在近日召開的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，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)明獎二等獎。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(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’把肥料包裹得嚴(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。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(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(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)行高效資源化再利用。”國家緩控釋肥工程技術(shù)研究中心副主任、金正大集團(tuán)高級農(nóng)藝師張強(qiáng)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(xiàng)，正是因?yàn)槲覀儗δさ牟馁|(zhì)進(jìn)行了創(chuàng)新升級。”
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)明獎評定中，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，這一技術(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。”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)時的資金投入減少，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，他們積極與全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心探索推廣模式，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，從一個小品種發(fā)展成一個大產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)“貴族肥料”平民化。
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