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张民与我国包膜控释肥产业化
时间:2015-06-13     

 2004年12月29日,是山东农业大学博士生导师张民教授四喜临门的日子。

  这一天,由他主持的农业科技跨越计划项目“包膜控释肥料的中试与示范”课题通过农业部组织的专家鉴定,获得高水平评价;科技成果转化项目“包膜控释肥产业化成果转化”获得农业部批准立项;山东农业大学与山东金正大生态工程股份有限公司签订包膜控释肥生产技术许可合同;继去年9月,今年8月、11月份三批59吨包膜控释肥产品出口到澳大利亚、德国之后,又接到出口到德国和东南亚等国家的60吨的生产定单。

  这四件事,标志着我国包膜控释肥已经步入了产业化阶段。

  事业的成功,正在让这位海归学子科技报国的心愿变为现实。

高科技产品的诱惑

  1992年,在中国科学院南京土壤研究所读博士的张民,借助山东农业大学与美国肯塔基大学的合作关系,由学校联系作为合作培养赴美留学。1995年5月回国,用在美国作的研究论文,完成中国科学院的博士论文答辩。之后,张民二度赴美,在佛罗里达大学柑橘研究所作博士后,1996年6月完成了研究回国。

  在美国留学和作博士后期间,张民主要从事土壤肥料、土壤化学、土壤环境与植物营养方面研究,接触到了包膜控释肥,对包膜控释肥做了大量的调查研究,并在柑橘上做增产和提高效果品质的试验,收集和掌握了包膜控释肥的相关资料。当时,张民就想,如果将包膜控释肥的生产技术引进到国内该多好啊!

  1996年6月15日,张民回到山东农业大学,6月20日,他到学校科研处开会,听说正在申报“948”引进国际先进农业科学技术项目,张民连夜写申报材料,并以自己在国外参与科研的情况和发表的论文,说服了农业部分管项目的领导。1997年,他申报的“控释肥的制作技术”研究课题在农业部立项。

  开始,张民根据在国外的所见所闻,自己制作了小型流化床包膜塔,并研制出了肥料样品。1998年夏天,课题组花5万美元,从美国引进了实验室用的流化床包膜塔和多种喷头设备,加快了研究进度。他们在国内筛选了四五十种包膜材料,进行了成千上万次的试验,并把引进的流化床包膜塔放大,自行设计制作了流化床包膜塔及其配套生产设备,优选包膜材料的配方,研制出控释时间为60、90、120、150、180、270、360天等适合不同作物需要的控释肥系列产品,在玉米、小麦、花生、蔬菜、花卉、草坪上进行田间肥效试验,增产效果显著。专家鉴定后认为,张民他们研制的包膜控释肥产品,在质量上可以和发达国家的同类产品抗衡,在生产成本和价格上有绝对优势。

现代农业的情结

  1999年,张民在胶东进行科技部生态科技示范项目的实施过程中,发现果农仍用硫酸铜加生石灰加水,配制波尔多液防治果树的病害。这种费时、费力、防治效果差又污染环境的传统落后方法,使张民想到了美国农民用新型广谱杀菌剂——新型粉状波尔多液制剂防治果树、蔬菜和花卉病害的情况,萌发了引进国外技术,研制我国自己的波尔多液营养保护剂制产品的想法。

  1999年8月,张民主持完成的“控释肥料制作技术与控释机理”的研究成果,通过了专家鉴定,认为控释肥制作技术与控释机理研究达到了国际先进水平,同时得到了农业部主管部门的充分肯定,2000年继续申报农业科技跨越计划项目“包膜控释肥料的中试与示范”。同时,他还申报了“新型广谱杀菌剂制作技术”的课题,被列为农业部“948”资助项目。

  为了把这两项科研项目完成的更好,2000年6月,张民再次到美国佛罗里达大学热带作物研究所,一边作科研,一边考察了解包膜控释肥和波尔多液保护剂的生产工艺、设备和产品研制情况。2002年9月回国,继续他的两项科研项目。

  经过大量工作和艰辛探索,张民带领课题组,在过去工作的基础上,创新并形成了成熟的包膜控释肥核心技术,即:可降解膜材料配方精准控释技术;热固性树脂快速固化成膜技术;热塑性树脂快速喷涂包膜设备及工艺技术;闭路循环加压冷凝溶剂回收技术;以硫为底涂层的高分子聚合物包膜技术;管盘式多层尿素、硫磺快速熔融技术;高压气流快速加热恒温技术。自行设计建成了完善的年产1万吨的热固性树脂包膜控释肥设备、年产1500吨的热塑性树脂包膜的中试设备和年产1万吨的硫和硫加树脂包膜控释肥设备三条生产线。经过多次的试制、试验、反馈、改进和创新,生产出定型的12个系列100多种包膜控释肥产品。

  张民告诉记者,在对生产设备、生产工艺流程和产品包膜配方进行大量研究的同时,他们还依据国际、国内有关标准,从粒度、养分含量、控释三方面,制订并完善了包膜控释肥企业生产标准,制定出包膜控释肥的生产技术规程与质量检测技术规范。对控释肥控释机理进行了深入系统的研究,研究表明包膜控释肥的释放率主要取决于水或土壤中的释放温度。通过大量的研究和试验,摸清了在不同温度情况下,膜厚度与控释肥养分释放速率的关系;相同膜厚度不同粒径颗粒肥料和相同粒径不同膜厚度的组合比例与养分释放速率的关系;相同膜厚度不同添加剂比例的养分释放规律。通过调整膜厚度、添加剂、不同粒径颗粒等的比例与组合,达到使控释肥释放高峰与作物吸肥高峰期相吻合,解决了控释肥养分释放速率与作物生长吸肥规律相吻合的技术难题,形成了一套完整的控释肥制作、生产、标准与评价体系的理论框架。

课题组在研究中,创新和研制的“回收热塑性树脂为可降解膜的包膜控释肥料”、“以喷涂尿素为底涂层的改性环氧树脂包膜控释肥料”、“以硫为底涂层的高分子聚合物包膜控释肥料”、“ 管盘式多层尿素、硫磺快速熔融器”、“高压气流快速加热恒温器”,已申请三项国家发明专利和两项实用新型专利,其中3项发明专利已经初审合格。

  田间试验证明,在每亩化肥投资相同的情况下,施用玉米专用包膜控释肥比当地习惯施肥每亩增加产量92.2公斤,产量提高了16个百分点。水稻施用控释氮肥与普通尿素在等量施肥条件下,产量提高了39.9%,控释氮肥在少施一半的情况下,产量仍然提高了15%以上。控释肥在粮食、蔬菜、果树、草坪和花卉等作物上均有显著增产或增效的效果。

海归学子的报国情怀

  在研究中张民了解到,我国包膜控释肥的研究落后美国、日本等发达国家。为改变我国包膜控释肥科研、生产技术与发达国家的差距,在最短的时间内赶超世界先进水平,张民在国外学习时,就决心在国内尽快发展包膜控释肥产业,用学到的知识回报培养自己的祖国和人民。

  2000年6月至2002年9月,张民在美国佛罗里达大学热带作物研究所做研究期间,以自己出色的工作业绩赢得了外国同事的好评。回国前,研究所的所长极力挽留张民在美国发展,并对张民说:“你在这里工作的这么好,真不想让你走!”此间,张民16岁的女儿来到美国读书,妻子也从国内来到美国。朋友们好心劝张民:“现在,一家人都在美国,应该考虑给女儿争取一张在美国的绿卡,先不要考虑回去了!”张民说:“留在美国,我主持承担的两项农业部课题,怎样完成?在美国虽然工作条件好,对孩子的成长更有利。但是,国内更需要我!”

  在国外期间,为了打消国内有关方面的顾虑,张民始终保持与学校领导和人事部门的电话联系。女儿18岁刚过,张民安顿好孩子在国外的学习和生活,就立即和妻子启程回国,他放心不下自己的科研事业,离不开自己的祖国!

  回到学校,他带领课题组的人员,一边着手选择合适的中试厂房,研究设计、建设完善热固性树脂包膜、热塑性树脂包膜、硫和硫加树脂包膜生产设备和工艺技术,一边试制、改进和创新包膜控释肥产品;一边选择地点,将各种包膜控释肥产品放在不同农作物上做肥效试验,一边参照国际、国内肥料产品的质量要求,制定和完善包膜控释肥生产的企业标准和质量检测标准;一边指挥包膜控释肥设备和技术创新,一边主持波尔多液营养保护剂制作技术及作物效应研究。时间紧,任务重,头绪多,张民带头实干,亲自盯在科研创新的第一线。新选中的中试生产车间,就在南校区附近,离学校仅7公里,张民忙起来不回家,一干就是20多天。今年国庆节,正赶上申报“包膜控释肥料产业化成果转化”的新项目,他连续几天不回家,撑不住了,就在沙发上眯一会儿,饿了就吃方便面,硬是在规定的一周时间内,完成了十几万字的申报材料。

  张民不大善于言表,不会说些大话,他把对祖国的热爱,对中国农业、农村、农民的深厚感情,都化作了实实在在的科技创新行动。他在工作中表现出的敬业奉献和敢于拼搏、舍身忘我的精神,感染和激励了他的同事们。如今,“包膜控释肥料的中试与示范”和“波尔多液营养保护剂制作技术及作物效应研究”两项课题,都按期完成和超额完成,以出色的工作成绩通过了农业部专家组的验收和省科技厅专家鉴定委员的鉴定,认为两项课题的研究均达到国际先进水平,在废旧塑料热塑性树脂和硫加树脂包膜技术方面居国际领先水平。他主持完成的“农田地下水质监控及防污技术的研究”等五项课题,分别获得“九五”国家重点科技攻关计划优秀科技成果、山东省科技进步二等奖等五项奖励,这完全得益于张民的实干精神。

  国家和人民的需要,是张民努力工作的精神动力。多年来,张民不断得到上级鼓励和支持。1997年被评为山东省优秀教师,遴选为山东省青年学术骨干与学科带头人。1998年被评为山东省优秀青年知识分子,1999年被授予山东省优秀共产党员荣誉称号。同年被评为山东省十佳中青年科技专家。2000年入选人事部“国家百千万人才工程第一、二层次”。

  张民坚定地认为,他主持农业部新上项目“包膜控释肥料产业化成果转化”,学校与山东金正大生态工程股份有限公司签订包膜控释肥生产技术许可合同,是我国包膜控释肥产业化发展的良机,包膜控释肥产品占领国内市场,走向国外市场的日子已经到来了。

 

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