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农业技术领域:林源复合多功能药肥技术

文章来源: 发布时间: 2017-05-16

  所处阶段:中试

  成果来源:技术生物与农业工程研究所

  必要性及需求分析:

  农药和化肥的广泛应用,使得粮食产量成倍增加,满足了世界人口爆炸性增长的需要,创造了农业生产的奇迹,为人类的生存和发展做出了巨大的贡献。但是由于长期过量使用化肥农药,导致环境恶化、水土污染、土壤退化、板结,地力下降,抗药耐药产生和病虫害加剧,农药残留等一系列生态、健康和经济问题,对人类的生存和发展构成了严重的威胁。因而,现代农业提倡化肥农药减施,环保农药化肥技术和产品,特别是生物药肥技术受到广泛的欢迎。

  叶面施肥提供了土壤常规根施肥外的另一条有效施肥途径,具有针对性强、吸收快、喷施方法简便、肥效快、安全和污染小等特点,还可以根据需要进行复配,对植物生长进行化调化控等。生物源药肥来源于微生物、植物、动物以及抗病虫草害的转基因作物等,与化学农药相比,具有选择性高、易于降解、不易积累、污染小、对人畜毒性小、环境兼容性好、病虫害不易产生抗性等优点,被称为“绿色药肥”。传统上使用者习惯于将药和肥分开施用,二者合并使用省时、高效,同时又节省成本。为解决这一矛盾,人们提出了将农药和化肥混合施用的“药肥合一”模式。叶面施药肥打破了土壤根施肥的传统方式,是构筑“ 立体施肥” 模式的重要元素,符合现代绿色高效的发展理念。

  我国大部分地区土壤营养流失严重,尤其是微量元素缺失,给植物生长带来不利影响。全国现有耕地18亿亩,按叶面肥在大田作物一次性喷施计算,平均1吨叶面肥可喷施约5000亩耕地(因稀释倍数大小而有所变化),以此理论推算,全国耕地一次性可喷施量约为37万吨。蔬菜作物喷施量约为大田作物的4倍以上,果树等经济作物约为大田作物的25倍以上,再加上农作物复种指数的提高,叶面肥的复合喷施量,从理论上推算应远远高于37万吨。如复种指数按1.5次计算,全国叶面肥喷施量约为55万吨。按照每吨生物药肥20万元计算,生物药肥的市场需求量在1100亿元。目前,我国的叶面肥产业仍然处在一个初级发展阶段,市场产品分散,品牌集中度小,缺少竞争优势;管理缺失,产品质量差,关键是未能从内在技术和外在发展环境上实现突破,优质高端产品主要依赖进口。

  绿色环保可再生的生物质能源是解决能源危机的重要发展方向,发展能源林产业是解决中国能源危机的有效途径之一。依托于中科院合肥物质科学研究院的国家林业局能源林研究中心致力于解决能源林产业经济效益低下问题,将能源林抚育和生产过程中的大量剩余物进行综合利用和价值挖掘,获得富含植物营养和天然元素鳌合因子的提取物,开发具有提高产量、防病抗虫、增加果蔬品质的多功能复合叶面肥(可用于蔬菜、果树等高值农产品的生产)。本产品的特点是:1.以能源林剩余物为原料,绿色环保;2.兼具生物农药和有机肥的功能;4.生产过程无污染,废弃物循环利用。

  目标及主要任务:

  (1)目标:

  以现有100-200kg林源多功能复合叶面肥的小试生产和田间实验为基础,建立年产100t以上中试生产线和生产工艺优化;进行大规模、多品种田间实验;完善原料采摘收集和原料基地建设;筛选低成本原料,优化叶面药肥配方,使产品多元化和扩大生产规模到年产1000t以上。

  (2)主要任务:

  100t/年规模中试生产线的建设,包括:中试生产线工艺流程设计;中试生产设备的遴选、安装、调试;

  林源多功能复合叶面药肥产品生产工艺中试放大,包括:中试生产线100t/年规模的工艺放大,在成功放大的基础上,进行多批次的稳定试生产,考察工艺稳定性;

  对原料采集、运输、加工和基地建设进行优化,进一步降低原料成本;对其他农林废弃物和高繁殖系数的原料进行提取工艺优化和产品配方优化,拓展原料范围,降低生产成本;根据不同需求开发针对性产品。

  在中试基础上进行大规模田间实验和示范应用,在拓展原料和优化配方的基础上建设1000t/年的生产线。

  现有工作基础:

  在前期中试(100L提取设备)提取工艺优化的基础上,实现100kg产品的生产、灌装;连续进行多品种作物的田间实验,对作物长势、叶色、产量、品质等指标进行考察,结果显示林源多功能复合叶面药肥可促进作物生长,增加作物产量和品质,提高作物抗病能力。此成果已经申请专利。

  预期经济和社会效益:

  林源多功能复合叶面肥以农林废弃物为原料,投入少,生产成本低,生产工艺简单、无污染。田间实验结果显示对多种作物蔬菜具有增产、防虫防害和增加品质等作用,是发展现代有机农业很好的天然有机药肥,具有广阔的市场前景。以年产100吨叶面肥计算,设备总投资不超过300万元,年产值约2000万元,毛利润1000万元以上,当年可收回投资成本,具有可观的经济效益。本产品的大规模应用,减少了化学农药化肥的使用量,促进有机生态农业的健康发展,具有可观的社会生态效应。

  实施方式/模式:

  本项目拟建立一条年产100t的林源多功能复合叶面肥中试生产线,同时进一步开发原料资源和建立原料基地,扩大生产规模,3-5年内实现1000t生产规模。希望以技术入股的方式入股生产线建设及产品生产、应用,采取以企业为中心,科研机构参与,利益共享、风险共担的产学研联合的模式,共同促进科技成果的转化与推广。

  附图:

  

 

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