讓“貴族肥料”平民化——記2023國家技術發明獎二等獎綠色生物基材料包膜控釋肥創制與應用

　　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業大學等單位聯合申報的“綠色生物基材料包膜控釋肥創制與應用”項目獲得2023年度國家技術發明獎二等獎。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，也是今年肥料行業唯一的獲獎項目。

　　打破技術封鎖　開發生物基材料包膜

　　控釋肥具有顯著提高肥料養分利用率的特點，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、生產工藝和控釋技術等為突破口，開發了生物基材料包膜，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，可以根據作物生長需要，有控制地釋放養分。”山東農業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，主要應用在花卉、草坪上，膜材全部來自石化產品。以石化產品做膜材，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、日本等發達地區和國家所掌握。

　　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，山東農業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現有企業利用甘蔗渣制作防腐木。受此啟發，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。

　　經過多年研究，項目團隊攻克了生物基材料成膜難、養分釋放與作物吸收匹配度低等難題，研發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，我們優先利用纖維素、木質素、秸稈、紙板箱等，將這些材料進行高效資源化再利用。”國家緩控釋肥工程技術研究中心副主任、金正大集團高級農藝師張強解釋道，“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進行了創新升級。”

　　達國際領先水平　實現“貴族肥料”平民化

　　在此次國家技術發明獎評定中，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新與發展，將為解決肥料資源浪費、農業面源污染，保障國家糧食、生態環境和農產品質量安全，促進農業綠色發展發揮重要作用。

　　“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，而且節省生產步驟，降低成本，更綠色環保。”張強表示，這一技術已實現量產近5年，根據作物體系、特性等，新型控釋肥與其他化肥搭配做成作物專用肥后，相比傳統石化類控釋肥，可使作物增產5%以上，實現節肥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。針對不同作物開發的專用控釋肥產品，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民的種地成本。”金正大集團董事長李玉曉說，“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，能夠節省一部分種地成本。”

　　肥料的生產環節也因此縮短。不使用石化類膜材后，石化類膜材料的有機溶劑溶解環節以及有機溶劑回收環節也相應取消，企業進行生產時的資金投入減少，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品，專利總數達103項。目前，他們積極與全國農業技術推廣服務中心探索推廣模式，通過試驗示范、農化培訓、種肥同播等技術和服務體系的推廣，使產品在大田作物上得到大面積應用，從一個小品種發展成一個大產業，實現“貴族肥料”平民化。