編者按 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園一角,一間不起眼的平房。
這里是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)新肥料資源研究中心廖宗文教授的住所兼辦公室。不足20平米的狹小空間中,年過6旬的老教授完成了“促釋肥料活化劑”理論和“低碳技術(shù)”的研究。
“低碳技術(shù)是肥料界的一場(chǎng)革命,是肥料科技創(chuàng)新最新制高點(diǎn)”,對(duì)于肥料的低碳技術(shù),業(yè)界專家不吝贊美之辭。在嗅覺敏銳的肥企老總們眼中,“肥料活化劑”和“低碳技術(shù)”的研究成果也絕不僅是只適合校園傳承的理論。6種活化劑在中低磷礦、 尿素中實(shí)際試驗(yàn)成功,在鉀肥實(shí)驗(yàn)室里試驗(yàn)成功,這些事實(shí)讓他們相信,廖教授的研究成果將會(huì)是下一個(gè)行業(yè)金礦,在礦產(chǎn)資源供應(yīng)日益告急,行業(yè)頻亮紅燈的時(shí)代背景下,誰(shuí)能爭(zhēng)取到低碳技術(shù),誰(shuí)就能引導(dǎo)行業(yè)下一個(gè)十年的風(fēng)騷。于是通過各種渠道,企業(yè)家們先后叩開這間小平房,希望能爭(zhēng)取到第一個(gè)合作的機(jī)會(huì),吃到行業(yè)的第一只“大螃蟹”。
那么,什么是肥料的低碳技術(shù),促釋型高效肥又如何實(shí)現(xiàn)低碳排放的這個(gè)業(yè)界矚目的目標(biāo),它與現(xiàn)代社會(huì)熱議正酣的“低碳經(jīng)濟(jì)”又有著怎樣千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系呢?為此,南方農(nóng)村報(bào)記者特約廖教授作了一次面對(duì)面的專訪,揭開了低碳技術(shù)的面紗。
①低碳經(jīng)濟(jì)背景下肥料革命
目前,華南農(nóng)大新肥所的活化劑已經(jīng)在磷、氮、鉀、鎂、硅等大量中量元素肥中取得了突破。僅針對(duì)磷礦就研制成功了6種有機(jī)類和無(wú)機(jī)類活化劑,不僅能突破中低品位的磷礦不好利用的產(chǎn)業(yè)難題,而且能徹底解決普通磷礦生產(chǎn)中的高能耗、高酸耗技術(shù)難題。
記者(以下簡(jiǎn)稱記):在“低碳經(jīng)濟(jì)”被全球矚目之后,您倡導(dǎo)的肥料業(yè)低碳技術(shù)是一個(gè)什么概念?
廖宗文(以下簡(jiǎn)稱廖):作為我國(guó)化工行業(yè)的高能耗、高排放的代表產(chǎn)業(yè),肥料低碳技術(shù)改造與這個(gè)經(jīng)濟(jì)名詞緊密相關(guān)。目前,我國(guó)肥料行業(yè)的發(fā)展普遍還處在“高碳經(jīng)濟(jì)”時(shí)代,特別是肥料生產(chǎn)過程中的高能耗、高酸耗、高污染排放的問題十分突出。肥料業(yè)低碳技術(shù)的目標(biāo),就是要在肥料生產(chǎn)、流通、使用等環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)低碳使用和排放,這一技術(shù)目標(biāo)與全球熱議的低碳經(jīng)濟(jì)理念一脈相承,也符合國(guó)家對(duì)化肥行業(yè)整合改造、節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策措施。
具體到華南農(nóng)業(yè)大學(xué)新型肥料研究所的研究項(xiàng)目,就是以活化劑的活化態(tài)有效性為基礎(chǔ),降低肥料能耗,消滅肥料酸耗,從而達(dá)到縮減碳排放,節(jié)能減排的目的。目前,低碳技術(shù)已經(jīng)在中低品位磷礦的利用上取得了突破性進(jìn)展,在低溫、無(wú)酸的生產(chǎn)條件下,肥料生產(chǎn)僅需要普通的混合攪拌設(shè)備,就能實(shí)現(xiàn)對(duì)中低品位磷礦的肥效利用,而且肥效完全不輸于普通的高品位磷礦制造的磷肥,目前,低碳技術(shù)制造的高效磷肥已經(jīng)在10多種大田作物上做試驗(yàn)取得了成功,具備產(chǎn)業(yè)化的條件。
記:能否簡(jiǎn)單介紹一下您和您的華南農(nóng)大新肥所團(tuán)隊(duì)搞出的肥料低碳技術(shù)?
廖:我們所做的低碳技術(shù)是以肥料活化劑為依托的。在活化劑作用下,肥料礦石和肥料成品在低溫條件下經(jīng)簡(jiǎn)單攪拌混合就能完成活化過程,并具備了按需共給、按需釋放的的動(dòng)態(tài)平衡施肥能力,在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)肥效不低于傳統(tǒng)肥料。使用了低碳技術(shù)活化劑的肥料,生產(chǎn)過程節(jié)能、無(wú)酸；使用過程省肥、促釋；最終結(jié)果增產(chǎn)增收。
低碳技術(shù)正是由活化劑而來(lái)。由于活化劑參與肥料生產(chǎn)是在低溫下進(jìn)行,為節(jié)能提供可能。這是低碳排放的第一個(gè)要素；而活化劑肥料無(wú)須強(qiáng)酸參與反應(yīng)和化成,又實(shí)現(xiàn)了肥料生產(chǎn)低碳排放第二個(gè)要素；目前,我們?nèi)A南農(nóng)大新肥所的活化劑已經(jīng)在磷、氮、鉀、鎂、硅等大量中量元素肥中取得了突破。僅針對(duì)磷礦,我們就研制成功了6種有機(jī)類和無(wú)機(jī)類活化劑,不僅能突破中低品位的磷礦不好利用的產(chǎn)業(yè)難題,而且能徹底解決普通磷礦生產(chǎn)中的高能耗、高酸耗技術(shù)難題,為磷復(fù)肥產(chǎn)業(yè)低碳排放提供了技術(shù)支持。
②來(lái)自于雞豬糞的重要啟示
只要肥料達(dá)到了一般水溶性,并能實(shí)現(xiàn)按需釋放,就能達(dá)到肥料釋放和作物需求的動(dòng)態(tài)平衡。接受了這個(gè)概念突破,就能從經(jīng)典的靜態(tài)肥效評(píng)價(jià)指標(biāo)中跳出來(lái),才敢于在低溫、無(wú)酸的條件下,促成可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的活化劑。
記:作為低碳技術(shù)的核心支撐,活化劑從何而來(lái)?你又是如何鎖定這個(gè)核心呢?
廖:這里面的確有運(yùn)氣成分,但最終還是靠10多年的堅(jiān)守。很多農(nóng)戶在施肥上都曾有過一個(gè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),將腐熟的雞糞、豬糞與磷礦粉攪拌混合后再施用,比單純的施用磷肥效果要好上幾倍。在這里雞糞、豬糞與磷礦粉不經(jīng)意的混合中,起到了對(duì)磷肥活化的功能性作用,使得磷肥具備了一定的“按需供肥”的能力,被活化磷礦粉的肥效也得到了一定的提高。
鑒于這個(gè)現(xiàn)象的啟示,我們確立了肥料活化理論的方向。后來(lái),又在糖廠、味精廠、酒精廠廢渣里找到了比雞糞、豬糞更廉價(jià)、更高效的活化劑,最終完把活化劑理論的概念落到了實(shí)處。而活化劑研究成功了,低碳技術(shù)就有了實(shí)現(xiàn)的可能。當(dāng)然,要從豬糞、雞糞中于磷礦粉的簡(jiǎn)單聯(lián)系中跳躍到在工業(yè)廢棄物尋找活化劑,完全碰運(yùn)氣也不可能。在研究這個(gè)課題之前,我搞了10多年的工業(yè)廢棄物的農(nóng)用研究,正是這些研究成果讓我能夠大膽在“體制外”尋找創(chuàng)新的可能性,這才有了后來(lái)的研究方向的確定。
記:從雞糞、豬糞中搞理論并尋求產(chǎn)業(yè)化,這一定會(huì)是一個(gè)枯燥的過程吧?能說(shuō)說(shuō)突破口在哪里嗎?
廖:枯燥不是最大困難,最難的是對(duì)已有概念體系的突破。雞糞、豬糞對(duì)磷礦粉的作用,這是一個(gè)普通的施肥經(jīng)驗(yàn),但堅(jiān)持在這個(gè)現(xiàn)象啟示下探索的人卻并不多,聯(lián)系到節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)更是少之又少。為什么呢?概念很難突破。
大家都知道,肥料界的利用率理論是在體制內(nèi)進(jìn)行的,很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),國(guó)內(nèi)外關(guān)于肥料利用率和有效性的評(píng)價(jià)指標(biāo)都是靜態(tài)理論,肥料有效性的經(jīng)典概念重點(diǎn)一直落腳在水溶性和枸溶性上,通俗講就是速溶。而目前速溶磷肥的實(shí)現(xiàn)無(wú)一例外要依賴高溫煅燒或者大量耗酸,因此磷肥界的工藝改進(jìn)都是循著節(jié)酸、節(jié)能工藝改進(jìn),但這是在“體制內(nèi)”的改進(jìn),不論作多大的努力,能耗和酸耗始終必不可少,低碳排放也無(wú)從實(shí)現(xiàn)。
但如果跳出這個(gè)快速水溶性的概念束縛,只要肥料達(dá)到了一般水溶性,并能實(shí)現(xiàn)按需釋放,就可能肥料釋放和作物需求的動(dòng)態(tài)平衡。接受了這個(gè)概念突破,我們就有可能從經(jīng)典的靜態(tài)肥效評(píng)價(jià)指標(biāo)中跳出來(lái),才敢于在低溫、無(wú)酸的條件下尋找肥料制造的另一條道路,最終促成我們尋找到了可以大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的肥料活化劑。
③“低碳”和“低成本”兼得
目前,根據(jù)在廣東、廣西、貴州、四川等地的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),無(wú)酸高效磷肥不僅能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的低碳排放,而且能在等重施肥的條件下與普通過磷酸鈣肥效相當(dāng)或者略優(yōu)。
記:采用低碳技術(shù)制造的無(wú)酸磷肥在肥效上有哪些突破?
廖:關(guān)于肥效的問題,我們引入磷肥動(dòng)態(tài)水溶性的概念。動(dòng)態(tài)水溶性是相對(duì)于普通磷肥技術(shù)靜態(tài)水溶性而言的一個(gè)創(chuàng)新。
傳統(tǒng)的速效水溶性磷肥測(cè)定方法是根據(jù)水溶性的速度來(lái)判斷肥效,這些磷肥均有供肥速度過猛,前期養(yǎng)分富余,后期易脫肥的缺點(diǎn)。而動(dòng)態(tài)水溶性標(biāo)準(zhǔn)下,利用我們首創(chuàng)的技術(shù),活化態(tài)(高效)磷肥可實(shí)現(xiàn)一般水溶性條件下磷釋放與作物吸收的動(dòng)態(tài)平衡,說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)就是“作物需要吃多少磷,我們就供給多少磷”。
這樣就克服了現(xiàn)有的磷肥產(chǎn)品(過磷酸鈣、磷銨)普遍存在的前期過高、后期不足的缺點(diǎn),大大提高磷肥的利用率。目前,經(jīng)過研究所在廣東、廣西、貴州、四川等地的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),高效磷肥不僅能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的低碳排放,而且能在等重施肥的條件下與普通過磷酸鈣肥效相當(dāng)或者略優(yōu)。
記:低碳技術(shù)生產(chǎn)的高效肥料肥效好是好事,但生產(chǎn)成本會(huì)不會(huì)因此而提高成為產(chǎn)業(yè)化的障礙?
廖:我知道這個(gè)問題的重要性,肥料科學(xué)研究是一回事,能不能產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵就看成本。但我可以自信告訴你,活化劑產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了三項(xiàng)突破,都是低成本的方式。
第一,我們研制活化劑,都是從味精廠、糖廠、酒精廠等工農(nóng)業(yè)廢棄物中篩選加工而來(lái),成本極其低廉,以磷肥為例,目前每噸高效磷肥的活化劑成本僅為50元,現(xiàn)在已經(jīng)找到了適合不同類型磷礦的有機(jī)類和無(wú)機(jī)類活化劑共6種之多。有人會(huì)認(rèn)為增加50元的生產(chǎn)成本,但我們的這項(xiàng)技術(shù)可直接利用現(xiàn)有技術(shù)難以采用的低品位磷礦,最低為18%全磷(P2O5)。目前低品位磷礦普遍比高品位磷礦價(jià)格低130-200元/噸。僅此一項(xiàng)高效磷肥生產(chǎn)成本大大降低。同時(shí),由于活化劑加入生產(chǎn)過程后,實(shí)現(xiàn)低溫?zé)o酸生產(chǎn),這一低碳生產(chǎn)程序,又節(jié)省了磷肥制造的供酸成本、和設(shè)備防腐成本,根據(jù)我們的綜合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),高效磷肥比普通過磷酸鈣價(jià)格每噸制造成本約低200-400元,不但實(shí)現(xiàn)了低碳目標(biāo),而且一點(diǎn)也“不費(fèi)錢”。
第二,低碳技術(shù)高效肥除了在制造環(huán)節(jié)中有低成本優(yōu)勢(shì)外,在使用環(huán)節(jié)中也能實(shí)現(xiàn)低碳和節(jié)肥目標(biāo)。利用活化劑攪拌處理過的氮肥和復(fù)合肥,能在肥料外圍形成一種特有的肥效“保護(hù)膜”,一方面可大大減少肥料使用過程中產(chǎn)生溫室氣體的幾率,另一方面可實(shí)現(xiàn)肥料的緩釋控釋,提高肥料利用率。
第三,低碳技術(shù)高效肥料的運(yùn)輸過程也可節(jié)省成本。
這三個(gè)突破加起來(lái),保守估計(jì)可以節(jié)約30%以上的成本。
■資料鏈接
廖宗文教授介紹
廖宗文,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院教授,兼任中國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)會(huì)有機(jī)肥專業(yè)委員會(huì)副主任和中國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)會(huì)新型肥料專業(yè)委員會(huì)副主任、廣東肥料協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、廣東微量元素與食物鏈研究會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、廣東化工協(xié)會(huì)生化專業(yè)委員會(huì)副主任。
其主要研究成果包括:提出有機(jī)肥生產(chǎn)工業(yè)化、產(chǎn)品系列化、投入商品化和廢物資源化,提出在廢物資源化基礎(chǔ)上向功能化發(fā)展,并成功地把糖業(yè)、畜牧業(yè)、礦冶廢物廢液共20多種用于商品有機(jī)復(fù)合肥和控釋肥生產(chǎn)。開發(fā)出高效活化磷肥、木屑秸稈快速腐熟、畜糞脫臭等,已在華東、西南、華南和黑龍江省應(yīng)用推廣。該成果先后獲得部、省、市獎(jiǎng)勵(lì)多項(xiàng)。
近年來(lái)在利用廢物資源作控釋材料,首創(chuàng)緩釋-促釋雙向調(diào)控技術(shù)、開發(fā)包膜及非包膜技術(shù)研制N、P、K和微量元素控釋肥方面獲重要進(jìn)展。在實(shí)踐基礎(chǔ)上開拓施肥節(jié)水、施肥防病、施肥控污和制肥節(jié)資(能)等低碳技術(shù)新途徑,并在復(fù)合保水材料研制水肥一體化調(diào)控和生物有機(jī)肥防治番茄青枯病等土傳病害的應(yīng)用及機(jī)理研究方面取得重要成果。
