張民：把“貴族肥料”撒遍廣袤農(nóng)田

本刊特約記者|楊宇 編輯|孫潔

張民：把“貴族肥料”撒遍廣袤農(nóng)田

本刊特約記者|楊宇 編輯|孫潔

導語回首中國控釋肥走過的這20年路程，就是張民和他的團隊堅持科技創(chuàng)新的20年，從研究起步到國際領先，一點一滴前進，從實驗室到大市場，一分一毫突破，他用實際行動告訴我們：趕超世界先進水平，占領產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點才是中國農(nóng)業(yè)的出路。

“由我國主導的控釋肥料國際標準頒布實施，標志著我國在控釋肥領域具有國際話語權，有利于提升化肥產(chǎn)業(yè)國際競爭力；也標志著在這些產(chǎn)品和技術開發(fā)與應用上，我們完全達到了國際領先水平”，在今年8月舉行的“控釋肥料國際標準頒布實施研討會”上，工信部原材料工業(yè)司副司長潘愛華這樣說道。

而在“控釋肥料國際標準”的功勛冊上，有這樣一位特別的人物，在長達20年的時間里，他潛心鉆研，攻難克艱，開展了技術研發(fā)和科技示范推廣，為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境保護盡心盡力，讓有著貴族肥料之稱的控釋肥廣泛用于大田生產(chǎn)，他就是我國著名土壤肥料專家、山東農(nóng)業(yè)大學教授張民。

“一定要造出中國的控釋肥”

美國從上世紀六十年代開始研究控釋肥，七十年代用于生產(chǎn)，但由于價格高等原因，它主要用于花卉等高檔植物，很少用于大田作物。一瓶250克左右的控釋肥在超市大約要5美元，在人們眼中它是“貴族肥料”。

中國是世界上第一大化肥生產(chǎn)和消費國，但化肥利用率卻只有30%左右，是發(fā)達國家一半。過量、不合理使用化肥引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境問題越來越突出。

巨大的差距讓張民產(chǎn)生強烈責任感。他說：“如果我們能在大田里都用上控釋肥，那對生產(chǎn)和環(huán)境的貢獻該有多大！”

控釋肥技術的關鍵在于肥料表面包的那一層膜，肥料可以從膜中慢慢釋出。但要想了解這項技術的配方、工藝等卻非常困難。有一次，張民到一家肥料企業(yè)參觀，想到車間看看，被婉言拒絕。這讓他認識到，核心技術必須靠自己創(chuàng)造。

1996年6月，張民完成了博士后研究。當時，導師還想留他繼續(xù)工作，而他回國的態(tài)度十分堅決：“我要回去造中國的控釋肥。”

潛心鉆研克難關

1996年6月15日，張民回到了山東農(nóng)大。6月20日，學校接到了申報國家“948”項目的通知，張民立即寫出控釋肥研究申請報告上交農(nóng)業(yè)部。年底，項目獲得批準：期限三年，經(jīng)費10萬美元。

“948”計劃是國家實施的引進國際先進農(nóng)業(yè)科學技術計劃。用10萬美元能把國外技術引進來嗎？農(nóng)業(yè)部分管項目的專家和領導向張民提出這個問題。張民回答：“買控釋肥技術專利要花1000萬元，這筆經(jīng)費當然不夠。我們的目的是自己創(chuàng)新技術，讓控釋肥廣泛推廣與應用。”

因此，本文提出一種新型GIS設備氣體泄漏檢測報警裝置，將該裝置固定在GIS設備上，即可快速方便檢測預知GIS設備是否有氣體泄漏，并且能夠檢測其泄漏的情況，該裝置結構簡單，易于安裝， 可達到快速高效檢測SF6氣體泄漏情況的目的[5] 。

研究肥料控釋技術，需要化工、材料、機械等多學科知識，遠遠超出了張民土壤營養(yǎng)研究的專業(yè)范疇。但張民不怕困難，他肯鉆研，認真扎實，認準的事一定要干好。

為彌補專業(yè)知識的不足，張民查閱相關專業(yè)書籍、資料，到有關化工研究所、高校、企業(yè)向?qū)＜艺埥蹋厡W習、邊試驗。剛開始研究，條件非常艱苦。學校科研用房緊張，沒有實驗室，他就把辦公樓上一個廢棄的廁所改造成簡單實驗室。做包膜試驗需要的小型流化床，市場上買不到，他就自己動手做了一個簡易流化床，每小時能生產(chǎn)包膜肥料300克。

控釋肥的包膜材料既要“封住”肥料又不能“封死”肥料，對配方、工藝有很高要求。膜材料主要成分是樹脂，張民買來聚乙烯等幾十種樹脂材料，加熱熔解，嘗試添加各種輔料，包到肥料上，然后測定養(yǎng)分在不同溫度、濕度等環(huán)境下滲透的數(shù)據(jù)。一開始的試驗很不順利，涂的膜有厚有薄，有的粘在一起，有的透性強、有的透性差。經(jīng)過幾千次試驗，在一次次失敗中不斷總結經(jīng)驗、改進配方和技術，產(chǎn)品終于達到美國、日本等同樣肥料的標準。

2011年張民獲美國農(nóng)業(yè)科技獎。該獎項2011年由金正大捐資設立，由美國三大學會【美國農(nóng)學會（ASA），美國作物學會（CSSA），美國土壤學會（SSSA）】執(zhí)行，期限30年，獎勵為中國農(nóng)業(yè)發(fā)展作出貢獻的科學家，每年由美國三大學會組織評選一名科學家，并由美國農(nóng)學會主席親自頒發(fā)證書和獎金。張民教授是獲得該獎項的第一位科學家。

生產(chǎn)控釋肥還必須考慮成本。張民一開始做試驗用的樹脂是從市場上買來的聚乙烯顆粒等，成本較高。后來他突發(fā)靈感：蔬菜大棚每年有大量廢棄的棚膜，還有廢棄的泡沫包裝箱等，這不都是很好的膜材料嗎？以聚乙烯為例，買一噸新原料要2萬元，而回收一噸僅用5000元。把這些廢物回收利用，既減少白色污染，也大大降低了成本。而且與新買的材料相比，這些“廢品”滲透性更優(yōu)，需添加的輔料少，還更容易降解。張民團隊在包膜技術也上不斷改進，他們的硫加樹脂包膜，1000公斤肥料只用3公斤樹脂膜，達到3‰。剛開始時，熱塑性樹脂包膜的溶劑回收率只有80%，他們一步步改進工藝，使回收率提高到99%以上。由于工藝先進，他們研發(fā)的控釋肥產(chǎn)品價格只有美國、日本等國家的二分之一至三分之一。

張民還經(jīng)常深入田間研究分析肥料的養(yǎng)分利用率，不斷改進和優(yōu)化工藝。他的目標是要讓肥料的養(yǎng)分釋放與作物的生長需求一致，達到最佳施用效果。

張民日以繼夜地工作，除了上課，全部精力都投入到控釋肥研究中。早晨8點他就到實驗室，一直工作到晚上11點多大樓關門才回家。他家離辦公室不到10分鐘路程，可他為節(jié)省時間，午飯、晚飯經(jīng)常到學生餐廳吃，有時找人把飯送到實驗室。很多有機溶劑是可燃的，有相當危險性。為找到可靠的溶劑，他反復挑選試驗，有一次不慎著火，把手燒傷了。和張民在一起的年輕教師感動地說：“張老師干活像拼命，看著讓人心疼。”

天道酬勤，憑著這種鍥而不舍的鉆研精神，張民率領研究團隊用三年時間攻克一個個難關，研制成功符合生產(chǎn)要求的系列控釋肥產(chǎn)品。1999年8月，張民主持完成的“自控緩釋肥制作技術及控釋機理的研究”順利通過了專家驗收與鑒定。這是我國控釋肥研制方面的第一個成果。

產(chǎn)學研合作推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展

張民說：“我們的成果一定要瞄準產(chǎn)業(yè)化需要。”

包膜肥料的配方、工藝確定后，他就考慮把試驗放大。

2001年，張民申請到跨越計劃項目“包膜控釋肥料的中試與示范”。課題組租用了一個廠房，開始了控釋肥的中試。中試要用更大的流化床，張民到北京國際會展中心參觀時看好了一個德國的流化床，但一打聽價格，要40萬歐元，根本買不起。于是他下決心自己做，他與國內(nèi)幾家機械設備廠合作，研制出一套集日產(chǎn)300公斤的包膜流化床、加熱反應釜、恒溫氣流加熱器以及溶劑回收等設備于一體的控釋肥生產(chǎn)裝置，這臺設備當時只用了20萬元人民幣。設備安裝調(diào)試是在7月份，張民帶領青年教師和研究生吃住在工廠，沒白沒黑地干，炎熱酷暑和蚊蟲叮咬難以忍受，但大家硬是堅持下來。經(jīng)過一個多月努力，終于生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

為了檢驗生產(chǎn)的控釋肥效果，張民通過貿(mào)易公司將生產(chǎn)的約20噸中試產(chǎn)品試著銷往德國、荷蘭、馬來西亞、澳大利亞等國家，結果這些樣品銷售一空，貿(mào)易公司要求繼續(xù)加大訂貨量。

盡管當時生產(chǎn)能力達不到更多產(chǎn)量的要求，但這讓張民看到了未來的希望。

2002年12月，全國新型肥料學術交流會在深圳舉行，會上張民介紹了研發(fā)控釋肥的情況。報告剛結束，金正大公司總經(jīng)理萬連步就找到他，希望雙方開展合作。

當時金正大只是一家年產(chǎn)20萬噸復合肥的企業(yè)。但張民并不在意企業(yè)規(guī)模小，他更看重的是企業(yè)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2004年11月，金正大公司和山東農(nóng)業(yè)大學簽訂了技術實施許可合同，金正大出資800萬元引進山東農(nóng)大控釋肥研究的核心技術。

控釋肥產(chǎn)業(yè)化的大幕正式拉開。

合作協(xié)議簽訂后，金正大決定上一條控釋肥工業(yè)擴大性生產(chǎn)線，并且要在2005年春節(jié)過后就開始試生產(chǎn)。張民立即帶領團隊到企業(yè)安裝設備。

由中試到大規(guī)模生產(chǎn)，這又是一個考驗，張民團隊和企業(yè)技術人員晝夜不停地調(diào)試、研究，解決設備運行中出現(xiàn)的問題。經(jīng)過近2個月的奮戰(zhàn)，終于在除夕前一天完成了安裝調(diào)試任務。張民回到家中，過了一個幾年來最輕松愉快的春節(jié)。

張民率領研究團隊與企業(yè)合作，創(chuàng)新了熱塑性樹脂包膜、熱固性樹脂包膜、硫加樹脂包膜、秸稈液化改性樹脂包膜、多層復合樹脂包膜等五套核心技術工藝，以及大規(guī)模控釋肥工業(yè)生產(chǎn)裝備與智能化自動化生產(chǎn)線，為控釋肥產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展提供了有力科技支撐。

2006年3月4日，金正大公司第一條年產(chǎn)30萬噸的緩控釋肥生產(chǎn)線建成投產(chǎn)。目前，金正大集團緩控釋肥產(chǎn)能已達到180萬噸，成為全球最大的緩控釋肥生產(chǎn)基地。2016年金正大相繼收購了歐洲控釋肥業(yè)的巨頭荷蘭EKOMPANYAGROB. V.公司和德國的CompoGmbH（康樸）公司，為實現(xiàn)肥料產(chǎn)業(yè)走出去戰(zhàn)略奠定了重要基礎。

在企業(yè)快速發(fā)展的同時，科技創(chuàng)新能力也不斷提高，山東農(nóng)大與金正大等企業(yè)、科研單位開展產(chǎn)學研合作，組建了“國家緩控釋肥工程技術研究中心”“土肥資源高效利用國家工程實驗室”“緩控釋肥產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”等研發(fā)平臺。先后完成課題60余項；發(fā)表高水平論文260余篇；獲發(fā)明專利190余項；獲省級以上的科技獎勵10余項，其中國家科技進步獎2項、山東省科技進步一等獎2項、中國專利獎3項。緩控釋肥施用技術2011年被農(nóng)業(yè)部定為主推技術在全國大面積推廣，目前已累計示范推廣1.8億畝，用于小麥、玉米、果樹等三十多種農(nóng)作物。被視為“貴族肥料”的控釋肥在我國已廣泛用于大田生產(chǎn)。

談到今后的研究，張民介紹說，現(xiàn)在正申報“十三五”研究課題，下一步要讓控釋肥具有多種功能，可以與保水劑、與植物生長調(diào)節(jié)劑結合，促進作物生長和抗逆；還可以與抗病菌劑或生防制劑結合，減少農(nóng)藥使用等等。

他表示：“我們要用創(chuàng)新占領產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點，讓中國農(nóng)業(yè)努力趕超世界先進水平。”