2020年金秋時(shí)節,山東省泰安市岱岳區馬莊鎮岳洋農作物專(zhuān)業(yè)合作社的幾千畝玉米喜獲豐收。“播種時(shí)用‘種肥同播’技術(shù),玉米生長(cháng)期間根本不用再施肥,省去了很多工夫,每畝地還節省了幾十塊錢(qián)的種地成本。”泰安岱岳區馬莊鎮岳洋農作物專(zhuān)業(yè)合作社經(jīng)理薛麗娜說(shuō)。讓薛麗娜這樣的農業(yè)合作社負責人和種糧大戶(hù)們推崇的“種肥同播”技術(shù),正是因為有了緩控釋肥才得以大力推廣。
在中國緩控釋肥領(lǐng)域,山東農業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院教授張民是最有話(huà)語(yǔ)權的專(zhuān)家之一,他為緩控釋肥制定的行業(yè)標準、國家標準和國際標準,使中國在緩控釋肥技術(shù)方面擁有了國際話(huà)語(yǔ)權,實(shí)現了從引進(jìn)技術(shù)到引領(lǐng)技術(shù)的飛躍。
中國包膜緩控釋肥的研制者
1992年至1996年,在美國留學(xué)期間,張民曾在做柑橘肥料試驗時(shí),見(jiàn)識到了包膜緩控釋肥的獨特魅力,于是一回到國內,他便帶著(zhù)幾個(gè)學(xué)生,用家里做飯的鍋,安上小電機,在學(xué)院教學(xué)樓一間廢棄的廁所里,開(kāi)始了對緩控釋肥的研究。
第一次進(jìn)行試驗時(shí),樹(shù)脂剛入鍋,就將肥料顆粒粘聚成了疙瘩。于是,他們開(kāi)始摸索著(zhù)往樹(shù)脂里添加各種助劑,改進(jìn)配方,改變包膜時(shí)的溫度、轉速等。經(jīng)過(guò)無(wú)數次的試驗和改進(jìn),終于使樹(shù)脂完美地包裹在了肥料上。樹(shù)脂成分的調節、助劑添加的多少、膜的厚度差異,可使包膜肥料的養分釋放滿(mǎn)足不同作物的生長(cháng)需求。歷經(jīng)近一年,張民研制出了數百種熱固性和熱塑性樹(shù)脂包膜緩控釋肥料小試樣品,用于水稻、小麥、玉米、果樹(shù)、蔬菜等30多種農作物的試驗與示范。
又經(jīng)過(guò)一年多,張民團隊逐步掌握了中試和產(chǎn)業(yè)化的各種工藝參數,并開(kāi)始做用硫磺包膜的緩控釋肥。“用硫磺做肥料包膜,膜殼氧化分解后能為植物提供硫素營(yíng)養,但它比較脆,包膜容易產(chǎn)生裂隙,脫落嚴重。有一次我們做的樣品,運到地里時(shí)都碎了,很心疼。”對當初研發(fā)的波折,張民記憶猶新。于是,他們著(zhù)手研究在硫磺膜外再包一層樹(shù)脂膜。這樣不僅更耐抗沖擊,也緩解了硫磺的氧化,使養分釋放控制更趨于穩定。
做肥料包膜,購買(mǎi)樹(shù)脂投入很大,于是把包膜技術(shù)研究透了,張民開(kāi)始琢磨怎樣減少樹(shù)脂成本,他盯上了二手材料。張民回憶:“各地溫室大棚扔掉的塑料薄膜太多了,我們收回來(lái),添加上谷物粉、礦物粉,使包膜成本下降了三分之二,而且控釋調控也更加精準。”
“十二五”期間,張民團隊研制出用秸稈、淀粉、植物油等生物基材料替代石化類(lèi)包膜材料方案,生產(chǎn)成本大幅度降低。“十三五”期間,團隊研制出了促生、抗逆、保水等功能型緩控釋肥,可實(shí)現增效劑負載靶向施用、長(cháng)效控釋和協(xié)同增效,為解決因非生物脅迫導致的肥料利用率低下問(wèn)題提供了新的思路與途徑。
“膜材綠色環(huán)保、低成本易獲得、高效精準控釋?zhuān)俏覀冊诜柿习ぶ胁粩喔倪M(jìn)的方向。原來(lái)包100斤肥料用5斤膜,現在用2斤多。膜薄了,成本就降下來(lái)了?,F在國外產(chǎn)品最低也得1萬(wàn)元一噸,而國內主流廠(chǎng)家緩控釋肥的價(jià)格是一噸3200元。”張民說(shuō)。
國際緩控釋肥標準的制訂人
張民一直把標準制定作為緩控釋肥研制和推廣的出發(fā)點(diǎn)。在研究的初始階段,他就十分重視產(chǎn)品標準的制定,保證小試、中試、擴大性生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品的質(zhì)量與國際接軌。1999年,他主持起草制定了《自控緩釋肥》企業(yè)標準;2007年,國家發(fā)改委在這個(gè)基礎上頒布了《緩控釋肥料》行業(yè)標準;2009年,國家標準委頒布了《緩釋肥料》國家標準。2011年,張民主持制定的《新型包膜緩控釋肥施用技術(shù)》規程,被農業(yè)部定為主推技術(shù)在全國大面積推廣。
2012年,張民開(kāi)始主持起草緩控釋肥料國際標準。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家們反復磋商和技術(shù)委員會(huì )成員國多輪投票,這個(gè)標準在2016年通過(guò)ISO審批并頒布實(shí)施,標志著(zhù)我國在緩控釋肥領(lǐng)域具有了國際話(huà)語(yǔ)權。中國緩控釋肥技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展相對歐美起步較晚,經(jīng)過(guò)20年奔跑,實(shí)現了從專(zhuān)項技術(shù)到產(chǎn)能的雙超越,開(kāi)始變?yōu)轭I(lǐng)跑者。
深耕緩控釋肥領(lǐng)域多年,張民組織團隊先后建成了國家工程技術(shù)中心、國家工程實(shí)驗室和國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟等研發(fā)平臺,并擔任國家緩控釋肥工程技術(shù)研究中心副主任,獲得包括國家科技進(jìn)步二等獎在內的十幾項高層次科技獎勵,團隊擁有100多項緩控釋肥方面的專(zhuān)利。
為了中國緩控釋肥技術(shù)的發(fā)展,張民付出了很多。剛開(kāi)始做研發(fā)時(shí),他常常吃住在實(shí)驗室,妻子也陪著(zhù)他吃盒飯,多年形成了早出晚歸的生活習慣。他雖然年近60歲,但仍舊經(jīng)常凌晨?jì)扇c(diǎn)才離開(kāi)實(shí)驗室,甚至連門(mén)衛也形成了習慣,聽(tīng)到他出大門(mén)的聲音時(shí)再起來(lái)上鎖。
張民治學(xué)嚴謹,干活拼命,但為人低調,性格謙和,在校內外都有著(zhù)極佳的口碑,深受學(xué)生愛(ài)戴和領(lǐng)導的尊敬。因為自己的技術(shù)轉讓?zhuān)麨閷W(xué)校爭取到上千萬(wàn)元的獎學(xué)金和科研基金,用于人才培養、學(xué)科發(fā)展和團隊建設。
奔波在田間的“首席技術(shù)員”
某一天,煙臺萊州市的一個(gè)技術(shù)員打電話(huà)給張民,說(shuō)一些玉米被“燒苗”了,張民趕過(guò)去發(fā)現本來(lái)應該至少間隔十厘米、在兩個(gè)斗里分別播入土壤的種子和肥料,被當地使用的播種機強行“擁抱”了,種子和肥料在兩個(gè)斗里匯入一條管進(jìn)入了土壤。因為當時(shí)不舍得全用緩控釋肥,當地采用的是包膜肥料與速效肥的摻混緩控釋肥與種子同播,所以造成了“燒苗”現象。
張民告訴機播司機、廠(chǎng)家和農民快速調整播種機的構造,緩控釋肥生產(chǎn)企業(yè)也開(kāi)始把在大廠(chǎng)家定制的播種機作為給肥料經(jīng)銷(xiāo)商的獎品,快速促進(jìn)了緩控釋肥“種肥同播”技術(shù)的大面積推廣,張民也成了解決緩控釋肥田間問(wèn)題的“首席技術(shù)員”。
“作為農業(yè)科學(xué)家,及時(shí)為農民解釋好科學(xué)問(wèn)題、解決好生產(chǎn)難題,這個(gè)研究才是接地氣的、有用處的。”張民說(shuō)。
如今在歐美,因為成本高,緩控釋肥還屬于“貴族肥料”,僅用于果樹(shù)、花草、蔬菜等經(jīng)濟作物,而中國則將緩控釋肥大面積應用于大田作物,全國玉米種植百分之七八十選用緩控釋肥,水稻用緩控釋肥比例占到百分之三四十,在小麥種植上也逐步普及開(kāi)來(lái)。