致养分过量，植物在短期内无法完全吸收，造成大量的养分蓄积在土壤中，容易挥发、下雨淋失；渗入地下；或土壤固定，所以肥料平均利用率只有35%左右，而后期又缺乏养分。控释肥实际上是把前期的用不上的养分节约拿到后期供应给植物，同时减少了淋失、微生物的分解和土壤固定，相当于一点一点不停地给植物喂肥。因此，肥料利用率能达到70%左右，近根使用 能达到80%以上。
自从1948年美国的K．G．C1art等人合成了世界上 个缓释缩合肥料尿素一甲醛后，缓控释肥料的研发经历了一个多元化的发展过程。1960年以前主要是尿素一甲醛结合物缓释肥料的初步研究。20世纪60年代，缓释肥的研发取得了巨大进展，研究主要集中在尿素一甲醛缩合物的生产及其应用方面；石蜡、松香等作为包裹膜方面；缩二脲的应用和危害。
到了20世纪70年代，研究方向主要为尿素一甲醛缩合物、聚烯类等作为包裹肥料膜，肥料中搀杂其他难溶物、添加剂、抑制剂生产缓释肥料，异丁叉二脲和正丁叉二脲缩合物缓释肥料的研究方面。
20世纪80年代是缓控释氮肥研发突飞猛进的年代，缓控释氮肥开始走多元化道路，其研究方向也随之扩大，主要是对硫磺、聚乙烯、磷酸镁铵[(NH4)MgPO4·H2O]等作为包裹肥料膜材料方面的研究，及关于包裹缓释肥料理论模型的研究。
到了20世纪90年代缓释肥趋于成熟，各方面的研究不断完善细化，并对新的领域进行探索研究，其中包括对有机高分子聚合物包裹膜分解过程的研究、吸附缓释肥料的研究等。
目前，缓控释肥料的研究主要集中在包膜新材料的研发、新型化学合成缓释肥料合成工艺方法的研究及新型缓控释肥料长期应用对环境影响方面的研究等。
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