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刘俊松:研发控释肥 助推中国“化肥革命”

作者:记者团 刘爽   编辑:吴珊    来源:新闻中心  发布时间:2016/12/23

  化肥被誉为粮食中的“粮食”,但在我国农业生产中,传统化肥的利用率仅为30%左右,一组数据显示,我国拥有世界上9%的耕地,却消耗了全球30%的化肥。多余的化肥养分造成土地板结、水体富营养化、土地沙化等。

近年来,随着肥料价格的上涨,如何不过多使用化肥,就能让农作物吃饱,成了化肥研制的新方向。

今年11月29日,湖北大学资源环境学院教授刘俊松在湖北省重大科技成果推介会上,展示出自己研发的控释肥,引起不少公司的关注。他介绍,控释肥就是通过包膜、包裹、添加抑制剂等方式,使肥料的分解、释放时间根据农作物的生长周期释放,对于作物来说,控释肥利用率可达到90%,而且对环境友好。“普通尿素丢到水里一分钟化掉,而这种控释肥在水里泡上近两百天仍在缓慢释放养分,既可以根据农作物的生长周期来定制控释肥,还能达到施一次肥满足农作物生长一个周期所需养分的理想效果。”

2006年,刘俊松带着自己的科研成果回国,入职湖北大学,十余年来,他通过对英国、美国、日本等国家的控释专利技术特点研究,探索符合中国国情的控释肥研究道路,同时不断探索产研结合,推动控释肥的产业化发展。

近年来,刘俊松先后入选国家“千人计划”特聘专家、湖北省“百人计划”、“光谷3551人才计划”,武汉市城市合伙人,并通过对控释肥料的研究,得到相关专利30余项,控释复合肥及控释高分子发明专利30余项,承担控释肥国家,省市科研项目十多项,出版关于我国高科技肥料专利战略研究报告,以第一作者身份在国内外公开发表学术论文40余篇,出版中外学著5部。

 

 刘俊松在实验室

 

留学十余载积累控释肥料研发经验

1978年,15岁的刘俊松考入华中农业大学果树专业,大学毕业后,在浙江大学农学院攻读园艺硕士。1992年刘俊松留学日本大阪府立大学院,从事园艺植物生理生态和营养学研究,获得日本农学硕士及博士学位。

1998年,刘俊松博士毕业被日本皇家企业CHISSO株式会社选中,成为这家公司中唯一一名外籍研究员,开始控释肥料产品开发和应用技术研究。在工作之余,刘俊松自修大量现代企业管理课程,获得6项日本国家化工专业技术资格,并逐渐掌握了控释高分子材料及其产品制造的核心技术。

刘俊松介绍,早在上世纪六十年代美国最早研发出控释肥料,日本、英国、法国等国家也相继研发出自己的肥料。“就日本的控释肥料来说,其包膜主要是PE材质,价格较高且不容易被分解,所以主要用于花卉等高档植物,不能被大规模使用,被视为肥料中的“贵族”。”他说。

2006年,刘俊松带着多项在发达国家从事的高科技研究成果回国,先后在中国科学院西安土壤肥料研究所和湖北大学资源环境学院工作,并创办武汉新型肥料工程技术研究中心。“中国的农作物肥料市场十分庞大,过度滥施肥料,导致环境污染也十分严重,还关系到我国食品安全问题,因此研发新型肥料是当前和今后一段时期我国现代农业发展中的重大战略问题,我十分希望为中国的新型肥料研究贡献一份力量。”

刘俊松介绍,自己在日本从事的就是相关作物的控释肥料研究,而中国、日本、东南亚等国家都是水稻作物的主要产区,自己在日本的经验回国后依然有用,而之前的所学正是回国后的发展所需。

 

研发符合中国农作物“口味”的控释肥

回国后的刘俊松发现,国内的控释肥料几乎是一篇空白,“当年国内没有控释肥料的相关研究,也没有现成的加工设备供样本的制作。”他找到苏南郊区的一家工厂,按照当时国内肥料的生产要求和中国土壤的特征,生产出符合中国农作物“口味”的控释肥料,达到了日本同类产品的技术标准,打破了西方国家高科技对我国的封锁。

随后,刘俊松写出十余项适合水稻、柑橘、茶叶生长的控释肥专利技术,并全部获得国家授权。其中一种杂交早稻和中稻专用控释复合肥及其制造方法,获得2007年香港国家专利发明博览会专利发明奖金,被英国知识产权局评估价值高达12亿美元,并荣誉入编国家知识产权局出版的【中国专利发明人年鉴】,获得中国发明人荣誉证书。同时,刘俊松教授受邀承担了国家知识产权局关于我国高科技肥料专利战略研究的课题,他对比日美等发达国家开展高科技肥料研发经验,就开展我国高科技控释肥料专利和技术研究提出了一系列研究思路和方向,得到了国内专家的一致好评,2008年他指导湖北大学大学生参加“挑战杯”创业大赛,荣获湖北省大学生“挑战杯”特等奖和全国大学生“挑战杯”银奖。

刘俊松称,菜农过度使用尿素,造成蔬菜疯长,但吃起来口味很淡。而且,使用尿素太多可能造成蔬菜残留亚硝氨,对人体健康有害。

与之前在日本生产的控释肥料不同的是,刘俊松研制的控释肥,利用率达到90%,且对环境友好。他介绍,通过将原有的PE材质的包装膜改为采用锯末和高分子纳米膜,可以更好地控制和调节肥料释放,且可根据土壤特性和农作物的生长周期来定制控释肥,施一次肥管农作物一个生长周期,不用多次追肥。“包装膜的材质改良之后,降低了成本,同时根据每种农作物自己的特性,为他们‘量身定做’控释肥,更有利于养分的吸收。”

五彩缤纷的化肥样品

“运用科学安全的先进肥料,让国人都能吃到健康的食品,这是我的绿色梦想。”刘俊松说。在他的办公室和家里,摆放着十几种自主开发的实验成品和控释肥料的样品,都是近年来自己做科研实验的积累所得,目前可以针对草莓、茶叶,柑橘,水稻等不同的农作物的生长周期,研制其对应的控释肥料。

“因其成本原因,国外在很长一段时间里没有大规模推广控释肥,国内推广目前也存在同样的问题。但是,就中国目前化肥使用及土地污染等现实环境而言,控释肥的应用价值非常广阔。”刘俊松说。

 

加强校企合作,助推中国“化肥革命”

“要让中国的农民真正用上控释肥,让控释肥真正实现其社会效益和经济效益,就必须走与企业合作开发的道路。”刘俊松说。

回国多年来,他一方面加强研究适合中国国情的控释肥,一方面不断摸索校企合作道路。2008年,刘俊松作为我国杂交水稻节氮高效栽培课题组的评审专家,应邀参加袁隆平院士组织的超级杂交水稻高产栽培成果鉴定会议,会上他所研究的杂交早稻和中稻专用控释复合肥及其制造方法得到了袁隆平院士的肯定:“肥料和种子一样重要,控释肥将氮的含量减下来,产量提升上去,要尽快将控释肥推广出来,解决中国化肥的滥施问题。”同时,刘俊松还与袁隆平院士达成了控释肥料的合作,为其相关课题组的研究提供高效控释肥料。

随着对控释肥料的相关技术的掌握,2008年,刘俊松加强与中化化肥、中海油的合作,建立了该企业的控制肥料的研发中心,并将控释肥在华南部分地区进行推广,实现了农作物高吸收,低污染的理想效果。同时在湖北大学牵头成立了武汉市新型肥料工程技术研究中心,承担各级研究项目,申请到了30多项相关专利,并开发出40余项控释肥料及高等材料的配方。

近年,刘俊松教授又针对我国土壤沙化日益严重,土壤有机质成分低等问题,研发生物酵素有机质肥料,在关键的微生物菌种制备和生产上获得突破。他介绍,控释肥和生物有机质肥料是21世纪世界肥料产业革命的两大技术难点。

“控释肥仍然是无机肥料,使用后容易造成土壤退化等问题,而利用有机肥后就可以弥补这一缺陷。”刘俊松,希望生物酵素有机质肥料和控释肥料一道,不仅要解决化学肥料利用率低的问题,同时,解决我国土壤退化,有机质含量低,有机质发酵中高效微生物依赖进口的技术难题。目前,该技术已经申报和受理了十项国家发明专利。2015年11月,刘俊松在新洲推广其相该肥料的研究成果,并将100多公斤的生物酵素有机肥料菌种赠送给了当地的农户和肥料公司,得到了企业和许多农户的青睐。

2016年作为“十三五”规划的开局之年,国家在控释肥料方面投入10多亿,用于包括控释肥在内的新型肥料研发和生产,从源头改善农业生产过程中的污染问题。“有了国家的扶持,控释肥的价格才能减下来,企业才有生产的动力。”

今年12月20日,在刚刚结束的第六届全国有机肥料大会上,刘俊松教授应邀发表了关于控释肥料和生物酵素有机质肥料的研究报告,得到了在场专家们和众多企业家的好评。会后,数十家企业与他取得联系,寻求相关合作。

“控释肥的研究在国外已有50余年的历史,国内对控释肥的研发起步迟,产业化应用研究上还没有大规模展开,希望寻求到能够具备研发控释肥能力的企业,加强合作,研制出适合相应农作物生长的控释肥,共同助推中国的‘化肥革命’。”刘俊松说。


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