作者:贺晓航 杨琪 来源:中国科学报 发布时间:2015-2-2
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科技助势农业升级

 

■本报通讯员 贺晓航 记者 杨琪

日前,作为院企合作促进农业产业升级的典型案例,中国科学院合肥物质研究院技术生物所研究员吴跃进课题组与河南心连心化肥有限公司联合科技攻关项目引起了广泛关注。可以说,这是中科院科研人员围绕“三个面向”,真正为社会做实事,将服务国家和产业需求落到实处的集中体现。

“求智若渴”呼唤科技助力

河南心连心化肥有限公司是国内化肥行业的龙头企业。目前,其拥有尿素210万吨、复合肥75万吨的年生产能力,尿素产能河南省第一、全国前三,于2007年和2009年分别在新加坡和中国香港联合交易所主板挂牌上市。目前,整个肥料产业大变革趋势日益明显,这家企业保持着良好的市场口碑和盈利能力。

“未来化肥产业的发展,必须依靠技术创新,探索适合未来农业发展趋势的产品,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。”心连心董事长刘兴旭告诉记者。

不仅对于心连心而言是如此,整个化肥行业都面临着产业升级问题。调查数据显示,中国以占世界9%的耕地,消耗了世界1/3的化肥,单位面积用量是世界平均水平的3.7倍,而每公斤养分所增产的粮食却不及世界的1/2。以尿素产品为例,产量占氮肥60%以上,普遍存在利用率低下、缓控释尿素成本高等问题。

心连心作为我国尿素产能最大的企业之一,为了通过科技创新,提升产品竞争力,2011年,其与中国科学院合肥物质研究院签订了研发新型控失尿素的任务书。双方希望通过院企合作,研发核心技术和工艺,解决尿素产品升级问题,实现企业差异化战略。

缩短实验到规模化生产距离

经过反复实验和研究,吴跃进课题组成功研发出新型控失肥料“环境友好低成本内质包裹型缓释尿素”。利用特种设备将粉体高分子复合材料加入到尿液,形成控失剂—尿素混合体。产品施入土壤,遇水(包括灌溉水或降雨等)便吸水膨胀,形成吸水层,迅速组装成蜂巢状或者海绵状的结构,减缓氮流失。实验显示,新型控失肥料添加组分来源广泛且环保无污染,可提高肥料利用率,解决包膜控释肥料生产成本较高及包膜材料二次污染的瓶颈问题。

在整个项目执行过程中,让科研人员倍感困难的并不是技术实验和机理研究,而是如何让产品和技术走出实验室,将控失尿素配方和企业生产工艺完美结合,真正实现规模化生产。

这其中充满了艰辛。比如,这需要科研人员与企业进行反复磨合、建立相互信任的合作模式,他们双方才能共同攻克在规模化生产过程中出现的一道道技术和工艺难关。其间,课题组科研人员不断深入心连心厂家生产一线现场解决问题,帮助提供设计思路、选择配套设备、改善生产线,与企业一起共同商定产品检测标准,直到产品实现规模化生产投放市场。

以改进工艺为例,由于新型控失剂是粉剂产品,在现代尿素工业生产中存在添加困难、混合困难的问题。研究人员对原有工艺流程进行研究改进,通过引入粉体输送泵将控失剂成功输送至脲浆管道中解决了添加难问题。同时,通过气液分离,使控失剂与脲浆快速高效混和均匀,解决了混合难问题,最终实现控失尿素的工业化规模生产。

促进科技成果转化为产业优势

项目执行期间,企业生产新型控失尿素以及尿基复合肥13.7万吨,产值3.4亿元,获得直接经济效益5600万元。新产品核心技术具有自主知识产权,已经获得4项专利授权,建立新产品企业和地方标准各一个。新产品在东北北大荒、河南、安徽的小麦、玉米、水稻、棉花等作物的肥效试验示范中,增产、节本、增效作用明显,目前,累计推广340万亩,增加社会效益5.5亿元。

从农业产业角度看,提高氮肥利用率的同时,减少环境污染,“一茬作物只须施一次肥”的施肥方式为农民节省了人力物力。同时,新型控失尿素的环境效应研究证明:与普通尿素相比,新产品可减少氮素径流和淋溶,减少CO2、N2O等温室气体和NH3环境排放20%以上;利用模式生物对控失材料的生物安全性进行评价证明:添加材料无毒无害、环境友好。

心连心通过院企合作完成了生产过程和产品功能的创新,这些来自市场和产业的数字也印证了实现企业与科研机构间的有效“化合”,而不是简单“混合”,不仅能为企业带来实实在在的经济效益,更是促进产业升级,实现产学研一体化的有效途径。

2014年7月份,“环境友好低成本内质包裹型缓释尿素”联合攻关项目顺利通过验收。目前,双方正在探讨持续合作,共建中国氮肥工业(心连心)技术研究中心,继续发挥科技在企业发展中的支撑和引领作用。

《中国科学报》 (2015-02-02 第6版 进展)
 
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