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低成本易降解肥料用缓释材料创制与应用
日期:2014-04-03 


  主要完成单位:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
  主要完成人员:张夫道,张建峰,杨俊诚,王玉军,黄培钊,王学江
  起 止  时 间:1996年1月—2010年12月
  获 奖  情 况:2013年国家技术发明奖二等奖
  内 容  提 要
  本项目针对国内外缓释材料降解难、成本高,缓释肥生产效率低的三大技术难题,自1996 年开始开展了系统研究,取得了重大技术突破,在同类技术中达到国际领先水平。
  1、发明了低成本,易降解的系列肥料用缓释材料,解决了成本高、降解难的技术难题
  选择风化煤、煤矸石和粘土等为原料,采用纳米材料技术和现代高分子化工技术,以水为分散相和连续相,研制出13 种纳米-亚微米级(10-450nm)水溶性缓释材料,在土壤中60-180 天内微生物降解率达98%以上;由于比表面积大,应用于缓释肥料生产时,用量少(0.5wt%-2.3wt%),成品率提高了25wt%-30wt%,材料附加成本仅为国内外缓释肥生产附加成本的1/20-1/10。
  2、研制出大田作物用缓/控肥料生产工艺,解决了肥料利用率低、养分流失量大的技术难题
  根据所研制的各类缓释材料生物降解时间的差异和特性,创制了60-200 天释放养分的内质型、胶结型和胶结包膜型缓释肥生产工艺,按照每种大田作物不同生育期对养分需求比例,将这些不同时间段释放养分的缓释肥进行组合,保证了缓释肥养分释放速率与大田作物需肥规律基本吻合。大田作物田间试验结果表明,施用本专用缓/控释肥料比等NPK 处理增产16.7%-37.2%;肥料氮利用率提高15-35 个百分点。
  3、研制出缓释肥生产关键设备,提高了肥料生产率,实现了规模化连续生产
  根据主要大田作物用缓/控释肥料生产工艺,研制出可连续生产2-3 个时间段释放养分的关键设备,其中包括高塔内质型缓释肥生产设备、水溶性缓释材料包膜圆筒等,单条生产线生产能力为30 万吨/年,是目前世界上生产率最高的缓释肥专用设备,实现了工业化生产。
  4、产业化应用效益显著
  本项发明技术已在广东、山东、河南等地有关大型企业实现了产业化应用,2009-2012 年已生产、销售大田作物用缓/控释肥524.7 万吨,总产值1212427.1万元,利税102856.7 万元,施用面积10494 万亩,环境、经济、社会效益显著。
  本项目共获得授权国家发明专利21 项,发表论文68 篇,出版专著1 部,培养博士、硕士研究生和博士后26 名;本项目丰富了生态学、土壤学、植物营养学等学科的内容,对我国肥料行业发展和科技进步产生重大影响。






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