一身“工作服” 讓肥料更順利通過作物“門禁”！青大研發(fā)新型肥料斬獲全國金獎

青島日報社／觀海新聞8月3日訊 日前，由共青團中央、人力資源社會保障部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等共同主辦的第九屆“創(chuàng)青春”中國青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽（鄉(xiāng)村振興專項）在江蘇落下帷幕，青島大學環(huán)境科學與工程學院“造就‘肥’凡——綠色高端流體螯合肥料引領(lǐng)者”項目從全國5178個項目中脫穎而出，憑借技術(shù)硬、創(chuàng)新性強、社會價值高、發(fā)展前景優(yōu)等特點斬獲金獎。該團隊經(jīng)過6年自主攻關(guān)，以高效糖醇螯合技術(shù)，破解了糖醇螯合肥長期以來存在的穩(wěn)定性差、質(zhì)量缺乏保障等問題，產(chǎn)品效能達到國際領(lǐng)先水平，在山東、四川、遼寧等地上萬畝示范推廣試驗中，實現(xiàn)不同作物增產(chǎn)10－50％。目前團隊已經(jīng)與青島有關(guān)企業(yè)達成合作，產(chǎn)品很快將正式推向市場。

穿上“工作服”通過“門禁”，脫下“工作服”被作物吸收

“螯”是螃蟹等節(jié)肢動物的第一對腳，簡單來講，螯合肥就像螃蟹的螯一樣，能夠把作物所需的礦質(zhì)元素“擒拿”住，同時又可以隨著時間及環(huán)境變化把礦質(zhì)元素“釋放”出來，進而使作物對養(yǎng)分的吸收更加順利、充分、合理。

“造就‘肥’凡——綠色高端流體螯合肥料引領(lǐng)者”項目導師、青島大學環(huán)境科學與工程學院教授顏冬云告訴記者，普通的鉀肥、鈣鎂磷肥等肥料中的礦質(zhì)元素是以金屬離子形式被作物吸收，但是這種離子形式接觸到土壤之后，很容易被土壤固定，不但使作物吸收效率大打折扣，而且容易造成土壤板結(jié)、酸化、鹽堿化等問題；如果改為葉面噴施，雖然減少了肥料與土壤的接觸，但由于植物韌皮部呈現(xiàn)堿性，金屬離子在堿性環(huán)境下很容易駐留，被“攔截”在葉面上，同樣不利于作物吸收。螯合肥就如同給礦質(zhì)元素包裹了一層“工作服”，在堿性環(huán)境下照樣“暢通無阻”，這樣就可以通過葉片“門禁”，向莖部、根部等部位遷移。隨著時間及環(huán)境變化，螯合肥逐漸脫下“工作服”，被“釋放”出來的礦質(zhì)元素就可以被作物高效吸收。

像傳統(tǒng)氮肥在大劑量使用之后，作物的吸收率僅有30％。而糖醇螯合肥的使用就如同“滴灌”一樣，用量很小，作物吸收效率卻很高，促進作物生長的同時，可以有效保護農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。

找到平衡點，讓“工作服”包裹不能太緊密或太松散

當前我國在螯合肥生產(chǎn)方面所使用的螯合劑主要為EDTA、氨基酸和糖醇。但是EDTA螯合能力過強，對礦質(zhì)元素包裹過于緊密，不利于作物吸收，氨基酸原料則成本較高，且兩者都會造成一定程度的土壤污染。相比之下，糖醇純度較高，不存在二次污染問題，是新型綠色鰲合肥的理想原料。不過，市面上的糖醇螯合肥多存在穩(wěn)定性差（例如螯合物解體）、質(zhì)量缺乏保障等問題，這也極大制約了糖醇螯合肥的市場發(fā)展。

自2016年起，顏冬云教授團隊針對兗礦集團研發(fā)山梨醇系列肥料的有關(guān)需求，開始對糖醇螯合肥進行攻關(guān)。團隊經(jīng)過在各種環(huán)境下反復測試，不斷調(diào)整配方、改進生產(chǎn)工藝，最終徹底解決了肥料的有效形態(tài)問題?！昂唵蝸碚f就是要不斷試驗，找到一個平衡點，讓糖醇對礦質(zhì)元素的包裹不能太緊密，影響作物吸收；同時又不能包裹太松散，導致螯合物解體?！?/p>

團隊還創(chuàng)制了螯合物的分離提純方法，在提取過程中不破壞糖醇螯合物結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)了提取劑的循環(huán)使用，整個過程無“三廢”產(chǎn)生。在此之前，市面上的糖醇螯合肥魚目混珠、品質(zhì)參差不齊，除了穩(wěn)定性問題以外，就是因為缺乏分離提純方法，肥料中糖醇螯合物的含量究竟有多少，無從得知。而顏冬云教授團隊破解這個技術(shù)難題之后，就可以控制糖醇螯合物在肥料中的純度。

當然，糖醇螯合肥也并不是純度越高效果就越好。顏冬云告訴記者，以花生為例，經(jīng)過兩年的對比實驗，100％純度的糖醇螯合鈣肥料可以使花生增產(chǎn)率達到12．5％；60％純度的糖醇螯合鈣肥料卻可以使增產(chǎn)率接近28％。不同作物有不同的“喜好”，所以糖醇螯合肥的配方、生產(chǎn)工藝、純度等也不盡相同。

建立作物反饋機制，滿足不同作物“胃口”

為了弄清楚不同作物的“胃口”，顏冬云教授團隊建立了先進、成熟的作物反饋機制，對研發(fā)出來的肥料進行多地域、多種類作物跟蹤式試驗，根據(jù)肥效數(shù)據(jù)對生產(chǎn)工藝參數(shù)進行優(yōu)化，實現(xiàn)“一作物一產(chǎn)品”。

比如有些作物需要在葉片中重點施加糖醇螯合肥，以促進光合作用；有些塊莖類作物則需要讓礦質(zhì)元素更多地遷移到根莖部位，以改良產(chǎn)品品質(zhì)。通過測試葉片、莖部、根部等位置的礦質(zhì)元素含量，以及其他肥效數(shù)據(jù)，就可以知道作物到底“吃”得好不好。

目前，顏冬云教授團隊已在山東、四川、遼寧等地區(qū)開展了上萬畝示范推廣試驗，涉及馬鈴薯、小麥、玉米、花生、蘋果、葡萄等多種作物，不同作物增產(chǎn)率達到10－50％。“我使用青島大學的糖醇螯合肥已經(jīng)3年了，花生單株飽果數(shù)提高了，產(chǎn)量提高15％以上，還減少了農(nóng)藥的施用?！奔茨珔^(qū)華山鎮(zhèn)后花園村村民王存峰連連稱贊。遼寧省義縣遼峰葡萄合作社負責人景璽說：“葡萄施用糖醇螯合肥后裂果現(xiàn)象消失了，甜度高，口感好，明年還會繼續(xù)大規(guī)模使用?！?/p>

與國際上最先進的糖醇螯合肥產(chǎn)品相比，顏冬云教授團隊研發(fā)的同類產(chǎn)品毫不遜色，而且在多項指標中表現(xiàn)更優(yōu)。比如與美國某公司產(chǎn)品相比，同樣施加到馬鈴薯上，雙方產(chǎn)品對作物的增產(chǎn)效果差不多，但顏冬云教授團隊產(chǎn)品的遷移性更好，馬鈴薯的鈣含量更高，品質(zhì)更佳。同時，顏冬云教授團隊產(chǎn)品價格定位僅有國外產(chǎn)品的30％。

據(jù)估算，目前國內(nèi)糖醇螯合肥市場規(guī)模為87億元，在各類肥料中尚屬于“小眾”產(chǎn)品，但隨著綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，糖醇螯合肥的市場占有率正在不斷擴大，預計未來可達到2000億元的市場規(guī)模。就在第九屆“創(chuàng)青春”中國青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽（鄉(xiāng)村振興專項）金獎頒出之時，來自壽光、臨邑等地的多家農(nóng)企紛紛向顏冬云教授團隊遞上“橄欖枝”，尋求合作。目前，團隊已經(jīng)與青島有關(guān)企業(yè)達成合作，產(chǎn)品很快將正式推向市場。（青島日報／觀海新聞記者 王沐源）