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2024-07-09

中國化工報(bào):讓“貴族肥料”平民化——記2023國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)綠色生物基材料包膜控釋肥創(chuàng)制與應(yīng)用

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在近日召開的國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上,金正大集團(tuán)與山東農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位聯(lián)合申報(bào)的“綠色生物基材料包膜控釋肥創(chuàng)制與應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2023年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。這是金正大集團(tuán)自2009年和2012年兩次榮獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)以來,第三次榮獲國家科技獎(jiǎng),也是今年肥料行業(yè)唯一的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目。

打破技術(shù)封鎖 開發(fā)生物基材料包膜

控釋肥具有顯著提高肥料養(yǎng)分利用率的特點(diǎn),但在以前,包膜控釋肥的膜材主要是以石化產(chǎn)品為主,存在資源不可再生、價(jià)格高等問題。為此,研究團(tuán)隊(duì)以包膜新材料、生產(chǎn)工藝和控釋技術(shù)等為突破口,開發(fā)了生物基材料包膜,徹底攻克了這一難題。

“所謂生物基材料包膜控釋肥,就是運(yùn)用新技術(shù)新設(shè)備,給肥料全身包裹上一層高科技'衣服’,這層'衣服”是用可降解的生物基材料做成的。雖然這層'衣服”把肥料包表得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí),但又不是完全密封,可以根據(jù)作物生長需要,有控制地釋放養(yǎng)分。”山東農(nóng)業(yè)大學(xué)楊越超教授解釋說。楊越超介紹,包膜控釋肥最早由國外研發(fā),主要應(yīng)用在花卉、草坪上,膜材全部來自石化產(chǎn)品。以石化產(chǎn)品做膜材,肥料雖然有控釋效果,但缺點(diǎn)很突出。是膜材價(jià)格高,二是可能會(huì)對(duì)土壤健康造成潛在威脅,三是資源不可再生。盡管這樣,關(guān)鍵核心技術(shù)都被歐美、日本等發(fā)達(dá)地區(qū)和國家所掌握。為打破技術(shù)封鎖,做中國自己的包膜控釋肥,從上世紀(jì)90年代起,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)張民教授開始了包膜控釋肥的科研攻關(guān)。2011年,楊越超在做研究時(shí)發(fā)現(xiàn)有企業(yè)利用甘蔗渣制作防腐木。受此啟發(fā),楊越超開展了相關(guān)生物基材料制備控釋膜材的研究。此后,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)嘗試了很多牛物基材料,包括快遞紙盒、各種作物秸稈、廢棄的食用油等。

經(jīng)過多年研究,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攻克了生物基材料成膜難、養(yǎng)分釋放與作物吸收匹配度低等難題,研發(fā)了利用秸稈等天然生物基材料替代石化類膜材的控釋肥新技術(shù)。

這層膜里大有乾坤,我們優(yōu)先利用纖維素、木質(zhì)素、秸稈、紙板箱等,將這些材料進(jìn)行高效盜源化再利用。”國家緩控釋肥工程技術(shù)研究中心副主任、金正大集團(tuán)高級(jí)衣藝師張強(qiáng)解釋道,“這是我們第一次獲得國家科技獎(jiǎng),能夠再次獲得國家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng),正是因?yàn)槲覀儗?duì)膜的材質(zhì)進(jìn)行了創(chuàng)新升級(jí)。

達(dá)國際領(lǐng)先水平 實(shí)現(xiàn)“貴族肥料”平民化

在此次國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)評(píng)定中,專家認(rèn)為,該控釋肥技術(shù)已達(dá)國際領(lǐng)先水平,引領(lǐng)著國際控釋肥的創(chuàng)新與發(fā)展,將為解決肥料資源浪費(fèi),農(nóng)業(yè)面源污染,保障國家糧食、生態(tài)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展發(fā)揮重要作用。

"相比石化類膜材,無論在控釋性能還是降解性能上,綠色生物基材料包膜都有明顯提升,而且節(jié)省生產(chǎn)步驟,降低成本,更綠色環(huán)保。”張強(qiáng)表示,這-技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)近5年,根據(jù)作物體系、特性等,新型控釋肥與其他化肥搭配做成作物專用肥后,相比傳統(tǒng)石化類控釋肥,可使作物增產(chǎn)5%以上,實(shí)現(xiàn)節(jié)肥15%~20%,提高了化肥利用率,減少化肥使用量,助力作物健康生長。

如今,綠色生物基材料包膜控釋肥已在小麥、玉米、水稻、果蔬等作物上大面積推廣使用。針對(duì)不同作物開發(fā)的專用控釋肥產(chǎn)品,不僅減少了肥料的使用量,降低了成本,還提升了肥料利用率。

"肥料使用量的減少也會(huì)降低農(nóng)民的種地成本。”金正大集團(tuán)董事長李玉曉說,“生物基膜材的原材料都是秸稈、植物油等,購買成本比原先使用的石化類材料低,再加上這些原材料大都從周邊農(nóng)田里購買,也減少了運(yùn)輸成本,每噸肥料要比之前便宜300元左右,能夠節(jié)省一部分種地成本。肥料的生產(chǎn)環(huán)節(jié)也因此縮短。不使用石化類膜材后,石化類膜材料的有機(jī)溶劑溶解環(huán)節(jié)以及有機(jī)溶劑回收環(huán)節(jié)也相應(yīng)取消,企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)的資金投入減更有利于技術(shù)的推廣。

2024年,金正大“控釋肥”被認(rèn)定為國家首批專利密集型產(chǎn)品,專利總數(shù)達(dá)103項(xiàng)。目前,他們積極與全國衣業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心探素推廣模式,通過試驗(yàn)示范、農(nóng)化培訓(xùn)、種肥同播等技術(shù)和服務(wù)體系的推廣,使產(chǎn)品在大田作物上得到大面積應(yīng)用,從一個(gè)小品種發(fā)展成一個(gè)大產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)“貴族肥料”平民化。