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(dǎo)語(yǔ)回首中國(guó)控釋肥走過(guò)的這20年路程，就是張民和他的團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持科技創(chuàng)新的20年，從研究起步到國(guó)際領(lǐng)先，一點(diǎn)一滴前進(jìn)，從實(shí)驗(yàn)室到大市場(chǎng)，一分一毫突破，他用實(shí)際行動(dòng)告訴我們：趕超世界先進(jìn)水平，占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)才是中國(guó)農(nóng)業(yè)的出路。

“由我國(guó)主導(dǎo)的控釋肥料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施，標(biāo)志著我國(guó)在控釋肥領(lǐng)域具有國(guó)際話語(yǔ)權(quán)，有利于提升化肥產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；也標(biāo)志著在這些產(chǎn)品和技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用上，我們完全達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平”，在今年8月舉行的“控釋肥料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施研討會(huì)”上，工信部原材料工業(yè)司副司長(zhǎng)潘愛(ài)華這樣說(shuō)道。

而在“控釋肥料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”的功勛冊(cè)上，有這樣一位特別的人物，在長(zhǎng)達(dá)20年的時(shí)間里，他潛心鉆研，攻難克艱，開(kāi)展了技術(shù)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(hù)盡心盡力，讓有著貴族肥料之稱(chēng)的控釋肥廣泛用于大田生產(chǎn)，他就是我國(guó)著名土壤肥料專(zhuān)家、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張民。

“一定要造出中國(guó)的控釋肥”

美國(guó)從上世紀(jì)六十年代開(kāi)始研究控釋肥，七十年代用于生產(chǎn)，但由于價(jià)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(guó)是世界上第一大化肥生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，但化肥利用率卻只有30%左右，是發(fā)達(dá)國(guó)家一半。過(guò)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(wèn)題越來(lái)越突出。

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

控釋肥技術(shù)的關(guān)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(xiàng)技術(shù)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(chē)間看看，被婉言拒絕。這讓他認(rèn)識(shí)到，核心技術(shù)必須靠自己創(chuàng)造。

1996年6月，張民完成了博士后研究。當(dāng)時(shí)，導(dǎo)師還想留他繼續(xù)工作，而他回國(guó)的態(tài)度十分堅(jiān)決：“我要回去造中國(guó)的控釋肥。”

潛心鉆研克難關(guān)

1996年6月15日，張民回到了山東農(nóng)大。6月20日，學(xué)校接到了申報(bào)國(guó)家“948”項(xiàng)目的通知，張民立即寫(xiě)出控釋肥研究申請(qǐng)報(bào)告上交農(nóng)業(yè)部。年底，項(xiàng)目獲得批準(zhǔn)：期限三年，經(jīng)費(fèi)10萬(wàn)美元。

“948”計(jì)劃是國(guó)家實(shí)施的引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)計(jì)劃。用10萬(wàn)美元能把國(guó)外技術(shù)引進(jìn)來(lái)嗎？農(nóng)業(yè)部分管項(xiàng)目的專(zhuān)家和領(lǐng)導(dǎo)向張民提出這個(gè)問(wèn)題。張民回答：“買(mǎi)控釋肥技術(shù)專(zhuān)利要花1000萬(wàn)元，這筆經(jīng)費(fèi)當(dāng)然不夠。我們的目的是自己創(chuàng)新技術(shù)，讓控釋肥廣泛推廣與應(yīng)用?！?/p>

因此，本文提出一種新型GIS設(shè)備氣體泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置，將該裝置固定在GIS設(shè)備上，即可快速方便檢測(cè)預(yù)知GIS設(shè)備是否有氣體泄漏，并且能夠檢測(cè)其泄漏的情況，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝， 可達(dá)到快速高效檢測(cè)SF6氣體泄漏情況的目的[5] 。

研究肥料控釋技術(shù)，需要化工、材料、機(jī)械等多學(xué)科知識(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了張民土壤營(yíng)養(yǎng)研究的專(zhuān)業(yè)范疇。但張民不怕困難，他肯鉆研，認(rèn)真扎實(shí)，認(rèn)準(zhǔn)的事一定要干好。

為彌補(bǔ)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的不足，張民查閱相關(guān)專(zhuān)業(yè)書(shū)籍、資料，到有關(guān)化工研究所、高校、企業(yè)向?qū)＜艺?qǐng)教，邊學(xué)習(xí)、邊試驗(yàn)。剛開(kāi)始研究，條件非常艱苦。學(xué)?？蒲杏梅烤o張，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室，他就把辦公樓上一個(gè)廢棄的廁所改造成簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)室。做包膜試驗(yàn)需要的小型流化床，市場(chǎng)上買(mǎi)不到，他就自己動(dòng)手做了一個(gè)簡(jiǎn)易流化床，每小時(shí)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(duì)配方、工藝有很高要求。膜材料主要成分是樹(shù)脂，張民買(mǎi)來(lái)聚乙烯等幾十種樹(shù)脂材料，加熱熔解，嘗試添加各種輔料，包到肥料上，然后測(cè)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(kāi)始的試驗(yàn)很不順利，涂的膜有厚有薄，有的粘在一起，有的透性強(qiáng)、有的透性差。經(jīng)過(guò)幾千次試驗(yàn)，在一次次失敗中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、改進(jìn)配方和技術(shù)，產(chǎn)品終于達(dá)到美國(guó)、日本等同樣肥料的標(biāo)準(zhǔn)。

2011年張民獲美國(guó)農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)。該獎(jiǎng)項(xiàng)2011年由金正大捐資設(shè)立，由美國(guó)三大學(xué)會(huì)【美國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)（ASA），美國(guó)作物學(xué)會(huì)（CSSA），美國(guó)土壤學(xué)會(huì)（SSSA）】執(zhí)行，期限30年，獎(jiǎng)勵(lì)為中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)的科學(xué)家，每年由美國(guó)三大學(xué)會(huì)組織評(píng)選一名科學(xué)家，并由美國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)主席親自頒發(fā)證書(shū)和獎(jiǎng)金。張民教授是獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)的第一位科學(xué)家。

生產(chǎn)控釋肥還必須考慮成本。張民一開(kāi)始做試驗(yàn)用的樹(shù)脂是從市場(chǎng)上買(mǎi)來(lái)的聚乙烯顆粒等，成本較高。后來(lái)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(mǎi)一噸新原料要2萬(wàn)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(mǎi)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(tuán)隊(duì)在包膜技術(shù)也上不斷改進(jìn)，他們的硫加樹(shù)脂包膜，1000公斤肥料只用3公斤樹(shù)脂膜，達(dá)到3‰。剛開(kāi)始時(shí)，熱塑性樹(shù)脂包膜的溶劑回收率只有80%，他們一步步改進(jìn)工藝，使回收率提高到99%以上。由于工藝先進(jìn)，他們研發(fā)的控釋肥產(chǎn)品價(jià)格只有美國(guó)、日本等國(guó)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(jìn)和優(yōu)化工藝。他的目標(biāo)是要讓肥料的養(yǎng)分釋放與作物的生長(zhǎng)需求一致，達(dá)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(diǎn)他就到實(shí)驗(yàn)室，一直工作到晚上11點(diǎn)多大樓關(guān)門(mén)才回家。他家離辦公室不到10分鐘路程，可他為節(jié)省時(shí)間，午飯、晚飯經(jīng)常到學(xué)生餐廳吃，有時(shí)找人把飯送到實(shí)驗(yàn)室。很多有機(jī)溶劑是可燃的，有相當(dāng)危險(xiǎn)性。為找到可靠的溶劑，他反復(fù)挑選試驗(yàn)，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(dòng)地說(shuō)：“張老師干活像拼命，看著讓人心疼?！?/p>

天道酬勤，憑著這種鍥而不舍的鉆研精神，張民率領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)用三年時(shí)間攻克一個(gè)個(gè)難關(guān)，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(shù)及控釋機(jī)理的研究”順利通過(guò)了專(zhuān)家驗(yàn)收與鑒定。這是我國(guó)控釋肥研制方面的第一個(gè)成果。

產(chǎn)學(xué)研合作推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

張民說(shuō)：“我們的成果一定要瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化需要?！?/p>

包膜肥料的配方、工藝確定后，他就考慮把試驗(yàn)放大。

2001年，張民申請(qǐng)到跨越計(jì)劃項(xiàng)目“包膜控釋肥料的中試與示范”。課題組租用了一個(gè)廠房，開(kāi)始了控釋肥的中試。中試要用更大的流化床，張民到北京國(guó)際會(huì)展中心參觀時(shí)看好了一個(gè)德國(guó)的流化床，但一打聽(tīng)價(jià)格，要40萬(wàn)歐元，根本買(mǎi)不起。于是他下決心自己做，他與國(guó)內(nèi)幾家機(jī)械設(shè)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(yīng)釜、恒溫氣流加熱器以及溶劑回收等設(shè)備于一體的控釋肥生產(chǎn)裝置，這臺(tái)設(shè)備當(dāng)時(shí)只用了20萬(wàn)元人民幣。設(shè)備安裝調(diào)試是在7月份，張民帶領(lǐng)青年教師和研究生吃住在工廠，沒(méi)白沒(méi)黑地干，炎熱酷暑和蚊蟲(chóng)叮咬難以忍受，但大家硬是堅(jiān)持下來(lái)。經(jīng)過(guò)一個(gè)多月努力，終于生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

為了檢驗(yàn)生產(chǎn)的控釋肥效果，張民通過(guò)貿(mào)易公司將生產(chǎn)的約20噸中試產(chǎn)品試著銷(xiāo)往德國(guó)、荷蘭、馬來(lái)西亞、澳大利亞等國(guó)家，結(jié)果這些樣品銷(xiāo)售一空，貿(mào)易公司要求繼續(xù)加大訂貨量。

盡管當(dāng)時(shí)生產(chǎn)能力達(dá)不到更多產(chǎn)量的要求，但這讓張民看到了未來(lái)的希望。

2002年12月，全國(guó)新型肥料學(xué)術(shù)交流會(huì)在深圳舉行，會(huì)上張民介紹了研發(fā)控釋肥的情況。報(bào)告剛結(jié)束，金正大公司總經(jīng)理萬(wàn)連步就找到他，希望雙方開(kāi)展合作。

當(dāng)時(shí)金正大只是一家年產(chǎn)20萬(wàn)噸復(fù)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(xué)簽訂了技術(shù)實(shí)施許可合同，金正大出資800萬(wàn)元引進(jìn)山東農(nóng)大控釋肥研究的核心技術(shù)。

控釋肥產(chǎn)業(yè)化的大幕正式拉開(kāi)。

合作協(xié)議簽訂后，金正大決定上一條控釋肥工業(yè)擴(kuò)大性生產(chǎn)線，并且要在2005年春節(jié)過(guò)后就開(kāi)始試生產(chǎn)。張民立即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)到企業(yè)安裝設(shè)備。

由中試到大規(guī)模生產(chǎn)，這又是一個(gè)考驗(yàn)，張民團(tuán)隊(duì)和企業(yè)技術(shù)人員晝夜不停地調(diào)試、研究，解決設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)近2個(gè)月的奮戰(zhàn)，終于在除夕前一天完成了安裝調(diào)試任務(wù)。張民回到家中，過(guò)了一個(gè)幾年來(lái)最輕松愉快的春節(jié)。

張民率領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)與企業(yè)合作，創(chuàng)新了熱塑性樹(shù)脂包膜、熱固性樹(shù)脂包膜、硫加樹(shù)脂包膜、秸稈液化改性樹(shù)脂包膜、多層復(fù)合樹(shù)脂包膜等五套核心技術(shù)工藝，以及大規(guī)?？蒯尫使I(yè)生產(chǎn)裝備與智能化自動(dòng)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(wàn)噸的緩控釋肥生產(chǎn)線建成投產(chǎn)。目前，金正大集團(tuán)緩控釋肥產(chǎn)能已達(dá)到180萬(wàn)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(gòu)了歐洲控釋肥業(yè)的巨頭荷蘭EKOMPANYAGROB. V.公司和德國(guó)的CompoGmbH（康樸）公司，為實(shí)現(xiàn)肥料產(chǎn)業(yè)走出去戰(zhàn)略奠定了重要基礎(chǔ)。

在企業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，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(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，組建了“國(guó)家緩控釋肥工程技術(shù)研究中心”“土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室”“緩控釋肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”等研發(fā)平臺(tái)。先后完成課題60余項(xiàng)；發(fā)表高水平論文260余篇；獲發(fā)明專(zhuān)利190余項(xiàng)；獲省級(jí)以上的科技獎(jiǎng)勵(lì)10余項(xiàng)，其中國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng)、山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、中國(guó)專(zhuān)利獎(jiǎng)3項(xiàng)。緩控釋肥施用技術(shù)2011年被農(nóng)業(yè)部定為主推技術(shù)在全國(guó)大面積推廣，目前已累計(jì)示范推廣1.8億畝，用于小麥、玉米、果樹(shù)等三十多種農(nóng)作物。被視為“貴族肥料”的控釋肥在我國(guó)已廣泛用于大田生產(chǎn)。

談到今后的研究，張民介紹說(shuō)，現(xiàn)在正申報(bào)“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(zhǎng)調(diào)節(jié)劑結(jié)合，促進(jìn)作物生長(zhǎng)和抗逆；還可以與抗病菌劑或生防制劑結(jié)合，減少農(nóng)藥使用等等。

他表示：“我們要用創(chuàng)新占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，讓中國(guó)農(nóng)業(yè)努力趕超世界先進(jìn)水平?！?/p>