肥料是粮食优质丰产的重要因素之一。联合国粮农组织(FAO)统计资料表明,在提高单产的手段中,化肥对增产所起的作用占40%~60%。目前,世界发达国家化肥利用率平均为50%~60%,其中氮素为50%~70%,然而我国氮肥利用率仅为30%~35%,磷肥10%~25%,损失率高达45%以上。磷肥施入土壤后80%以上被土壤固定,每年通过淋溶、挥发等途径损失的化学氮素价值约合350~600亿人民币。此外,在农村面源污染中,化肥污染占30%~45%,全国每年约1300万吨氮进入大气和水体。因此,研发新型高效稳定肥料新技术、新产品,对于推动和支撑我国肥料产业的发展意义重大。
针对我国化肥生产和使用中存在的投入大、肥效期短、利用率低,造成大气和地下水体污染等问题,中国科学院沈阳应用生态研究所(以下简称生态所)历时三十多年,经过三代科学家的潜心工作,在多年从事土壤肥力、大豆根瘤菌、微量元素钼肥研究的基础上,从土壤农业化学、土壤酶学等基础学科出发,采用生物化学途径抑制土壤酶活性和硝化作用,延长肥效期,提高利用率,使肥料长效化,先后研制出长效尿素、长效碳铵、长效复合肥添加剂、氮肥增效剂等,其中,稳定性肥料还开创了产业化之先河。
加强产学研合作,助力企业创新发展
所谓稳定性肥料,是指经过一定工艺加入脲酶抑制剂或硝化抑制剂,施入土壤后能通过脲酶抑制剂抑制尿素的水解,或通过硝化抑制剂抑制铵态氮的硝化,从而使肥效期得到延长的一类含氮素肥料(包括含氮的二元或三元肥料和单质氮肥)。稳定性肥料具有肥效期长、养分利用率高等特点,发展稳定性肥料提升了我国新型肥料生产和使用水平。
2004年,生态所将稳定性肥料专利技术转让给锦西天然气化工有限公司,并成功开发了“缓释尿素”。产品具有环境友好、生态安全的特点,可将肥效期由普通尿素的40~50天延长到90~120天,提高氮素利用率10个百分点,作物平均增产8%以上,在等产量情况下平均节肥15%,不仅增加了肥效,也减少了资源浪费和环境污染,经济效益和生态效益都十分明显。2006年获得“辽宁省优秀新产品一等奖”。为了更好地推广应用,生态所与沈阳新型肥料工程技术研究推广中心、锦西天然气化工有限公司共同组建了“辽宁省肥料工程技术研究中心”,得到批准和经费资助,目前正合作开发40万吨/年大颗粒尿素。
2007年,生态所与(山东)施可丰化工股份有限公司全面合作,共建了“百万吨长效缓释复合肥生产基地”,首期65万吨生产线已经投入生产。同年,稳定性肥料技术成果获得辽宁省科技进步奖一等奖,2008年获国家科技进步奖二等奖。
成立缓控释肥试验示范协作网,把技术成果推向全国
2008年,生态所又与施可丰化工股份有限公司联合国内22家科研、推广机构成立了“全国缓控释肥试验示范协作网”,旨在把稳定性肥料的试验范围扩大至全国。示范协作网覆盖了全国22个省份,试验示范作物包括水稻、玉米、小麦、大豆、棉花、甘薯、花生、油菜、胡萝卜、大葱、大蒜、姜、苹果、菠萝、甘蔗、荔枝、柑橘、橡胶、香蕉、龙眼、茶叶等21种作物,涵盖的土壤类型、作物种类繁多,对深度研究不同作物专用肥配方、施用技术,对验证稳定性肥料的性能起到了积极的作用。
2010年,在全国的57个示范点进行了197项示范试验,在多个地区干旱、多雨寡照、春季低温的恶劣气候影响下,试验示范区仍取得了平均增产12.13%、农民亩增收48.7元/亩的好成效。
制定行业标准,壮大稳定性肥料产业技术战略联盟
由于稳定性肥料技术成果的卓越表现,短短几年,稳定肥料市场获得了蓬勃发展。为了规范市场秩序,引导市场健康发展,制定一个统一的稳定肥料标准成为产供销各方的普遍要求。2010年,由生态所牵头,上海化工研究院、郑州大学、施可丰化工公司、黑龙江爱农复合肥料公司、锦西天然气化工有限公司、石家庄市中嘉化肥公司等单位参与,制定了《稳定性肥料行业标准》,2011年3月正式实施。在标准的制定过程中,整合了相关资源,扩大了稳定性肥料的影响,理顺了各方关系,维护了市场秩序,有力地保障了稳定性肥料产业的健康发展。
为了理顺各方关系,协调各方利益和诉求,2010年12月,生态所联合施可丰化工股份有限公司、黑龙江倍丰农资集团公司、锦西天然气化工有限公司、云南农家乐复合肥公司、河北中嘉复合肥公司、广西新胜利农业生产资料公司、吉林农科院土肥所等企业与从事肥料研究的科研院所、大专院校共计68家单位,自发组建了稳定性肥料产业技术联盟。会员间资源共享,共同研究开发共性技术问题,协同合作进行普及宣传和市场开拓,规范稳定性肥料经营,集中攻克稳定性肥料中的成本及新材料等问题,为稳定性肥料产业的研发和持续发展奠定了坚实基础。
灵活应对需求变化,引领技术转移、成果转化机制的发展与创新
在稳定性肥料技术成果转移转化过程中,生态所对外合作采用了 指导-服务式的运行机制,即“镶嵌式”的转化模式,同时附加技术服务。生态所将技术转化为一种添加剂产品,通过提供添加剂实现技术的转移和转化。
最初为了使稳定性肥料尽快得到应用,生态所采用了“撒网式”的推广模式,在全国范围内进行大面积推广。截至2008年,稳定性肥料技术已在全国48家企业投产应用,品种达60多个,占国内缓控释肥总量的85%以上。随着“撒网”的区域越来越大,肥料市场布局出现了重复,同类产品的竞争常导致冲突的发生。为了解决这些问题,生态所在2009年确定了“重新规划,合理布局,稳步发展”的方针,市场运作由“扩展客户”转向“稳定客户,扶持大客户”。针对客户不同需求和产品特点,向客户提供高品质、全方位的产品规划、市场规划、营销人员培训等服务。为老客户设计了适销对路的长效缓释专用性肥料;对大客户的市场进行了重新规划,增添了不同品牌的产品;对新客户进行市场分区规划,使之由易到难,品种逐步增加。这些措施推出后获得各方好评,客户数量随之稳步增加。
在抓好技术成果转移转化的同时,生态所十分重视稳定性肥料技术的发展与创新。“十一五”期间,该所牵头承担了国家重大科技支撑计划项目“新型高效肥料创制”,已在高效新型肥料创制关键技术、重大新产品创制及平台建设与发展战略三个层面开展工作,取得重要进展。目前,生态所正积极推进国家科技支撑课题“稳定性肥料关键技术研究及产业化”课题研究。他们将再接再厉,持续创新,进一步推动稳定性肥料技术成果转化,为我国稳定性肥料工业的发展做出更大贡献。
项目负责人简介
景红双,女,中国科学院沈阳应用生态研究所科技处副处长兼院地合作办副主任。自2002年从事院地合作和成果转移转化工作以来,负责该所面向国家战略需求、面向市场,积极承担国家各类科技计划项目和研究所科技成果转移转化工作,通过平台建设和承担国家科技任务,挖掘研究所技术创新原动力;通过全方位、多角度宣传、推介科技成果,提高了地方和企业对生态所的认知度;通过成果转移转化,加深了生态所与地方政府、企业,科学家与企业家之间的密切交流,以执着的敬业精神,带动了一支奉献在科技成果转化战线的科学家队伍,与时俱进的精神面貌,为生态所的科技合作和成果转移转化工作开创新局面。
带领的团队于2007年、2009年度获得中国科学院院地合作先进集体;2009年获“中国首届产学研合作”先进集体; 2010 年 “长效缓释肥技术推广与应用”获中国产学研合作“创新成果奖”。2013年“稳定性肥料产业化”项目获中国产学研合作创新成果奖等。个人也多次获沈阳市科技局技术市场金桥奖先进个人,第六届中国技术市场金桥奖先进个人等荣誉。