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刘俊松:

探索新型肥料技术 助推中国“化肥革命”





  化肥被誉为粮食的“粮食”,但在我国农业生产中,传统化肥的利用率仅为30%左右,一组数据显示,我国拥有世界上9%的耕地,却消耗了全球30%的化肥。多余的化肥养分造成土地板结、水体富营养化、土地沙化等问题。
  近年来,随着化肥弊端的日益凸显,如何不过多使用化肥,就能让农作物“吃饱”,成了肥料研制的新方向。
  近日,在湖北大学与沙湖公园共同创办的武汉市公园首个生物物质循环利用基地,我校资源环境学院教授刘俊松推广了他的新型化肥———生物酵素,并进行了现场施用示范。
  刘俊松介绍,自然分解枯枝落叶至少要花半年以上的时间,而使用这种生物酵素分解,在夏天仅需要10天就能转换为可使用的有机肥。
  2006年,刘俊松回国,入职湖北大学,十余年来,他通过对英国、美国、日本等国家的肥料专利技术特点研究,探索符合中国国情的新型肥料研究道路,在生物控释肥料和生物酵素领域取得了突破性发展,同时不断探索产研结合,推动新型肥料的产业化发展。
  近年,刘俊松先后入选国家“千人计划”特聘专家、湖北省“百人计划”、“光谷3551人才计划”、武汉市城市合伙人,通过对控释肥料的研究,得到相关专利30余项,生物酵素发明专利10余项,承担控释肥国家、省、市级科研项目十多项,出版关于我国高科技肥料专利战略研究报告,以第一作者身份在国内外公开发表学术论文40余篇,出版中外学著5部。
  留学十余载 积累新型肥料研发经验1998年,刘俊松在日本博士毕业后,被日本皇家企业CHISSO株式会社选中,成为这家公司中唯一一名外籍研究员,开始控释肥料产品开发和相关应用技术的研究。
  刘俊松介绍,早在上世纪六十年代美国最早研发出控释肥料,日本、英国、法国等国家也相继研发出自己的肥料。“就日本的控释肥料来说,其包膜主要是PE材质,价格较高且不容易被分解,所以主要用于花卉等高档植物,不能被大规模使用,被视为肥料中的‘贵族’。”
  2006年,刘俊松带着多项在发达国家从事研究取得的高科技研究成果回国,先后在中国科学院西安土壤肥料研究所和湖北大学资源环境学院工作,并创办武汉新型肥料工程技术研究中心。
  “滥施肥料,导致环境污染十分严重,还关系到我国食品安全问题,因此研发新型肥料是当前和今后一段时期我国现代农业发展中的重大战略问题,我十分希望为中国的新型肥料研究贡献一份力量。”刘俊松介绍,自己在日本从事的就是相关作物的控释肥料研究,而中国、日本、东南亚等国家都是水稻作物的主要产区,肥料需求量大,因此之前的所学正是回国后的发展所需。
  研发符合中国农作物“口味”的肥料回国后的刘俊松发现,“国内没有控释肥料的相关研究,也没有现成的加工设备供样本的制作。”他找到苏南郊区的一家工厂,按照当时国内肥料的生产要求和中国土壤的特征,生产出符合中国农作物“口味”的控释肥料。化肥达到了日本同类产品的技术标准,打破了西方国家高科技对我国的封锁。
  随后,刘俊松写出十余项适合水稻、柑橘、茶叶生长的控释肥专利技术,并全部获得国家授权。其中一种杂交早稻和中稻专用控释复合肥及其制造方法,获得2007年香港国家专利发明博览会专利发明奖金,被英国知识产权局评估其价值高达12亿美元。
  与之前在日本生产的控释肥料不同的是,刘俊松研制的控释肥,利用率达到90%,对环境友好。他介绍,通过将原有的PE材质的包装膜改为采用锯末和高分子纳米膜,可以更好地调节肥料释放,且可根据土壤特性和农作物的生长周期来定制控释肥,施一次肥管农作物一个生长周期。“包装膜的材质改良之后,降低了成本,同时根据每种农作物自己的特性,为他们‘量身定做’控释肥,更有利于养分的吸收。”
  在刘俊松的办公室和家里,摆放着十几种近年来自主研发的实验成品和控释肥料的样品。目前刘俊松可以针对草莓、茶叶,柑橘,水稻等不同的农作物的生长周期,研制其对应的控释肥料。
  “因其成本原因,国外在很长一段时间里没有大规模推广控释肥,国内推广目前也存在同样的问题。但是,就中国目前化肥使用及土地污染等现实环境而言,控释肥的应用价值非常广阔。”刘俊松说。
  加强校企合作 助推中国“化肥革命”
  “要让中国的农民真正用上绿色肥料,让肥料研究真正实现其社会效益和经济效益,就必须走科研与企业合作开发的道路。”刘俊松说。
  回国多年来,他一方面加强研究适合中国国情的新型肥料,一方面不断摸索校企合作道路。随着对控释肥料的相关技术的掌握,2008年,刘俊松开始与中化化肥、中海油合作,建立了这些企业的控制肥料的研发中心,并将控释肥在华南部分地区进行推广,实现了农作物高吸收,低污染的理想效果。
  近年,刘俊松又针对我国土壤沙化日益严重,土壤有机质成分低等问题,在研发生物酵素有机质肥料,在关键的微生物菌种制备和生产上获得突破。
  “控释肥仍然是无机肥料,使用后容易造成土壤退化等问题,而利用有机肥后就可以弥补这一缺陷。”在湖北大学与沙湖公园的合作推广生物质循环利用的现场,刘俊松展示了他所研发的生物酵素。他介绍,该生物酵素相比从日本进口的生物酵素,富含酵母菌、乳酸菌等更多的有益菌,且价格更低,目前已在湖北、江苏等地做定点推广。刘俊松还将100多公斤的生物酵素有机肥料菌种赠送给了新洲区的农户和肥料公司,得到了企业和许多农户的青睐。
  “农村有大量的秸秆废物,土地也经过多年的耕种需要改善,所以我们要为更广大的农民群众服务。”刘俊松说,希望生物酵素有机质肥料和控释肥料一道,解决化学肥料利用率低和我国土壤退化、有机质含量低、有机质发酵中高效微生物依赖进口的技术等难题。
  2017年,国家在肥料研究方面投入10多亿,用于包括控释肥在内的新型肥料研发和生产,从源头改善农业生产过程中的污染问题。“有了国家的扶持,新型肥料的价格才能减下来,企业才有生产的动力。”刘俊松说。