項目第一完成人、山東省農科院土肥所劉兆輝研究員介紹,提高化肥利用率的最有效途徑之一是應用緩/控釋肥料,降低養分損失。但是由于目前所用包膜材料多為價格昂貴的高分子聚合物,生產工藝大部分采用流化床或類似的工藝,致使緩/控釋肥價格是常規肥料的3~8倍,難以在大田作物上應用。此外,高分子聚合物包膜材料在土壤中的殘留易造成二次污染,因此只有開發無污染型包膜材料和低成本生產設備及工藝,才能促進緩/控釋肥料廣泛應用。提高肥料利用率的途徑之二是推廣應用微生物肥料,活化土壤中固定的養分,提高養分有效性。目前可供利用的高效菌株以及微生物肥料吸附劑缺乏,限制了微生物肥料的大規模應用。提高中微量元素利用率的最有效途徑是制成螯合肥,由于螯合劑價格高,也難以大規模利用。
他表示,該項目成果從根本上解決了以上難題。首先,他們開發出了無殘留低成本緩/控釋肥包膜材料和中微量元素新型螯合劑,篩選出微生物肥料新菌株。他們創制的以鎂鋅氧化物、纖維素、水溶性聚合物為基礎原料組成的低成本、無污染緩/控釋肥料包膜劑,價格是國外和國內常用包膜劑的10%和20%左右。科研人員篩選誘變出4株高效解磷、解鉀微生物菌株,其解磷和解鉀能力比常規菌種提高32%和160%。他們研制出的以工業副產品為主要原料的新型螯合劑對中微量元素的螯合率比傳統螯合劑提高了5.2%~28.7%,價格只有傳統螯合劑的20%左右。
其次,他們發明了緩/控釋肥、有機肥和螯合肥生產節能降耗減排新工藝。低造價、低能耗緩/控釋肥轉鼓涂布連續生產工藝的生產成本是傳統流化床工藝的25%;高有機物含量工業廢水和生化污泥噴漿造粒工藝能夠將大量難處理的工業廢水和70%以上的生化污泥制成有機肥;處理畜禽糞便和秸稈物料的二段好氧發酵工藝的發酵時間比傳統工藝縮短25%~50%,發酵物含水量降低30%左右,發酵物既可作為微生物肥料吸附劑也可用于制作有機肥;螯合肥自結晶免烘干工藝,生產每噸產品可節約烘干能耗120千克標準煤。
再次,新成果推出了肥料生產核心設備。緩/控釋肥轉鼓涂布連續生產包裹機的造價低于常用流化床設備的10%;漿狀有機物料噴漿造粒設備可以使含水量55%~60%的有機漿狀物料直接噴漿造粒制成商品性狀優異的有機肥。
劉兆輝告訴記者,該項目迄今已獲授權專利32項,其中國家發明專利28項、實用新型專利4項、審批待授權美國專利2項。應用該技術生產的肥料可使作物增產6.2%~29.0%;微生物肥料使番茄Vc含量增加13.8%~25.8%;有機肥使蘋果可溶性固形物含量增加3.1%。施用緩/控釋肥與等氮量常規肥料相比,氮素利用率高8.8~26.5個百分點,硝態氮淋失降低35.9%~42.6%。微生物肥料能夠使氮、磷、鉀的利用率分別提高約7%、13%和16%。螯合肥料能夠使中微量元素利用率提高8~15倍。
目前,該成果已研發出緩/控釋肥、微生物肥、有機肥和滴灌肥等新型肥料產品52個,生產出各類新型肥料560余萬噸,產生直接經濟效益34.6億元,累計推廣面積2.1億多畝。