肥料是糧食優質豐產的重要因素之一。聯合國糧農組織(FAO)統計資料表明,在提高單產的手段中,化肥對增產所起的作用占40%~60%。目前,世界發達國家化肥利用率平均為50%~60%,其中氮素為50%~70%,然而我國氮肥利用率僅為30%~35%,磷肥10%~25%,損失率高達45%以上。磷肥施入土壤后80%以上被土壤固定,每年通過淋溶、揮發等途徑損失的化學氮素價值約合350~600億人民幣。此外,在農村面源污染中,化肥污染占30%~45%,全國每年約1300萬噸氮進入大氣和水體。因此,研發新型高效穩定肥料新技術、新產品,對于推動和支撐我國肥料產業的發展意義重大。
針對我國化肥生產和使用中存在的投入大、肥效期短、利用率低,造成大氣和地下水體污染等問題,中國科學院沈陽應用生態研究所(以下簡稱生態所)歷時三十多年,經過三代科學家的潛心工作,在多年從事土壤肥力、大豆根瘤菌、微量元素鉬肥研究的基礎上,從土壤農業化學、土壤酶學等基礎學科出發,采用生物化學途徑抑制土壤酶活性和硝化作用,延長肥效期,提高利用率,使肥料長效化,先后研制出長效尿素、長效碳銨、長效復合肥添加劑、氮肥增效劑等,其中,穩定性肥料還開創了產業化之先河。
加強產學研合作,助力企業創新發展
所謂穩定性肥料,是指經過一定工藝加入脲酶抑制劑或硝化抑制劑,施入土壤后能通過脲酶抑制劑抑制尿素的水解,或通過硝化抑制劑抑制銨態氮的硝化,從而使肥效期得到延長的一類含氮素肥料(包括含氮的二元或三元肥料和單質氮肥)。穩定性肥料具有肥效期長、養分利用率高等特點,發展穩定性肥料提升了我國新型肥料生產和使用水平。
2004年,生態所將穩定性肥料專利技術轉讓給錦西天然氣化工有限公司,并成功開發了“緩釋尿素”。產品具有環境友好、生態安全的特點,可將肥效期由普通尿素的40~50天延長到90~120天,提高氮素利用率10個百分點,作物平均增產8%以上,在等產量情況下平均節肥15%,不僅增加了肥效,也減少了資源浪費和環境污染,經濟效益和生態效益都十分明顯。2006年獲得“遼寧省優秀新產品一等獎”。為了更好地推廣應用,生態所與沈陽新型肥料工程技術研究推廣中心、錦西天然氣化工有限公司共同組建了“遼寧省肥料工程技術研究中心”,得到批準和經費資助,目前正合作開發40萬噸/年大顆粒尿素。
2007年,生態所與(山東)施可豐化工股份有限公司全面合作,共建了“百萬噸長效緩釋復合肥生產基地”,首期65萬噸生產線已經投入生產。同年,穩定性肥料技術成果獲得遼寧省科技進步獎一等獎,2008年獲國家科技進步獎二等獎。
成立緩控釋肥試驗示范協作網,把技術成果推向全國
2008年,生態所又與施可豐化工股份有限公司聯合國內22家科研、推廣機構成立了“全國緩控釋肥試驗示范協作網”,旨在把穩定性肥料的試驗范圍擴大至全國。示范協作網覆蓋了全國22個省份,試驗示范作物包括水稻、玉米、小麥、大豆、棉花、甘薯、花生、油菜、胡蘿卜、大蔥、大蒜、姜、蘋果、菠蘿、甘蔗、荔枝、柑橘、橡膠、香蕉、龍眼、茶葉等21種作物,涵蓋的土壤類型、作物種類繁多,對深度研究不同作物專用肥配方、施用技術,對驗證穩定性肥料的性能起到了積極的作用。
2010年,在全國的57個示范點進行了197項示范試驗,在多個地區干旱、多雨寡照、春季低溫的惡劣氣候影響下,試驗示范區仍取得了平均增產12.13%、農民畝增收48.7元/畝的好成效。
制定行業標準,壯大穩定性肥料產業技術戰略聯盟
由于穩定性肥料技術成果的卓越表現,短短幾年,穩定肥料市場獲得了蓬勃發展。為了規范市場秩序,引導市場健康發展,制定一個統一的穩定肥料標準成為產供銷各方的普遍要求。2010年,由生態所牽頭,上海化工研究院、鄭州大學、施可豐化工公司、黑龍江愛農復合肥料公司、錦西天然氣化工有限公司、石家莊市中嘉化肥公司等單位參與,制定了《穩定性肥料行業標準》,2011年3月正式實施。在標準的制定過程中,整合了相關資源,擴大了穩定性肥料的影響,理順了各方關系,維護了市場秩序,有力地保障了穩定性肥料產業的健康發展。
為了理順各方關系,協調各方利益和訴求,2010年12月,生態所聯合施可豐化工股份有限公司、黑龍江倍豐農資集團公司、錦西天然氣化工有限公司、云南農家樂復合肥公司、河北中嘉復合肥公司、廣西新勝利農業生產資料公司、吉林農科院土肥所等企業與從事肥料研究的科研院所、大專院校共計68家單位,自發組建了穩定性肥料產業技術聯盟。會員間資源共享,共同研究開發共性技術問題,協同合作進行普及宣傳和市場開拓,規范穩定性肥料經營,集中攻克穩定性肥料中的成本及新材料等問題,為穩定性肥料產業的研發和持續發展奠定了堅實基礎。
靈活應對需求變化,引領技術轉移、成果轉化機制的發展與創新
在穩定性肥料技術成果轉移轉化過程中,生態所對外合作采用了 指導-服務式的運行機制,即“鑲嵌式”的轉化模式,同時附加技術服務。生態所將技術轉化為一種添加劑產品,通過提供添加劑實現技術的轉移和轉化。
最初為了使穩定性肥料盡快得到應用,生態所采用了“撒網式”的推廣模式,在全國范圍內進行大面積推廣。截至2008年,穩定性肥料技術已在全國48家企業投產應用,品種達60多個,占國內緩控釋肥總量的85%以上。隨著“撒網”的區域越來越大,肥料市場布局出現了重復,同類產品的競爭常導致沖突的發生。為了解決這些問題,生態所在2009年確定了“重新規劃,合理布局,穩步發展”的方針,市場運作由“擴展客戶”轉向“穩定客戶,扶持大客戶”。針對客戶不同需求和產品特點,向客戶提供高品質、全方位的產品規劃、市場規劃、營銷人員培訓等服務。為老客戶設計了適銷對路的長效緩釋專用性肥料;對大客戶的市場進行了重新規劃,增添了不同品牌的產品;對新客戶進行市場分區規劃,使之由易到難,品種逐步增加。這些措施推出后獲得各方好評,客戶數量隨之穩步增加。
在抓好技術成果轉移轉化的同時,生態所十分重視穩定性肥料技術的發展與創新。“十一五”期間,該所牽頭承擔了國家重大科技支撐計劃項目“新型高效肥料創制”,已在高效新型肥料創制關鍵技術、重大新產品創制及平臺建設與發展戰略三個層面開展工作,取得重要進展。目前,生態所正積極推進國家科技支撐課題“穩定性肥料關鍵技術研究及產業化”課題研究。他們將再接再厲,持續創新,進一步推動穩定性肥料技術成果轉化,為我國穩定性肥料工業的發展做出更大貢獻。
項目負責人簡介
景紅雙,女,中國科學院沈陽應用生態研究所科技處副處長兼院地合作辦副主任。自2002年從事院地合作和成果轉移轉化工作以來,負責該所面向國家戰略需求、面向市場,積極承擔國家各類科技計劃項目和研究所科技成果轉移轉化工作,通過平臺建設和承擔國家科技任務,挖掘研究所技術創新原動力;通過全方位、多角度宣傳、推介科技成果,提高了地方和企業對生態所的認知度;通過成果轉移轉化,加深了生態所與地方政府、企業,科學家與企業家之間的密切交流,以執著的敬業精神,帶動了一支奉獻在科技成果轉化戰線的科學家隊伍,與時俱進的精神面貌,為生態所的科技合作和成果轉移轉化工作開創新局面。
帶領的團隊于2007年、2009年度獲得中國科學院院地合作先進集體;2009年獲“中國首屆產學研合作”先進集體; 2010 年 “長效緩釋肥技術推廣與應用”獲中國產學研合作“創新成果獎”。2013年“穩定性肥料產業化”項目獲中國產學研合作創新成果獎等。個人也多次獲沈陽市科技局技術市場金橋獎先進個人,第六屆中國技術市場金橋獎先進個人等榮譽。