在近日召开的国家科学技术奖励大会上，金正大集团与山东农业大学等单位联合申报的“绿色生物基材料包膜控释肥创制与应用”项目获得2023年度国家技术发明奖二等奖。这是金正大集团自2009年和2012年两次荣获国家科技进步奖以来，第三次荣获国家科技奖，也是今年肥料行业唯一的获奖项目。
打破技术封锁 开发生物基材料包膜
控释肥具有显著提高肥料养分利用率的特点，但在以前，包膜控释肥的膜材主要是以石化产品为主，存在资源不可再生、价格高等问题。为此，研究团队以包膜新材料、生产工艺和控释技术等为突破口，开发了生物基材料包膜，彻底攻克了这一难题。
“所谓生物基材料包膜控释肥，就是运用新技术新设备，给肥料全身包裹上一层高科技‘衣服’，这层‘衣服’是用可降解的生物基材料做成的。虽然这层‘衣服’把肥料包裹得严严实实，但又不是完全密封，可以根据作物生长需要，有控制地释放养分。”山东农业大学杨越超教授解释说。
杨越超介绍，包膜控释肥最早由国外研发，主要应用在花卉、草坪上，膜材全部来自石化产品。以石化产品做膜材，肥料虽然有控释效果，但缺点很突出。一是膜材价格高，二是可能会对土壤健康造成潜在威胁，三是资源不可再生。尽管这样，关键核心技术都被欧美、日本等发达地区和国家所掌握。
为打破技术封锁，做中国自己的包膜控释肥，从上世纪90年代起，山东农业大学张民教授开始了包膜控释肥的科研攻关。
2011年，杨越超在做研究时发现有企业利用甘蔗渣制作防腐木。受此启发，杨越超开展了相关生物基材料制备控释膜材的研究。此后，项目团队尝试了很多生物基材料，包括快递纸盒、各种作物秸秆、废弃的食用油等。
经过多年研究，项目团队攻克了生物基材料成膜难、养分释放与作物吸收匹配度低等难题，研发了利用秸秆等天然生物基材料替代石化类膜材的控释肥新技术。
“这层膜里大有乾坤，我们优先利用纤维素、木质素、秸秆、纸板箱等，将这些材料进行高效资源化再利用。”国家缓控释肥工程技术研究中心副主任、金正大集团高级农艺师张强解释道，“这是我们第三次获得国家科技奖，能够再次获得国家级奖项，正是因为我们对膜的材质进行了创新升级。”
达国际领先水平 实现“贵族肥料”平民化
在此次国家技术发明奖评定中，专家认为，该控释肥技术已达国际领先水平，引领着国际控释肥的创新与发展，将为解决肥料资源浪费、农业面源污染，保障国家粮食、生态环境和农产品质量安全，促进农业绿色发展发挥重要作用。
“相比石化类膜材，无论在控释性能还是降解性能上，绿色生物基材料包膜都有明显提升，而且节省生产步骤，降低成本，更绿色环保。”张强表示，这一技术已实现量产近5年，根据作物体系、特性等，新型控释肥与其他化肥搭配做成作物专用肥后，相比传统石化类控释肥，可使作物增产5%以上，实现节肥15%～20%，提高了化肥利用率，减少化肥使用量，助力作物健康生长。
如今，绿色生物基材料包膜控释肥已在小麦、玉米、水稻、果蔬等作物上大面积推广使用。针对不同作物开发的专用控释肥产品，不仅减少了肥料的使用量，降低了成本，还提升了肥料利用率。
“肥料使用量的减少也会降低农民的种地成本。”金正大集团董事长李玉晓说，“生物基膜材的原材料都是秸秆、植物油等，购买成本比原先使用的石化类材料低，再加上这些原材料大都从周边农田里购买，也减少了运输成本，每吨肥料要比之前便宜300元左右，能够节省一部分种地成本。”
肥料的生产环节也因此缩短。不使用石化类膜材后，石化类膜材料的有机溶剂溶解环节以及有机溶剂回收环节也相应取消，企业进行生产时的资金投入减少，更有利于技术的推广。
2024年，金正大“控释肥”被认定为国家首批专利密集型产品，专利总数达103项。目前，他们积极与全国农业技术推广服务中心探索推广模式，通过试验示范、农化培训、种肥同播等技术和服务体系的推广，使产品在大田作物上得到大面积应用，从一个小品种发展成一个大产业，实现“贵族肥料”平民化。
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