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富鉀硅酸巖巖石生產微孔礦物肥料前景廣闊 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-04-03 08:39:39 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/班建偉)3月17日,農業部宣布正式啟動2020年化肥、農藥使用量零增長行動,這是一項推進化肥減量提效、農藥減量控害的重要行動,目標是逐步建立科學施肥管理和技術體系,提高科學施肥水平。在這一行動計劃的指導下,化肥使用的零增長將會成為一個新常態。
多元素微孔礦物肥農業示范區
富鉀硅酸鹽巖石,用它做成的肥料叫做鉀硅鈣多元素微孔礦物肥,其中含有植物所需的幾十種礦物質營養元素。這種礦物肥不僅可以提高農作物的產量、改善農產品的品質,同時還具有改良土壤、提高化肥利用率、降低土壤污染的作用,因此在化肥零增長時代,鉀硅鈣多元素微孔礦物肥將大有可為。記者于近日就多元素礦物肥料開發應用和推廣情況,采訪了劉建明研究員。
改善土壤“營養不良”
記者:請您先介紹一下鉀硅鈣多元素微孔礦物肥到底是一種什么肥料?
劉建明:就像你看到的,多元素礦物肥的原料其實就是天然的富鉀硅酸鹽巖石,我們只是通過技術創新將其中所含的礦物質元素活化成可以被植物吸收利用的有效營養狀態。
實際上,我們的研究就是模擬自然界的風化作用過程,自主創新研發了加壓蒸養工藝,將富鉀硅酸鹽巖石中的鉀、硅、鈣、鎂、鐵、錳等礦物質元素整體(70%~80%)、快速、低成本地轉化成為植物可吸收的有效營養。這種礦物肥含有80多種礦物質元素,將它補充到由于過度耕種而嚴重退化的耕地中去,可給土壤增加營養,達到修復、改良土壤、提高土壤肥力的目的,讓土壤恢復健康。
工業化技術成熟可靠
眾所周知,我國可溶性的鉀鹽資源十分缺乏。曾經有一段時間,我國90%的鉀鹽需要從國外進口。于是,從上世紀90年代開始,我們開展了石頭中難溶性鉀資源的開發工作,希望能從富鉀巖石中將鉀活化出來,緩解我國長期缺鉀的困境。
在研究過程中我們發現,將鉀活化出來不是難事,但如何處理大量的固體廢渣卻成了問題。從富鉀硅酸鹽巖石中提取1噸硫酸鉀就要排放16噸的固體廢渣,該怎么處理?我們曾經嘗試過用廢渣做水泥、建材等,但效果都不好。于是課題組轉換思路變廢為寶,干脆把廢渣中的礦物質元素全部轉化成植物可吸收的有效元素,這就是我們今天看到的多元素礦物肥料。這樣一來,既解決了廢渣排放問題,也最大限度地利用了巖石中的中微量礦物質元素,一舉兩得。
記者:這種肥料是如何生產出來的?
劉建明:生產鉀硅鈣多元素礦物肥的技術原理很簡單,過程就像我們家里用高壓鍋蒸饅頭一樣,學術上我們稱作加壓蒸養法。簡單地說,就是把富鉀巖石粉和石灰粉加水攪拌成半濕狀態后,放入高壓反應釜,在一定的溫度壓力下靜態恒溫蒸養反應10~15小時,取出后烘干粉磨即可。這個工藝的特點是,反應過程是在半濕的固體狀態下進行的,不用攪拌和旋轉、不用分離,工藝簡單,成本較低。整個生產過程沒有廢氣、廢水、固體廢物的排放,是綠色生產技術。在這項技術上我們擁有4項國家發明專利,在國際上處于領先水平。
這個技術和產品的研發以及產業化已經走過了很長的歷程,花費了我們團隊3代人近20年的心血。1996年開始技術研發;1999年完成實驗室小試;2002年完成中試;2005年實現小規模工業化生產;2006年開始全國范圍的農業應用試驗;2012年獲得農業部肥料登記證并進入市場銷售。
除了我們的加壓蒸養法,國內其他單位還研發了煅燒法、微生物法和水熱化學反應法等工藝來活化富鉀巖石中的鉀,也都取得了不同程度的進展。
記者:目前能大規模生產嗎?
劉建明:目前我們在北京懷柔區和河南桐柏縣已經建成了兩套工業生產裝置,年產能合計達到5萬噸,都已生產出了合格的產品,并獲得了農業部的肥料登記證,可以進入市場銷售。
未來發展前景可期
記者:那您覺得要讓市場認識并接受這個產品,還應開展哪些工作?
劉建明:我覺得首先是要加大宣傳力度,讓更多的人認識到這個產品在多方面的綜合優勢,以及它的綠色環保特性,特別是在我們國家越來越重視環境保護和土壤養護的形勢下,鉀硅鈣多元素微孔礦物肥的重要性將會逐步凸顯。
其次,我們也希望國家有一些政策支持。如果能把這個產品納入到政府采購的范圍,給予適當的補貼,產品的市場空間就可以較快打開。同時我們也十分渴望大型的國有農場、農資公司積極參與進來,他們所起到的帶動和示范作用將會極大推動市場化進程。
據粗略估算,我國每年的總播種面積(加上復種面積)將達到近30億畝,其中如果有1/3使用鉀硅鈣多元素微孔礦物肥,按照每畝用量20~30千克計算,多元素礦物肥的年用量就可能達到2000~3000萬噸。
記者:前面您提到這種礦物肥還有土壤修復的功效,能談談這方面的應用前景嗎?
劉建明:用在土壤修復改良上,它就有了另外一個名字——土壤調理劑,農業部發的肥料登記證上就把它歸入土壤調理劑這一大類。我們也經常稱其為多元素礦物土壤調理劑,主要強調它在提高土壤肥力和營養平衡、改善土壤生態環境質量等方面的土壤保健功效。而且,它還對土壤污染治理具有很好的效果。本質上看,土壤質量退化與土壤污染是同一事物的不同表現形式,只有全面修復改良土壤,才可能從根本上治理土壤污染。如土壤重金屬污染與土壤酸化就是密不可分的,土壤酸化了才會有重金屬的活化。而土壤酸化的原因是多方面的,包括濕熱氣候的淋溶、微生物產酸、植物根系產酸、生物脫鹽基化等自然因素,以及過量施用化學氮肥、酸雨、重茬等人為因素。因此土壤修復與改良也是一個龐大而復雜的系統工程,需要多學科技術的綜合作用和有效組合,包括礦物技術、微生物—有機質技術、種植技術等。其中,礦物技術是核心。如鉀硅鈣多元素礦物肥本身是堿性,將它用于重金屬污染土壤的修復,既可以降低土壤的pH值,又可以吸附鈍化土壤中活躍的重金屬離子,還能增強植物抗重金屬毒害的能力。
我國已制定了“大氣十條”,“水十條”也即將出臺,接下來就該是“土十條”了。中國現有耕地有近1/5受到不同程度的污染,污染土壤不僅導致農作物減產,而且會引起農產品中污染物超標,鎘大米事件就是一個典型。我們在鎘污染嚴重的湖南做過試驗,試驗結果表明,施用了鉀硅鈣多元素微孔礦物肥的稻米鎘含量大幅度下降。
我相信,隨著《土壤污染防治行動計劃》的出臺,將催生萬億元級的土壤修復市場,土壤調理劑應用空間也將十分廣闊。
農業試驗示范效果好
記者:鉀硅鈣多元素微孔礦物肥有沒有做過農田試驗,效果如何?
劉建明:要想作為肥料使用,農田肥效試驗這一關是必須要過的。2007年始,由中科院農業項目辦公室和農業部全國農業技術推廣中心部署安排,多元素礦物肥在全國范圍內開展了農田肥效試驗示范。
歸納起來,多元素礦物肥的農業效果主要有:一是增加農作物產量,其中水稻、玉米、小麥通常能增產5%~10%,而土豆、花生、紅薯、蘿卜等根莖類作物的增產率更高,能達到10%~20%;二是提高農產品品質,作物中Vc等多種營養成分和鈣鐵等多種微量元素的含量顯著提高;三是增強農作物抗性,作物的抗病、抗蟲、抗倒伏、抗鹽、抗旱、抗寒、抗澇、抗重茬、抗重金屬毒害等性能明顯增強。
除此之外,像我們前面提到的,這種肥料是一種全面的礦物質營養劑,改良土壤的效果明顯,可以全面補充中微量元素礦物質養分,提高土壤肥力、增進肥力平衡。由于該產品呈堿性,對酸性土壤具有很好的修復作用,而且其特殊的微孔結構還能防治土壤板結。
市場推廣待突破
記者:功效這么好,這種產品一定賣得不錯吧?
劉建明:產品是不錯,技術也十分成熟,但市場銷售推廣的情況卻不盡如人意。我們的產品2012年10月拿到農業部的肥料登記號,2013年開始銷售,只賣了幾百噸,2014年銷量增加到幾千噸,沒有預期的好。一個科技成果的轉化要經歷技術研發、工業生產和市場推廣銷售3個階段,在我看來市場推廣面臨的困難最多。
記者:困難的原因主要在哪兒?
劉建明:原因有很多。
一是一種新產品從進入市場到被用戶接受,需要一個過程。
二是種地的農民由于沒有土地所有權,經常是種地而不養地,他們關心的是如何在有限的耕地上獲得更高的產量,至于土壤退化、土地質量以及農產品的品質和安全等問題,則不是個體農戶所能考慮的。而且作為一種綜合的多元素礦物肥,它的價值更多地體現在對土壤肥力改善和耕地質量的提高上,就好像是給土壤做保健,短時間內效果不會太明顯,不如普通化肥肥效快,可以立竿見影。
三是目前農資市場采取多級代理分銷模式,產品出廠后被層層加價,到達農戶手中時價格已翻了幾番,達到3000~4000元/噸,讓農戶感到價格太高。
四是我們自身不善營銷推廣,也沒有做宣傳廣告。我們是做技術研發的,市場推廣不是我們的強項,還是應該有專門的團隊去做。
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