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面對樹脂包膜材料價格高、降解周期長以及天然材料控釋效果差等問題，系統開展了生物質資源合成樹脂包膜材料的研究，首次開發出具有自主知識產權的可生物降解的新型生物基樹脂包膜控釋肥產品，并創建了聚脲、環氧樹脂、淀粉、作物秸稈液化樹脂等包膜控釋肥生產工藝和自動化生產線，構建了全新的精準化、信息化、連續化生產工藝技術體系，定型了12個控釋肥系列產品上百個品種，實現了控釋肥大規模產業化，生產成本僅為國外同類產品的1/2-1/3，相關研究成果達到國內領先或國際先進水平。堅持產學研相結合，創建的工程化技術先后轉讓到煙臺眾德集團、呼倫貝爾金新化工有限公司、蓬勃生物科技有限公司等企業，促使控釋肥工程化技術迅速實現工業化生產。相關專利“秸稈液化合成樹脂包膜控釋肥工程化專利技術”已于2017年3月轉讓到呼倫貝爾金新化工有限公司，建成了年產5萬噸的自動化生產線和年產20萬噸專用控釋摻混肥的自動化生產線。已于2018年9月與山東蓬勃生物科技有限公司簽訂專利技術轉讓合同，功能型樹脂包膜控釋肥自動化生產線中試裝置已經建成。創新了緩控釋肥養分釋放特征的快速檢測、低溫模擬、田間實測等預測技術和方法。通過長期從事包膜材料研發、新型肥料創制與工程化技術研究和實踐，系統研究了土壤養分循環、肥料高效利用和緩控釋肥的制作技術與控釋機理，揭示了作物養分吸收、控釋肥養分釋放和土壤養分供應的同步關系，建立了控釋肥養分釋放與作物養分需求在時間上和配比上雙平衡的肥料制作和施肥理論，解決了緩控釋肥養分釋放與作物需肥相同步的關鍵科學問題，提出了作物專用控釋肥的精準控釋配方和同步營養高效施肥技術，研制出小麥、玉米、水稻、棉花、馬鈴薯等多種作物雙平衡肥。相關研究內容已申請到科研課題項目16項，相關成果已申請或授權發明專利19項，發表SCI論文20余篇，出版專著1部。該成果在多種作物上的試驗、示范和推廣表明，項目產品可使農作物產量平均增加10%左右，氮素利用率提高10－15個百分點，減氮20%－30%不減產，并可減少施肥次數，在全國26個省（區）30多種作物上累計推廣1.14億畝，節本增效403.4億元，經濟、社會和生態效益顯著。
圖1 生物基聚氨酯包膜尿素
圖2 生物基聚氨酯包膜磷酸二銨、氯化鉀
1.秸稈、廢紙、甘蔗渣等廢棄生物質的資源化利用、生物基包膜材料的開發；
2.系統研究了土壤養分循環、肥料高效利用和緩控釋肥的制作技術與控釋機理，揭示了作物養分吸收、控釋肥養分釋放和土壤養分供應的同步關系，建立了控釋肥養分釋放與作物養分需求在時間上和配比上雙平衡的肥料制作和施肥理論，解決了緩控釋肥養分釋放與作物需肥相同步的關鍵科學問題；
3. 研究了膜材料在土壤中的降解轉化過程及機理，探討了樹脂殘膜對土壤環境和作物生長及品質的影響機理；
4. 創建了環氧樹脂、淀粉、作物秸稈液化樹脂等包膜控釋肥生產工藝和自動化生產線，構建了全新的精準化、信息化、連續化生產工藝技術體系。
四、適宜區域：濕潤、半濕潤的區域。
五、注意事項：生物基包膜材料的研發。
陸盤芳 化學學院
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郵箱：xiaolu@sdau.edu.cn
項目來源：山東農業大學
