化肥被譽為糧食的“糧食”,但在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,傳統(tǒng)化肥的利用率僅為30%左右,一組數(shù)據(jù)顯示,我國擁有世界上9%的耕地,卻消耗了全球30%的化肥。多余的化肥養(yǎng)分造成土地板結、水體富營養(yǎng)化、土地沙化等問題。
近年來,隨著化肥弊端的日益凸顯,如何不過多使用化肥,就能讓農(nóng)作物“吃飽”,成了肥料研制的新方向。
近日,在湖北大學與沙湖公園共同創(chuàng)辦的武漢市公園首個生物物質循環(huán)利用基地,我校資源環(huán)境學院教授劉俊松推廣了他的新型化肥———生物酵素,并進行了現(xiàn)場施用示范。
劉俊松介紹,自然分解枯枝落葉至少要花半年以上的時間,而使用這種生物酵素分解,在夏天僅需要10天就能轉換為可使用的有機肥。
2006年,劉俊松回國,入職湖北大學,十余年來,他通過對英國、美國、日本等國家的肥料專利技術特點研究,探索符合中國國情的新型肥料研究道路,在生物控釋肥料和生物酵素領域取得了突破性發(fā)展,同時不斷探索產(chǎn)研結合,推動新型肥料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
近年,劉俊松先后入選國家“千人計劃”特聘專家、湖北省“百人計劃”、“光谷3551人才計劃”、武漢市城市合伙人,通過對控釋肥料的研究,得到相關專利30余項,生物酵素發(fā)明專利10余項,承擔控釋肥國家、省、市級科研項目十多項,出版關于我國高科技肥料專利戰(zhàn)略研究報告,以第一作者身份在國內外公開發(fā)表學術論文40余篇,出版中外學著5部。
留學十余載 積累新型肥料研發(fā)經(jīng)驗1998年,劉俊松在日本博士畢業(yè)后,被日本皇家企業(yè)CHISSO株式會社選中,成為這家公司中唯一一名外籍研究員,開始控釋肥料產(chǎn)品開發(fā)和相關應用技術的研究。
劉俊松介紹,早在上世紀六十年代美國最早研發(fā)出控釋肥料,日本、英國、法國等國家也相繼研發(fā)出自己的肥料?!熬腿毡镜目蒯尫柿蟻碚f,其包膜主要是PE材質,價格較高且不容易被分解,所以主要用于花卉等高檔植物,不能被大規(guī)模使用,被視為肥料中的‘貴族’?!?br> 2006年,劉俊松帶著多項在發(fā)達國家從事研究取得的高科技研究成果回國,先后在中國科學院西安土壤肥料研究所和湖北大學資源環(huán)境學院工作,并創(chuàng)辦武漢新型肥料工程技術研究中心。
“濫施肥料,導致環(huán)境污染十分嚴重,還關系到我國食品安全問題,因此研發(fā)新型肥料是當前和今后一段時期我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重大戰(zhàn)略問題,我十分希望為中國的新型肥料研究貢獻一份力量。”劉俊松介紹,自己在日本從事的就是相關作物的控釋肥料研究,而中國、日本、東南亞等國家都是水稻作物的主要產(chǎn)區(qū),肥料需求量大,因此之前的所學正是回國后的發(fā)展所需。
研發(fā)符合中國農(nóng)作物“口味”的肥料回國后的劉俊松發(fā)現(xiàn),“國內沒有控釋肥料的相關研究,也沒有現(xiàn)成的加工設備供樣本的制作?!彼业教K南郊區(qū)的一家工廠,按照當時國內肥料的生產(chǎn)要求和中國土壤的特征,生產(chǎn)出符合中國農(nóng)作物“口味”的控釋肥料?;蔬_到了日本同類產(chǎn)品的技術標準,打破了西方國家高科技對我國的封鎖。
隨后,劉俊松寫出十余項適合水稻、柑橘、茶葉生長的控釋肥專利技術,并全部獲得國家授權。其中一種雜交早稻和中稻專用控釋復合肥及其制造方法,獲得2007年香港國家專利發(fā)明博覽會專利發(fā)明獎金,被英國知識產(chǎn)權局評估其價值高達12億美元。
與之前在日本生產(chǎn)的控釋肥料不同的是,劉俊松研制的控釋肥,利用率達到90%,對環(huán)境友好。他介紹,通過將原有的PE材質的包裝膜改為采用鋸末和高分子納米膜,可以更好地調節(jié)肥料釋放,且可根據(jù)土壤特性和農(nóng)作物的生長周期來定制控釋肥,施一次肥管農(nóng)作物一個生長周期?!鞍b膜的材質改良之后,降低了成本,同時根據(jù)每種農(nóng)作物自己的特性,為他們‘量身定做’控釋肥,更有利于養(yǎng)分的吸收?!?br> 在劉俊松的辦公室和家里,擺放著十幾種近年來自主研發(fā)的實驗成品和控釋肥料的樣品。目前劉俊松可以針對草莓、茶葉,柑橘,水稻等不同的農(nóng)作物的生長周期,研制其對應的控釋肥料。
“因其成本原因,國外在很長一段時間里沒有大規(guī)模推廣控釋肥,國內推廣目前也存在同樣的問題。但是,就中國目前化肥使用及土地污染等現(xiàn)實環(huán)境而言,控釋肥的應用價值非常廣闊?!眲⒖∷烧f。
加強校企合作 助推中國“化肥革命”
“要讓中國的農(nóng)民真正用上綠色肥料,讓肥料研究真正實現(xiàn)其社會效益和經(jīng)濟效益,就必須走科研與企業(yè)合作開發(fā)的道路?!眲⒖∷烧f。
回國多年來,他一方面加強研究適合中國國情的新型肥料,一方面不斷摸索校企合作道路。隨著對控釋肥料的相關技術的掌握,2008年,劉俊松開始與中化化肥、中海油合作,建立了這些企業(yè)的控制肥料的研發(fā)中心,并將控釋肥在華南部分地區(qū)進行推廣,實現(xiàn)了農(nóng)作物高吸收,低污染的理想效果。
近年,劉俊松又針對我國土壤沙化日益嚴重,土壤有機質成分低等問題,在研發(fā)生物酵素有機質肥料,在關鍵的微生物菌種制備和生產(chǎn)上獲得突破。
“控釋肥仍然是無機肥料,使用后容易造成土壤退化等問題,而利用有機肥后就可以彌補這一缺陷。”在湖北大學與沙湖公園的合作推廣生物質循環(huán)利用的現(xiàn)場,劉俊松展示了他所研發(fā)的生物酵素。他介紹,該生物酵素相比從日本進口的生物酵素,富含酵母菌、乳酸菌等更多的有益菌,且價格更低,目前已在湖北、江蘇等地做定點推廣。劉俊松還將100多公斤的生物酵素有機肥料菌種贈送給了新洲區(qū)的農(nóng)戶和肥料公司,得到了企業(yè)和許多農(nóng)戶的青睞。
“農(nóng)村有大量的秸稈廢物,土地也經(jīng)過多年的耕種需要改善,所以我們要為更廣大的農(nóng)民群眾服務。”劉俊松說,希望生物酵素有機質肥料和控釋肥料一道,解決化學肥料利用率低和我國土壤退化、有機質含量低、有機質發(fā)酵中高效微生物依賴進口的技術等難題。
2017年,國家在肥料研究方面投入10多億,用于包括控釋肥在內的新型肥料研發(fā)和生產(chǎn),從源頭改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的污染問題?!坝辛藝业姆龀郑滦头柿系膬r格才能減下來,企業(yè)才有生產(chǎn)的動力?!眲⒖∷烧f。