在近日召開的國家科學技術獎勵大會上,金正大集團與山東農(nóng)業(yè)大學等單位聯(lián)合申報的“綠色生物基材料包膜控釋肥創(chuàng)制與應用”項目獲得2023年度國家技術發(fā)明獎二等獎。這是金正大集團自2009年和2012年兩次榮獲國家科技進步獎以來,第三次榮獲國家科技獎,也是今年肥料行業(yè)唯一的獲獎項目。
打破技術封鎖 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,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、價格高等問題。為此,研究團隊以包膜新材料、生產(chǎn)工藝和控釋技術等為突破口,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,就是運用新技術新設備,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’把肥料包裹得嚴嚴實實,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?!鄙綎|農(nóng)業(yè)大學楊越超教授解釋說。
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,但缺點很突出。一是膜材價格高,二是可能會對土壤健康造成潛在威脅,三是資源不可再生。盡管這樣,關鍵核心技術都被歐美、日本等發(fā)達地區(qū)和國家所掌握。
為打破技術封鎖,做中國自己的包膜控釋肥,從上世紀90年代起,山東農(nóng)業(yè)大學張民教授開始了包膜控釋肥的科研攻關。
2011年,楊越超在做研究時發(fā)現(xiàn)有企業(yè)利用甘蔗渣制作防腐木。受此啟發(fā),楊越超開展了相關生物基材料制備控釋膜材的研究。此后,項目團隊嘗試了很多生物基材料,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,項目團隊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。
“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,將這些材料進行高效資源化再利用?!眹揖徔蒯尫使こ碳夹g研究中心副主任、金正大集團高級農(nóng)藝師張強解釋道,“這是我們第三次獲得國家科技獎,能夠再次獲得國家級獎項,正是因為我們對膜的材質(zhì)進行了創(chuàng)新升級?!?/p>
達國際領先水平 實現(xiàn)“貴族肥料”平民化
在此次國家技術發(fā)明獎評定中,專家認為,該控釋肥技術已達國際領先水平,引領著國際控釋肥的創(chuàng)新與發(fā)展,將為解決肥料資源浪費、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。”張強表示,這一技術已實現(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降低農(nóng)民的種地成本?!苯鹫蠹瘓F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?!?/p>
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溶劑溶解環(huán)節(jié)以及有機溶劑回收環(huán)節(jié)也相應取消,企業(yè)進行生產(chǎn)時的資金投入減少,更有利于技術的推廣。
2024年,金正大“控釋肥”被認定為國家首批專利密集型產(chǎn)品,專利總數(shù)達103項。目前,他們積極與全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心探索推廣模式,通過試驗示范、農(nóng)化培訓、種肥同播等技術和服務體系的推廣,使產(chǎn)品在大田作物上得到大面積應用,從一個小品種發(fā)展成一個大產(chǎn)業(yè),實現(xiàn)“貴族肥料”平民化。
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