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创新案例

缓释/控释(长效)肥料研究与产业化

  
 
 
 
    中国科学院沈阳应用生态研究所三代科技人员潜心工作,不断追求,发扬团队精神,经过不懈努力,从土壤农业化学、土壤酶学等基础学科出发,与化学化工、机械等多学科渗透、交叉、互补,提升了我国新型肥料生产和使用水平,开创了缓释/控释(长效)肥料产业化先河,为世界肥料发展做出了贡献。曾获得国家科技进步奖二等奖,中国科学院科技进步奖特等奖和辽宁省科技进步一等奖等多项奖励。
 
    我国是化肥生产和使用大国,农业专家在分析农业发展各种影响因素时指出:“20世纪全世界作物产量增加一半来自化肥”。我国全国化肥试验网的大量试验数据表明:我国粮食总产中的35~40%的产量是由于施用化肥而获得的。尽管化肥在我国粮食增产中起到了举足轻重作用,但与发达国家相比仍存在相当大的差距。
    国际上缓释/控释(长效)肥料的生产技术基本通过物理方法、化学方法、生物化学方法等三种主要途径来完成。化学方法合成新的缓溶性化合物,成本高,肥效不易调控;物理方法在提高肥效,延长肥效期等方面具有明显优势,但其成本往往是普通尿素的数倍、十数倍甚至数十倍,在国外局限于使用在室内观赏植物、园艺作物或高尔夫球场等,在国内由于价格因素其发展受到很大限制。沈阳应用生态研究所针对我国化肥生产和使用中存在的投入大,肥效期短,利用率低,并成为大气和地下水体污染源等重大问题,在多年从事土壤农业化学、土壤酶学研究的基础上,确定了生物化学途径控制氮素逃逸的基本思路和研究路线。即酶活抑制剂与硝化抑制的筛选、抑制剂的最佳作用范围、抑制剂最佳用量和配方、确立新的生产工艺、设备改造和选型、安装和调试、根据新的工艺进行试生产、将产品进行农业试验和示范、最后是实行工业化生产,在农业上进行大面积的推广。
    中国科学院沈阳应用生态研究所经过不懈的努力所研制、开发的缓释/控释(长效)肥料主要技术特点:肥效期延至120天,利用率提高到45%,增产幅度平均15%以上,工艺简单,物理性状好,降低环境污染,节肥省工。
    沈阳应用生态研究所研制的第一个缓释(长效)肥料--长效尿素,1985年通过国家经委、中国科学院联合主持的鉴定;长效系列化肥另一新型品种—长效碳铵1994年通过化工部、中国科学院联合主持的鉴定;长效复合肥1999年通过省级鉴定;氮肥增效剂―肥隆2000年通过沈阳市组织的鉴定,脲酶/硝化抑制剂对尿素氮行为的协同作用机理及其应用2002年通过省级鉴定,至此,缓释/控释(长效)肥料作为新型品种已形成系列化。
    缓释(长效)系列化肥,得到社会广泛重视,国家六部委给予大力支持,被列为国家重点推广项目,国务院领导不止一次批示,要求大力推广。长效尿素生产技术已被8个尿素厂应用,农业推广面积1000多万亩,获辽宁省科技进步奖一等奖;长效碳铵生产技术在60多家小氮肥厂推广应用,农业推广面积达3000万亩,先后获国家科技进步奖二等奖,中国科学院科技进步奖特等奖;广谱型氮肥增效剂—肥隆推广应用600多万亩,2003年获沈阳市科技进步一等奖;长效复合肥生产技术在10多家复合肥厂生产,农业推广面积1000万亩,获国家优秀专利奖;缓释/控释(长效)肥料在工业、农业推广中取得可观的经济效益和明显的社会效益。
    沈阳应用生态研究所积极利用在缓释、控释肥料领域的学科和技术优势寻求与社会生产要素相结合,优势互补,强强联合,使这些技术成果得以迅速发展,已得到科技部、经贸委、财政部、农业部、中科院等部委的支持,在全国十几个省大力推广应用,大大推进了产业化进程。新近承担的国家“863”项目开发缓释尿素中试生产,选在国有大—型企业辽宁华锦集团锦西天然气化工有限责任公司(锦天化),2003年初课题组与锦天化技术人员对缓释尿素的生产工艺进行了联合攻关,攻关小组对改造的可行性、改造途径以及改造过程中可能遇到的实际困难和问题进行了充分的论证,最后确定了可行的改造方案,于2003年3月对生产工艺进行了改造并中试生产200吨缓释尿素。中试生产后,分别在辽、吉、黑三省9市23个县(区)的玉米、水稻、大豆、花生等作物上42个试验点进行了大面积试验示范,示范面积600公顷。2003年8~10月,锦天化会同沈阳生态所有关专家先后两次对所有示范点进行了实地调查和验收,与普通尿素相比,施用缓释尿素农作物平均增产8%左右,其中20个玉米试验点中增产10%以上的有16个点,5个大豆试验点平均增产达12%。
2003年10月24日,沈阳生态所与锦天化签订了“缓释尿素”技术转让合同。至此,该项技术的成功转让标志着缓释肥料由研制阶段步入产业化生产阶段。
    2004年2月22日缓释尿素在锦天化正式投产,计划年底达产5万吨,截止3月底已生产2万吨并销售一空。据来自生产一线的消息,每吨缓释尿素的生产成本仅比普通尿素增加2.8%(42元,每吨普通尿素按1500元计),大田作物每亩施尿素30千克,仅增加肥料成本1.3元。目前,企业对产品的市场前景充满信心,并决定继续与沈阳生态所合作,使该技术应用于生产大颗粒缓释尿素,并应用于年产100万吨的掺混肥(BB肥)的生产中。
(撰稿人:武志杰)
 
    点 评:
    化肥在粮食增产中起着举足轻重的作用,但施用到土壤中的氮肥不仅被利用的少,而且还严重污染大气和地下水体。沈阳应用生态所历经三十多年、三代科技人员的潜心研究,开创了长效肥料的先河。他们经过对抑制剂种类、用量配方、制备工艺等多个环节的深入研究,终于取得了成功,使其利用率提高到45%,增产幅度平均达15%,并正式进行工业化生产,为我国农业的发展做了实际贡献。