胡树文:高分子技术成就新一代缓控释肥
——专访中国农业大学教授、博士生导师、国家教育部跨(新)世纪人才胡树文
2012年3月26日,中国农业大学与中盐红四方在北京签署战略合作协议,将“可降解高分子包膜控释肥料中试生产技术”转让给中盐红四方,双方合作将易降解高分子包膜控释肥料推向市场。据了解,该项技术已经通过教育部组织专家鉴定,鉴定结果为该项技术具有我国完全自主知识产权,达到国际领先水平。这一核心技术的解决有力的推动了我国控释肥产业的发展,而一直参与其中,并主持该项目的中国农业大学教授胡树文也成为了行业和媒体关注的焦点。作为引进教授、博士生导师、国家教育部跨(新)世纪人才,胡树文教授在高分子材料领域的研究为我国新型高分子包膜控释肥料的研发作出了突出的贡献。
易降解——包膜技术的又一次革命
在国家高新技术研究发展863计划、国家科技攻关重大项目、国家“十五”、“十一五”、“十二五”科技支撑计划等众多国家科研项目支持下,在缓控释肥料研发及产业化等领域取得了很大成绩,在国际市场上占有了相当的份额。但是我们还应该清醒的看到国内市场上的缓/控释肥料绝大部分还达不到国家缓控释肥料标准《GB/T 23348-2009》,缓控释肥料还存在着生产成本偏高、膜材难以降解、产品控释性能差、生产设备及工艺相对落后、工艺不环保等瓶颈问题。
据了解,控释肥料作为能减缓或控制养分释放速度的新型肥料,以各种调控机制使养分释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间)与作物吸收养分的规律相一致。高分子包膜在控释肥上的应用是通过一层致密的高分子膜层包裹在肥料颗粒表面,以疏水的高分子膜层作为物理隔膜,调控养分的释放速率,达到与作物吸收匹配的目的。
胡树文教授表示,“可降解高分子包膜控释肥料中试生产技术”由中国农业大学研究团队自主设计、研制出具有环境降解能力的新型控释膜材料,完成了包膜控释肥料的连续化、自动化生产,在国内首次实现中试水平生产新一代环境友好型包膜控释肥料,生产过程低碳环保,无三废产生。该技术生产的包膜控释肥料各项指标均符合国家缓释肥标准,产品广泛应用于各种农作物,特别是大田作物。
被中国农业大学引进后,胡树文就同他的团队在中国农业大学、资环学院及相关部门领导的大力支持下,开始了四年的艰苦研发进程。期间,胡树文与他的团队先后完成了新型可降解包膜材料的研发,同时,自主设计、研制出了一整套与膜材料相配套的可连续化、自动化生产新型包膜控释肥料的设备,包膜控释肥料中试生产线的建设,在国内首次实现中试水平生产新一代环境友好型包膜控释肥料。2011年,教育部委托中国农业大学组织专家对中国农业大学资源与环境学院引进教授胡树文主持的“易降解高分子包膜控释肥料的研制与应用”项目成果进行鉴定,听取了项目组的成果汇报,审阅了有关材料,进行了现场评估和调查,专家们一致认定该项技术成果具有完全自主知识产权,达到国际领先水平。
胡树文教授表示,包膜控释肥,膜材技术是关键,这决定了其养分的释放、供给和环境的友好性能。解决包膜不易降解问题,降低生产成本,才能在经济效益、环境效益两方面为控释肥在全国的推广普及提供切实保障。
产业化——新一代控释肥服务中国农业
在2012年3月26日的“中国农业大学与中盐红四方的技术转让会”上,最感欣慰的应该是胡树文教授。他用“嫁女儿”的心态向笔者表达他当时的心情。一项技术的落地和最终投入实际应用必须通过产业化这条路,而选择一个好的产业化基地就显得尤为重要。
胡树文教授表示,对于和中盐红四方的合作,双方本着彼此负责、态度严谨的原则磨合了很长的时间。经过考察,证实无论从行业信誉、科研技术、资金实力、生产装备还是人才支撑来看,中盐红四方都是一家较为理想的合作企业。相信,易降解高分子包膜控释肥料都会得到一个有力的推广和普及。
相关专家认为,易降解高分子包膜控释肥料中的高分子膜材具有生物上的可降解性,与传统的包膜材料相比,能极大地减少膜材料的用量、降低生产成本,属于可持续发展的包膜材料。同时,目前国内原位反应成膜包膜控释肥料技术明显落后于国际水平,易降解高分子包膜控释肥料生产技术是通过可降解单体原位反应,小分子单体直接在肥料颗粒表面成膜,采用这一技术制备的高分子膜材具有生物降解性,在土壤中1年的失重率就能够达到15%—25%,而且该技术采用绿色环保生产工艺,生产过程中没有使用任何易燃、易爆溶剂,也无“三废”产生,最终产品无毒、无味,属于环境友好型包膜控释肥料。
据悉,胡树文教授和他的研究团队从2009年秋季开始在全国各地(黑龙江、吉林、内蒙古、山东、江苏、湖北、福建、广东等地)进行控释肥料肥效实验,实验对象包括盆栽蔬菜(青椒、西红柿、生菜等)与大田作物(玉米、小麦、水稻、油菜、红薯、土豆、烟草、茶叶等)。会上,胡树文教授透露了大量的示范试验数据,大量实验示范表明,易降解高分子包膜控释肥料在盆栽蔬菜上的增产率可达到48%,大田作物的平均增产率达到12%,而且控释肥料施肥量比普通尿素减少20%~40%时,产量并不减少,具有“等量增产、减量不减产”的效果。该包膜控释肥料在作物整个生长期作为基肥只施用一次,比普通肥料减少两次左右的施肥次数,降低了劳动量,间接提高了农民的收入。
胡树文教授介绍,该控释肥料延缓了养分释放,减少了养分由蒸发、地表径流与地下渗透等形式的流失,养分利用率可提高15~30个百分点,同时避免了作物脱肥与徒长,使作物全生长期能得到稳定而有规律的养分,达到作物增产的效果。据了解,该项目技术已经完全成熟,单条生产线规模可扩大为5~15吨/小时,产值达2~4亿元/年,具有极为良好的产业化前景,对提高我国肥料产业的国际竞争力具有良好的促进作用。专家建议可以针对不同作物、不同土壤和不同地域研制配套的控释肥料及施肥方案,积极与氮肥、复合肥企业对接,实现控释肥料的标准化生产,进一步加大推广应用。
在2012年初的首届农资分论坛上谈到农资行业的技术问题时,胡树文对高分子包膜控释肥料这样总结道:高分子控释肥料解决了以前控释肥中降解性低、控释性差、稳定性不好、安全性差、价格偏高等问题,在发展现代农业中,推广这种易降解包膜控释肥料可以达到节能增效的效果。没有豪言壮语,简简单单几句话也向我们证明了他之前在这一方向上的坚持。
背景介绍:
胡树文教授,就职中国农业大学资环学院,引进教授、博士生导师、国家教育部跨(新)世纪人才,他在高分子材料领域的研究为我国新型高分子包膜控释肥料的研发作出了突出的贡献。
其实,翻阅胡树文的相关简历,我们就不难发现他在高分子材料上的研究极富成果。1993年至1999年期间,作为中国科学院化学研究所的硕士博士生,他设计合成了新型“无机盐—高分子盐”复合体系聚合物电解质,研究了离子传导机理;1999年至2000年期间,作为加拿大麦克马斯特大学的博士后,他合成了系列新型含有缩醛基团的交联型水溶性高分子;2001年至2003年,作为加州大学尔湾分校的助力专家,他首次提出了用紫外接枝的方法改性以高分子为基体的生物微流体芯片微通道的表面,表面改性过的生物微流体芯片在分离生物大分子中表现出良好的性能;2003年至2006年,作为阿克隆大学的研究助理,设计了新型双亲型(亲水-疏水)高分子水凝胶,材料有良好的吸水性,生物相容性及稳定性等性能。可以说在高分子材料上的研究,胡树文可谓是轻车熟路。
同样,胡树文在高分子膜材料方面所取得的诸多创新性成果,也是有目共睹的。从研究以来,他在国际刊物上发表了很多高质量高水平的相关研究理论的文章,同时申请了国际发明专利。据统计,他发表的论文在国际上被他引达600次,其中单篇最高他引200多次。
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