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一、項目背景1.1 農產品有機化與健康食品的需要現(xiàn)代高效農業(yè)離不開肥料的使用。然而，化學肥料的大量使用導致了嚴重的土壤酸化板結以及對地表水系的生態(tài)破壞，在回歸自然、農產品有機化的全球大趨勢中，有機肥料則成為關鍵的源頭。 近年來，世界上有機農業(yè)所占比例越來越高，各國都相繼頒布了相關法律法規(guī)，多數國家規(guī)定只有通過有機認證的農產品才允許進口。人們對農產品的需求在悄悄的改變，溫飽問題解決以后，人們更加重視食品的安全、口感、健康和環(huán)保。而直接關系生態(tài)環(huán)境、食品安全、身體健康的關鍵因素就是農產品種植所必須的肥料、農藥等生產資料。因此，在食品安全革命的背后是一場肥料、農藥等農資和種植技術的革命。2002年4月，農業(yè)部和國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了《無公害農產品管理辦法》，隨后又出臺了相關標準；當年7月，國務院又發(fā)布了《關于在全國范圍內開展無公害食品行動計劃》的綱領性文件，對食品生產所采用的肥料、農藥、土質等作了全新的規(guī)定，并逐漸成為全社會的共同要求和必然趨勢。一個全新的、有著巨大潛力的朝陽產業(yè)和新型項目——有機農業(yè)所必備的生產資料——高效生物活性有機肥的時代來臨了。 近年來，國家加大了對農業(yè)的投入，大部分的省份加大了農業(yè)補貼的力度。同時，農產品的銷售價格大幅上揚，農民收入增加了，生產積極性高漲。然而，由于長期施用化肥、農藥使土壤板結、肥力下降，還造成了環(huán)境污染，影響了農業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。另一方面，包括化肥在內等農業(yè)生產資料價格大幅上漲，使農產品生產成本上升。因此農民急需尋找一種能部分或全部替代常規(guī)化肥、改良土壤、優(yōu)質高效、價格實惠的新型肥料。 近年來，以施用有機肥料為主而生產的綠色食品深受廣大消費者的青睞，綠色食品的生產增加了有機肥料的需求。對應4000多億元的化肥銷售總額，生物有機肥僅占2%左右，約74億元。由于生物有機肥的諸多優(yōu)勢逐步被人們認可，加上國家政策的傾斜，生態(tài)有機肥將成為未來農業(yè)生產的必需品。據有關部門預測，未來5年內，我國生物有機肥市場將以每年5％的速度增長，2015年預計將超過1500億元的產值。從而給高效生物有機肥的生產創(chuàng)造了巨大的市場空間和商業(yè)機會。 目前，由于人們認識上的誤區(qū)以及技術手段所限，有機肥中磷、鉀元素的補充仍然延用磷酸銨、硫酸鉀等常規(guī)化學肥料，對肥料的全面有機化形成了技術障礙。 清華大學與合作者經過十年潛心研發(fā)，富磷鉀無機有機復合肥突破了非水溶性磷肥制備的技術瓶頸，為有機農業(yè)的發(fā)展奠定了補充磷鉀元素的技術基礎。 1.2解決磷資源短缺與傳統(tǒng)磷肥環(huán)境問題的需要磷，是人類賴以生存且不可替代的資源，而作為農業(yè)生產基本物質的磷肥消耗了80%的優(yōu)質磷礦資源。我國耕地面積占世界的9%，養(yǎng)活了20%的人口，使用了全世界30%以上的化肥，仍造成70%的土壤缺磷。在大力使用速效化肥創(chuàng)造糧食生產奇跡的同時，也引發(fā)了水污染、土壤板結、磷石膏堆放等一系列環(huán)境問題。特別是磷肥工業(yè)仍以酸法制備水溶性化學磷肥為主，2006年以來，我國每年使用化學磷肥1100萬噸（按照純P2O5計量），而生產與使用酸法水溶性磷肥已導致一系列環(huán)境與資源問題： 充分利用磷礦資源的要求。磷礦資源是非可再生資源，近幾年來，全球的高品位磷礦資源儲量急劇下降，作為磷肥原料的磷礦品位逐年降低。據IFA統(tǒng)計數據顯示,世界磷礦石折P2O5后含量降低,1999年為31.41%,而2006年為31.04%,品位下降了0.4個百分點,對于大噸位磷礦石來說,磷礦品位下降,不僅是有效磷含量的降低,而且還會導致磷礦加工成本的上升。磷礦資源大國已開始有意識地減少磷礦開采，以保證國內磷肥企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。據統(tǒng)計資料顯示，1999年世界磷礦石出口量為3278萬噸,2006年為2965萬噸,礦石出口下降了9.5%,年均復合降低1.42%個百分點。世界磷礦出口減少，供需趨緊,價格上升。我國擁有資源儲量為178.6億噸，其中儲量11.8億噸，基礎儲量31.7億噸，居世界第二位，僅次于摩洛哥，中以中低品位為主，P2O5平均含量不足17％，富礦儲量僅占6.6%。國土資源部已把磷礦列為不能滿足國民經濟發(fā)展需要的礦種之一。利用微晶化納米粉體加工技術和生物發(fā)酵技術可以充分利用我國的中低品位磷礦資源制成生物磷肥，保障磷肥供應，平抑磷肥價格。 低碳清潔化磷肥生產的需要。首先，酸法生產化學磷肥的雜質含量影響用酸量的多少，關系到生產的成本和工藝復雜性，雜質含量高的磷礦甚至造成生產中斷。故酸法磷肥生產直接使用的磷礦粉一般是品位28%以上、雜質含量低的優(yōu)質磷礦。因此普遍存在用富棄貧的現(xiàn)象。選礦產生的含磷低于10%的尾礦和生產過程產生的磷石膏堆積成山，不僅占用大量土地資源，也給周圍安全帶來威脅有些磷礦，甚至品位較高的磷礦，因選礦難度大而沒得以利用。其次，磷肥生產產生大量的廢水廢氣也污染周圍環(huán)境。再次，酸法生產過磷酸鈣和磷銨的耗酸量巨大。2008年我國生產磷銨（MAP+DAP）類肥料總計740萬噸 P2O5，共耗用優(yōu)質磷礦近2800萬t，耗硫酸2100萬t。我國缺少硫磺資源，用硫磺燃燒制備硫酸需要大量進口硫磺；國內用硫鐵礦燃燒法制硫酸從開采、運輸到冶煉，都會帶來不容忽視的污染問題，有些地區(qū)還會帶來酸雨危害。微晶化納米粉體加工過程是純物理過程，沒有“三廢”排放，能耗低；生物發(fā)酵過程消耗工農業(yè)廢棄物，變廢為寶、清潔環(huán)境的工藝。 解決土壤面源污染、優(yōu)化土壤環(huán)境的新思路。近幾年的研究表明，農田過量使用化肥是造成河流湖泊等水體富營養(yǎng)化的主要原因，而磷是水體富營養(yǎng)化的決定因素。水溶性磷肥施加到田間后磷酸根極易隨灌溉或雨水流失。大量磷元素隨農田進入河流湖泊，形成藻類繁衍基礎物質的富磷化面源污染。太湖流域每年每畝農田施用化肥34公斤左右（約1/3的磷肥）。約30億立方米“回流水”攜帶大量由化肥產生的氮磷污染物，從而造成太湖流域大面積出現(xiàn)藍藻。水溶性化學肥料剛施入土壤后，造成局部濃度過高，會毒害作物根系和土壤微生物；之后又在環(huán)境因子作用下?lián)]發(fā)、流失或沉淀，造成肥料利用率降低，磷為2—25％，氮為30—60％，鉀為30—60％。生物磷肥是利用微晶化磷礦粉結合生物發(fā)酵制造而成，由于主要養(yǎng)分形態(tài)為非水溶性態(tài)，在土壤物理的、化學的和生物的因素作用下緩緩釋放，不但根系土壤環(huán)境，發(fā)酵產生的有機酸還能促進土壤團粒結構的形成，刺激作物生長。施用非水溶性磷肥減少了磷的流失，從而降低環(huán)境水體富營養(yǎng)化的風險。 可結合農作物秸稈與畜禽糞便的循環(huán)利用實施。我國每年產生各類農作物秸稈約6.5億噸，畜禽糞便產生量約20億噸，是工業(yè)廢棄物的3倍。隨著種植和畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，農業(yè)廢棄物數量還在增加。農業(yè)廢棄物不但污染農村環(huán)境，還易引起火災。利用農業(yè)廢棄物制造生物磷肥，不但凈化農村環(huán)境，而且變廢為寶，成為優(yōu)質肥料，是農業(yè)物質循環(huán)利用的一條新途徑。 農業(yè)科技發(fā)展的新提示。我國農業(yè)專家李振聲院士多年來從事磷高效基因型作物品種的選育工作，利用改良作物品種提高作物對非水溶性磷素的吸收能力，并取得巨大成功。這也啟示我們，非水溶性磷也是作物吸收利用的重要磷源。許多農業(yè)專家研究表明，改性磷礦粉在北方石灰性土壤上也具有明顯效果。非水溶性的磷代替高消耗高污染的水溶性磷肥在實踐上是可行的。 有機農業(yè)發(fā)展的好助手。隨著我國農業(yè)產業(yè)化水平的提高和人們健康意識的增加，有機無公害農業(yè)在我國取得快速發(fā)展，有機農業(yè)面積已躍居世界第二位。但有機農業(yè)要求禁用化學人工合成的肥料。現(xiàn)在有機農業(yè)基地主要采用有機肥和骨粉補磷。有機肥含磷量低，骨粉資源不足且價格高昂。長期下去必然造成有機農業(yè)基地土壤磷的虧缺，造成作物生長不良，產品品質下降，產量和效益降低。采用天然礦質和生物發(fā)酵技術制成的生物磷肥，符合有機農業(yè)用肥要求，試驗證明在實踐上也是可行的，是一種質優(yōu)價廉的有機農業(yè)用肥，具有廣闊的發(fā)展前景。 適合國情的可持續(xù)發(fā)展之路。酸法磷肥帶來的“生產環(huán)節(jié)環(huán)境負擔大—優(yōu)質磷礦資源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列問題的形成是基于傳統(tǒng)磷化工產業(yè)和化肥體系基礎之上的，特別是近幾年水溶性磷的產能激增，與我國主要以中低品位磷礦為主、硫資源不足的資源特點不相適應。用微晶化納米技術和生物技術生產生物磷肥，直接利用中低品位磷礦，不耗酸，降低選礦成本，減少施肥污染，是環(huán)境友好型的低碳農業(yè)用磷途徑。我國幅員遼闊，氣候土壤類型眾多。過磷酸鈣和磷銨等對農業(yè)增產增收雖然做出巨大貢獻，但并不是適合所有土壤的最佳選擇。我國南北方都有土壤酸化問題，過磷酸鈣含有游離酸，會加重土壤酸化。而生物磷肥可以平抑土壤酸性，改良土壤結構。水田施用非水溶性的磷更能降低肥料損失。坡地施用生物磷肥可減少翻耕，降低水土流失風險。 多年來，我們以多學科交叉合作的方式，深入探索創(chuàng)新材料微晶化技術，將難選的中低品位磷礦利用與農業(yè)廢棄物資源生物發(fā)酵等新技術結合，形成具有獨立知識產權的原創(chuàng)新技術，制備能夠替代水溶性化學磷肥的新一代緩釋性生物磷肥，已在小麥、玉米、棉花、大豆、花生、水稻、茶樹、冬棗、橡膠、蔬菜、荔枝、鴨梨等作物的試驗中取得了與水溶性磷和骨粉等同的效果，并正向更多作物種類試驗推廣。二、產品的技術特點“有機農業(yè)發(fā)展的肥料瓶頸—生產環(huán)節(jié)環(huán)境負擔大—優(yōu)質磷礦資源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列問題的形成是基于傳統(tǒng)磷化肥的生產和施用體系。雖然，傳統(tǒng)磷化肥為人類生存的糧食生產做出了不可磨滅的貢獻。然而，在資源短缺、環(huán)境與健康矛盾日趨尖銳的今天，需要重新考慮如何突破傳統(tǒng)水溶性磷肥技術瓶頸，開發(fā)高效非水溶性生物磷肥。100多年前，化學家認為作物必須通過水溶性磷化合物才能吸收磷元素；而近代植物營養(yǎng)學家研究卻發(fā)現(xiàn)：植物根系對磷元素的吸收，主要是靠根部分泌的生物酸緩慢分解土壤中的含磷礦物質而進行的。 我們能否找到一種在弱酸或自然狀態(tài)下，能夠向土壤中補充作物所需要磷元素的技術途徑呢？ 針對上述問題，清華大學、山東農業(yè)大學和中國農科院等單位歷經10年努力，開發(fā)了“富磷鉀礦物有機無機復合肥”。本產品是采用經過高能活化的磷鉀礦物為主要原料，在特效菌種的作用下與有機質共同發(fā)酵處理而得到的；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料的使用可以優(yōu)化土壤礦物組成和結構，避免了化學肥料對農產品質量及土壤酸化等不良影響，達到增產、改善品質、綠色生態(tài)的效果。 該產品的原材料來源廣泛，除磷鉀礦物外，發(fā)酵過程中的有機物料可以利用各地農作物秸稈、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風化煤、糖渣、部分發(fā)酵法制作食品類的廢棄物、各種炸油廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環(huán)境污染、凈化環(huán)境、也起到生態(tài)循環(huán)作用。 該技術的研發(fā)得到了科技部農業(yè)科技成果轉化項目的支持，獲得多項國家發(fā)明專利，并通過教育部組織的專家技術鑒定。鑒定委員會認為，該項目總體達到國際先進水平，中低品位磷礦微晶化活化磷元素的技術達到國際領先水平。中國農科院、山東農業(yè)大學、山東林科院、海南大學的作物科學、資源環(huán)保學、土壤肥料學等方面的專家、教授參加、主持多次的大田試驗、科研論證，在山東、浙江、江蘇、遼寧和海南等30多種作物上推廣示范使用，都取得了令人矚目的效果。中國化工報、中國礦業(yè)報、農資導報、農民日報、糧油市場報等各大媒體專題報道，它的普及推廣將為我國發(fā)展節(jié)本增效、綠色、環(huán)保的現(xiàn)代農業(yè)起到極大的推動作用。 三、產品的應用效果 3.1與其他化學肥料的對比與差異分析“富磷鉀礦物無機有機復合肥”生產技術開辟了磷肥生產的新途徑，工藝簡單，成本降低，且對環(huán)境無污染。我們歸納了幾種常用磷肥的的生產工藝、肥效與環(huán)境效果，請參閱以下流程圖和表1。表1 本產品與化學磷肥的對比磷肥種類磷礦原料品位加工條件供磷機理供磷速度肥效供求平衡生產使用對環(huán)境的污染磷銨高品位加溫耗酸水溶性很快短前期過高，易失效，后期不足有，易造成土壤板結過磷酸鈣中高耗酸水溶性枸溶性快較長前期過高，易失效，后期不足有，易造成土壤板結鈣鎂磷肥中低高溫水溶性枸溶性慢長供<求有，易造成土壤板結磷礦粉中低-水溶性枸溶性很慢最長供<求無富磷有機無機復合肥中低-非水溶性枸溶性適中適中供=求需求拉動釋放無，改良土壤 3.2在蔬菜種植中的試驗研究3.2.1蕹菜圖1為施用相同含磷量不同磷肥時，蕹菜的生長狀況。可以看出，施用四種磷肥的蕹菜長勢差異性明顯，由好到差的順序為：富磷有機無機復合肥>過磷酸鈣>普通磷礦粉。圖1施用不同肥料的蕹菜收獲圖片（山東泰安） 表2中PB1、PB2、PB3 為不同微晶化程度磷礦粉的處理，且PB1 處理號Treatment 葉長(cm)Length(cm) 葉寬(cm)Width(cm) 株高cmHeight(cm) 鮮重g/盆F.W. 增產%Rate of increment 較CK0 較CK1 較CK4 空白CK0 8.00 2.80 19.50 76.21 - - - 過磷酸鈣CK1 7.90 2.93 18.63 86.61 13.65 - - 普通磷礦粉CK4 7.20 2.43 17.33 66.64 - - - 富磷復合肥PB4 9.10 2.77 22.00 111.47 46.27 28.70 67.27 3.2.2油白菜油白菜是對磷比較敏感的植物，幼苗期如果缺磷會導致植株矮小，生長發(fā)育緩慢，根系小且發(fā)育不良，葉片少、小而厚，嚴重時葉片蜷曲。圖2為棕壤上的盆栽對比試驗。在對照不施磷肥的處理中，油菜幼苗生長不正常，植株矮小，莖葉纖細；施用生物磷肥提高了油白菜幼苗的葉片數、葉面積、根長和干重。圖3 生物磷肥對油菜的肥效（山東泰安） 由表3可以看出，在相同施磷量處理下，與原磷礦粉CK2相比，富磷有機無機復合肥1、2、3、4產量分別提高5.62%、6.95%、10.57%、15.39%。在相同施磷量處理下，富磷有機無機復合肥3和4比鈣鎂磷肥CK1有增產作用，分別在0.69%和5.08%。 表3 不同處理對油白菜生物量的影響編號處理方案株高（cm）鮮重(g/盆)增重(%)較CK0較CK1較CK2CK0不施磷肥17.33356.21---CK1鈣鎂磷肥24.33410.6115.27-9.82CK2原磷礦粉18.63373.914.97--1PR1+FYM+PSB20.83394.9910.89-5.622PR2+FYM+PSB21.00399.9112.27-6.953PR3+FYM+PSB22.00413.4316.060.6910.574PR4+FYM+PSB24.67431.4721.135.0815.39 圖3 盆栽油菜（浙江長興）3.2.3西蘭花在北京近郊有機蔬菜基地的潮土上，施用生物磷肥的西蘭花比僅施用有機肥對照組的生物產量和經濟產量都顯著提高，研究發(fā)現(xiàn)葉片的SPAD（葉綠素相對含量）含量高、平均花頭更重。 圖5 施用富磷有機無機復合肥對西蘭花生長的影響(北京昌平)3.2.4辣椒在浙江長興辣椒幼苗的盆栽試驗中，土壤類型為紅壤，施用等磷量的辣椒幼苗的生長量：生物磷肥與鈣鎂磷肥、磷酸二銨效果相當，均優(yōu)于普通磷礦粉與空白。圖6 不同磷肥對辣椒生長的影響（浙江長興） 3.2.5葉用萵苣南方紅壤上的葉用萵苣盆栽試驗表明，在等磷量的施肥水平條件下，分析土壤中的有效磷含量：過磷酸鈣>富磷有機無機復合肥>對照處理；土壤容重：生物磷肥>對照處理>過磷酸鈣處理；植株鮮重：生物磷肥>過磷酸鈣>對照處理。這是因為生物磷肥的有機活性因子刺激了植株的生長。圖7生物磷肥對葉用萵苣生長的影響（浙江長興） 3.3在小麥玉米種植中的試驗研究3.3.1 小區(qū)小麥試驗從表4看出，施用生物磷肥和過磷酸鈣處理能提高小麥的生物產量和經濟產量。富磷有機無機復合肥處理PA4的生物產量和經濟產量與過磷酸鈣相當，顯著高于對照和普通磷礦粉。 表4小麥田間試驗的產量和磷的吸收處理生物產量kg/mu經濟產量kg/mu籽粒含磷量g/kg秸稈含磷量g/kg總吸磷量kg/mu空白CK1880.00387.535.341.582.86過磷酸鈣750kg/ha CK21024.49498.035.432.243.88普通磷礦粉750kg/ha CK3947.69442.255.941.643.46生物磷肥750kg/ha PA41029.38498.335.521.523.56圖8 小麥小區(qū)試驗（左為對照，右為生物磷肥，山東泰安）3.3.2小麥—玉米輪作體系下的肥效試驗該試驗在山東農業(yè)大學資環(huán)試驗站進行。前季小麥和后季玉米的活化微晶化磷礦粉處理和生物磷肥處理，在植株生物量、經濟產量、磷吸收量等方面接近或超過過磷酸鈣處理，較空白對照和普通磷礦粉處理都達顯著或極顯著水平。該試驗表明，活化微晶化磷礦粉和生物磷肥不僅對當季作物有效，而且對后季作物有一定程度的肥效。圖9小麥-玉米輪作肥效試驗（山東泰安） 3.4生物磷肥的推廣應用3.4.1在大田小麥上的應用（1）生態(tài)小麥增收試驗。試驗點位于黃河三角洲高效生態(tài)園區(qū)陽信現(xiàn)代農業(yè)示范區(qū)，小麥品種為魯麥23，土壤類型為黏質鹽化潮土，自2010年10月16日播種，2011年6月16收獲。結果表明，施用富磷有機無機復合肥的小麥較對照增產8.2%，施用等施磷量的傳統(tǒng)磷肥（磷酸二銨）的小麥增產8.7%，這證明了這類非水溶性肥料與水溶性磷肥的肥效相當。圖10 生物磷肥小麥高產示范(山東陽信)   表5 施用生物磷肥對小麥產量的影響處理產 量 結 構產量（kg/ha）較對照增產%畝穗數（萬/畝）穗粒數（個/穗）千粒重（g）空白26.3540.4254.228771.9習慣施肥（二銨）27.4043.3051.649531.58.7生物磷肥26.4644.1049.489489.88.2 （2）有機小麥增收試驗。試驗點位于山東省菏澤市銀香偉業(yè)有機農業(yè)基地，土壤類型為黃河沖積砂質潮土，輕鹽堿。供試小麥品種為新麥9408，2010年10月30日播種，播種量為7.5公斤/畝，2011年6月5日收獲。圖11 富磷有機無機復合肥在有機小麥高產示范（山東曹縣） 表6為苗期小麥的出苗、分蘗和植株生長狀況。施用生物磷肥促進了小麥的出苗率、分蘗和冬前生長，高于對照，與磷酸二銨相近。生物磷肥1是活化磷礦粉與有機物發(fā)酵制成，含有生物活性因素，對種子發(fā)芽和幼苗生長具有刺激作用，價格低廉，已有多項指標超過磷酸二銨。從冬前苗期生物量和年后總分蘗數上看，生物磷肥都顯著高于對照和單施磷酸二銨處理 表6 富磷無機有機復合肥（生物磷肥）對小麥生長的影響處理出苗影響萬株/畝冬前分蘗數個/株冬前主莖葉齡數平均總分蘗個/株冬前生物量g/株Kg/畝空白CK13.461.003.002.750.2838.32磷酸二銨14.321.863.343.110.3550.17等磷生物磷肥115.391.833.253.450.4061.58等值生物磷肥115.902.173.224.130.4774.35等磷生物磷肥215.291.403.065.580.3960.08等值生物磷肥214.631.433.164.020.2942.22表7示小麥產量狀況。可以看出施用各種磷肥都較顯著提高小麥的畝穗數。由于該試驗地塊處于沙質潮土上，土壤肥力薄，無水澆條件并有輕度鹽堿化，小麥后期群體和個體發(fā)育矛盾突出，生育期偏短，穗粒數和千粒重低于對照，但施用生物磷肥處理的每公頃產量都在6300kg以上，增產在17%以上。 表7富磷有機無機復合肥（生物磷肥）對小麥產量結構的影響處理畝穗數（萬株/畝）穗粒數（粒/穗）千粒重（g/千粒）產量（kg/ha）較對照增產%空白CK24.729.648.985379.36—磷酸二銨35.327.447.976960.8729.40等磷生物磷肥135.226.345.486307.8017.26等值生物磷肥135.125.846.366300.2417.12等磷生物磷肥232.228.646.616437.0219.66等值生物磷肥233.228.146.416492.4020.69 3.4.2在油菜上的應用油菜是我國的重要油料作物，也是對磷敏感的作物。在浙江長興的紅壤上，施用富磷有機無機復合肥（生物磷肥）增加土壤有機質，改良土壤結構，降低土壤酸度，促進植株生長。油菜幼苗的生物量：生物磷肥>鈣鎂磷肥>普通磷礦粉>對照。 圖12富磷有機無機復合肥（生物磷肥）的油菜試驗（浙江長興） 3.4.3在有機紅菜頭上的應用圖13 施用富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）的紅菜頭與對照（北京昌平） 在北京昌平興壽保護地有機蔬菜基地上，在普施有機肥的基礎上，施用富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）的紅菜頭較對照平均鮮重和葉面積顯著提高。生長50天的幼苗鮮重，施用生物磷肥處理較空白單施有機肥處理增重18.5%，商品增重13.0%。 表8富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）對紅菜頭產量（鮮重）的影響處 理施肥量 kg/畝總 產商品產量kg/畝增產%kg/畝增產%空 白—1600.00—1600.00增產生物磷肥801896.3018.51807.4113.0生物鉀肥1002168.8935.62008.8925.6生物磷鉀肥P80+K1002115.5632.21866.6716.7有機蔬菜安全無公害，很受人們歡迎，價格較高，從表9看出，施用富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）具有較高效益，畝增值在萬元左右，產投比較高。 表9富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）對紅菜頭產產值的影響處理肥料投入 元/畝畝增值/元畝實增 元/畝產出/投入產值增值空 白—32000.00———生物磷肥8036148.159481.559401.55117.5生物鉀肥10040177.7813511.1813411.18134.1生物磷鉀肥18037333.3310666.7310486.7358.3注：有機蔬菜實際價格：20元/ kg3.4.4 在蘆筍上的應用蘆筍又名石刁柏、龍須菜，屬于百合科，為多年生宿根草本植物。圖14為紅壤上的保護地蘆筍種植。生物磷肥由于供肥均勻，降低土壤酸度，改善土壤結構，增加土壤透氣性，促進蘆筍健康生長。施用生物磷肥較傳統(tǒng)磷肥過磷酸鈣地上部莖葉生長更加健康，提高采收量和產品品質。圖14 保護地蘆筍施用生物磷肥和傳統(tǒng)磷肥對比（浙江長興）3.4.5在非洲菊上的應用非洲菊是多年生常綠宿根草本植物。圖15為施用不同磷肥的非洲菊。富磷有機無機復合肥（生物磷肥）含有的有機質能刺激作物生長，且供肥均勻，調節(jié)土壤酸度，改良土壤結構，促使非洲菊植株生長健壯。施用這類新型肥料的優(yōu)質鮮切花的產出率高于過磷酸鈣8%。圖15保護地上的非洲菊（浙江長興）  四、工藝流程特點本產品的生產工藝流程清晰簡明，分為礦物活化、生物發(fā)酵和干燥造粒三個工序。根據實際需要，每個工序都可以形成不同階段的產品： 產品A：由磷鉀等礦物組成的活化礦物粉體，可以直接施用，也可以配送到不同地點與不同的有機質原料進行發(fā)酵處理，形成產品B或產品C。以滿足有機質原料和形成的富磷鉀有機-無機復合肥不適合長距離運輸的場合。 產品B：活化礦物粉體與有機質在菌種作用下發(fā)酵處理后的產品，可以直接施用，也可以進入下一個工序，形成高度商品化的造粒產品C。以滿足具有大批量有機質原料和有機肥用戶距離較近、生產與用戶關聯(lián)度較高的場合，避免干燥造粒的成本和干燥過程中的菌群和有機酸的損失。 產品C：將有機化處理后的富磷鉀有機無機復合肥進行干燥、造粒和包裝等成品化處理，以便用戶使用和市場流通過程中的儲存運輸。  

1 成果簡介化學磷鉀肥的生產和施用中存在眾多問題：（ 1）水溶性磷鉀肥易隨下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化學磷鉀肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生產磷肥耗酸量大且產生大量磷石膏廢物；（ 4）我國磷礦以中低品位為主，選礦難度大成本高；（ 5） 有機農業(yè)的興起，對有機肥中磷鉀元素的補充也提出來如何替代化肥的現(xiàn)實需求。 “ 有機農業(yè)發(fā)展的肥料瓶頸、磷肥生產環(huán)節(jié)環(huán)境負擔大、優(yōu)質磷礦資源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列問題的形成是基于傳統(tǒng)磷化肥的生產和施用體系。為此，我們開發(fā)了利用中低品位磷礦微晶化活化與在解磷解鉀菌的促進下的有機肥發(fā)酵組合工藝，研制成新型長效富磷鉀有機生物肥料和成套裝備。該技術 2009 年通過教育部組織的專家技術鑒定，獲得科技部農業(yè)科技成果轉化項目的支持，現(xiàn)在山東完成規(guī)模化生產；建立了曹縣牛糞復合發(fā)酵土壤有機化轉換示范區(qū)、黃河三角洲生態(tài)農業(yè)示范區(qū)以及環(huán)太湖流域控磷環(huán)保示范區(qū)。2 應用說明本產品是采用經過活化的磷鉀礦為主要原料，在特效菌種作用下與有機質共同發(fā)酵處理；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料可優(yōu)化土壤礦物組成，避免化肥對農產品質量及土壤酸化等不良影響，達到增產、改善品質、綠色生態(tài)的效果。 該產品的原材料來源廣泛，除中低品位磷鉀礦外，發(fā)酵還可以利用各地畜禽糞便、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風化煤、糖渣、部分發(fā)酵法制作食品類的廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環(huán)境污染、凈化環(huán)境、也起到生態(tài)循環(huán)作用。經過兩年多在小麥、蔬菜、冬棗等農林作物上的使用觀察，其結果表明：此類有機肥的肥效等同于等量過磷酸鈣，但比過磷酸鈣具有跨季后效、生態(tài)環(huán)保、滿足綠色有機農產品的生產。  圖1 富磷有機生物肥生產工藝流程3 效益分析基本原料和加工成本約 600 元/噸（各地成本有所不同），市場銷售價格在 1500 元/噸。形成 3 萬噸生產能力的設備投入在 500 萬元左右。4 合作方式技術服務。5 所屬行業(yè)領域先進制造。

1 成果簡介化學磷鉀肥的生產和施用中存在眾多問題：（ 1）水溶性磷鉀肥易隨下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化學磷鉀肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生產磷肥耗酸量大且產生大量磷石膏廢物；（ 4）我國磷礦以中低品位為主，選礦難度大成本高；（ 5） 有機農業(yè)的興起，對有機肥中磷鉀元素的補充也提出來如何替代化肥的現(xiàn)實需求。 “ 有機農業(yè)發(fā)展的肥料瓶頸、磷肥生產環(huán)節(jié)環(huán)境負擔大、優(yōu)質磷礦資源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列問題的形成是基于傳統(tǒng)磷化肥的生產和施用體系。為此，我們開發(fā)了利用中低品位磷礦微晶化活化與在解磷解鉀菌的促進下的有機肥發(fā)酵組合工藝，研制成新型長效富磷鉀有機生物肥料和成套裝備。該技術 2009 年通過教育部組織的專家技術鑒定，獲得科技部農業(yè)科技成果轉化項目的支持，現(xiàn)在山東完成規(guī)模化生產；建立了曹縣牛糞復合發(fā)酵土壤有機化轉換示范區(qū)、黃河三角洲生態(tài)農業(yè)示范區(qū)以及環(huán)太湖流域控磷環(huán)保示范區(qū)。2 應用說明本產品是采用經過活化的磷鉀礦為主要原料，在特效菌種作用下與有機質共同發(fā)酵處理；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料可優(yōu)化土壤礦物組成，避免化肥對農產品質量及土壤酸化等不良影響，達到增產、改善品質、綠色生態(tài)的效果。 該產品的原材料來源廣泛，除中低品位磷鉀礦外，發(fā)酵還可以利用各地畜禽糞便、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風化煤、糖渣、部分發(fā)酵法制作食品類的廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環(huán)境污染、凈化環(huán)境、也起到生態(tài)循環(huán)作用。經過兩年多在小麥、蔬菜、冬棗等農林作物上的使用觀察，其結果表明：此類有機肥的肥效等同于等量過磷酸鈣，但比過磷酸鈣具有跨季后效、生態(tài)環(huán)保、滿足綠色有機農產品的生產。圖1 富磷有機生物肥生產工藝流程3 效益分析基本原料和加工成本約 600 元/噸（各地成本有所不同），市場銷售價格在 1500 元/噸。形成 3 萬噸生產能力的設備投入在 500 萬元左右。4 合作方式技術服務。5 所屬行業(yè)領域先進制造。

中試階段/n項目組年承擔了與本項目直接相關的項目有：國家科技支撐計劃項目“鹽酸分解中低品位磷礦生產工業(yè)磷酸及其磷酸鹽工業(yè)化示范工程”(項目編號：2007BAB08B08，2007~2010已結題)，湖北省科技攻關項目“鹽酸濕法磷酸生產工業(yè)磷酸鹽”(項目編號：2007AA101C23，(項目編號：2007AA101C23，2007~2010已結題)，作為技術負責人參與了湖北省重大科技專項“電子級磷酸制備工藝研究及示范”(項目編號：2007DA108，2007~2010已結題)。間接相關的項目有：國家科技支撐計劃項目子課題“低品位膠磷礦浮選工藝技術研究與工程示范”(項目編號：2011BAB08B01，2011~2016已結題)，國家科技支撐計劃項目子課題“中低品位難選膠磷礦高效綠色選礦技術研究及示范”(項目編號：2013BAB07B01，2013~2015已結題)。完成了自選項目“磷尾礦綜合利用研究”(吳漢軍：碩士畢業(yè)論文，2015年已結題)。與湖北鄂中生態(tài)科技有限公司合作完成了“磷尾礦處理生產粗磷酸鹽”項目（2016年完成），發(fā)表與項目直接相關研究論文，“間接硫酸法高鎂磷尾礦中磷并制備硫酸鎂的方法”獲得國家授權專利（專利號：ZL 201410143917.7）。為該項目的產業(yè)化奠定了基礎。。本項目開展了相應工藝研究的實驗室工作。研究了鹽酸分解磷尾礦的工藝。在分解溫度為60度條件下，鈣、鎂、磷的分解回收率均為95%以上，成功地分離出氯磷酸鈣產品。研究了利用硫酸銨分離分解母液中鈣元素俺的工藝條件，獲得了結晶程度好硫酸鈣產品，二水磷酸鈣的含量達到99%，溶液中鈣的除去率達到99.9%，較好地實現(xiàn)了鈣與磷鎂的分離。研究了磷、鎂、銨溶液中分別沉淀磷酸鎂銨和碳酸鎂的方法，獲得了純度較高的磷酸鎂銨和碳酸銨產品。研究了石膏轉化為輕質碳酸鈣的工藝技術，碳酸鎂達到工業(yè)指標要求。石膏的轉化率達到99.9%，硫酸銨溶液部分循環(huán)利用，部分結晶硫酸銨產品。硫酸銨產品達到工業(yè)級質量指標。研究了氯化銨溶液濃縮結晶工藝技術，蒸出液用于氨水配制，結晶氯化銨母液循環(huán)利用，氯化銨產品達到優(yōu)級品指標。并對整過磷礦處理工程進行了水平衡實驗，整過過程無廢水排放，CO2氣體回收利用，無廢氣排放。只有少量的硅渣排放，由于硅渣呈中性，可以用于生產水泥或路基材料。所形成的成果正在申報專利。基本完成了實驗室研究。目前正處于中試階段。。本項目截止目前為止，已投入資金60萬元，投入人力10人，進行了1年半的研究。成果應用正在與相關磷化工企業(yè)聯(lián)系，準備推廣實施。。支持額度：。300。萬元。承接單位：。湖北省。項目進展：。項目組年承擔了與本項目直接相關的項目有：國家科技支撐計劃項目“鹽酸分解中低品位磷礦生產工業(yè)磷酸及其磷酸鹽工業(yè)化示范工程”(項目編號：2007BAB08B08，2007~2010已結題)，湖北省科技攻關項目“鹽酸濕法磷酸生產工業(yè)磷酸鹽”(項目編號：2007AA101C23，(項目編號：2007AA101C23，2007~2010已結題)，作為技術負責人參與了湖北省重大科技專項“電子級磷酸制備工藝研究及示范”(項目編號：2007DA108，2007~2010已結題)。間接相關的項目有：國家科技支撐計劃項目子課題“低品位膠磷礦浮選工藝技術研究與工程示范”(項目編號：2011BAB08B01，2011~2016已結題)，國家科技支撐計劃項目子課題“中低品位難選膠磷礦高效綠色選礦技術研究及示范”(項目編號：2013BAB07B01，2013~2015已結題)。完成了自選項目“磷尾礦綜合利用研究”(吳漢軍：碩士畢業(yè)論文，2015年已結題)。與湖北鄂中生態(tài)科技有限公司合作完成了“磷尾礦處理生產粗磷酸鹽”項目（2016年完成），發(fā)表與項目直接相關研究論文，“間接硫酸法高鎂磷尾礦中磷并制備硫酸鎂的方法”獲得國家授權專利（專利號：ZL 201410143917.7）。為該項目的產業(yè)化奠定了基礎。。項目基本內容：。本項目開展了相應工藝研究的實驗室工作。研究了鹽酸分解磷尾礦的工藝。在分解溫度為60度條件下，鈣、鎂、磷的分解回收率均為95%以上，成功地分離出氯磷酸鈣產品。研究了利用硫酸銨分離分解母液中鈣元素俺的工藝條件，獲得了結晶程度好硫酸鈣產品，二水磷酸鈣的含量達到99%，溶液中鈣的除去率達到99.9%，較好地實現(xiàn)了鈣與磷鎂的分離。研究了磷、鎂、銨溶液中分別沉淀磷酸鎂銨和碳酸鎂的方法，獲得了純度較高的磷酸鎂銨和碳酸銨產品。研究了石膏轉化為輕質碳酸鈣的工藝技術，碳酸鎂達到工業(yè)指標要求。石膏的轉化率達到99.9%，硫酸銨溶液部分循環(huán)利用，部分結晶硫酸銨產品。硫酸銨產品達到工業(yè)級質量指標。研究了氯化銨溶液濃縮結晶工藝技術，蒸出液用于氨水配制，結晶氯化銨母液循環(huán)利用，氯化銨產品達到優(yōu)級品指標。并對整過磷礦處理工程進行了水平衡實驗，整過過程無廢水排放，CO2氣體回收利用，無廢氣排放。只有少量的硅渣排放，由于硅渣呈中性，可以用于生產水泥或路基材料。所形成的成果正在申報專利。基本完成了實驗室研究。目前正處于中試階段。

本發(fā)明公開了一種低磷排放的后備奶牛飼料，由以下重量份的組分組成：青貯玉米25～26份，羊草39～40份，玉米13.5～14.5份，大麥6.0～6.5份，豆粕1.5～2份，菜籽粕4.5～5份，DDGS4.5～5份，蛋白多肽0.5～1份，無磷預混料2.3～2.8份。每千克無磷預混料中含有維生素A、維生素D、維生素E、鋅、硒、碘、鈷、錳、銅、煙酰胺，其余為沸石粉。本發(fā)明的飼料在證明不影響后備奶牛生長性能的前提下，降低日糧磷濃度，減少其糞、尿磷的排放，從而減少磷元素對環(huán)境的污染。

硫磺分解磷石膏制酸的新思路，突破了硫磺低溫分解磷石膏制酸的關鍵技術，2014年建成萬噸級工業(yè)示范工程裝置，實現(xiàn)磷石膏資源中的硫和鈣循環(huán)利用，降低磷石膏制硫酸的生產成本，打破制約磷化工發(fā)展的瓶頸，推動磷化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

北京科技大學腐蝕與防護中心電化學工程與材料研究室經過多年潛心研究，開發(fā)出了新型的化學鍍鎳鉻磷稀土非晶態(tài)合金技術，并獲得了國家發(fā)明專利。此研究開發(fā)成果為國內外領先水平。 化學鍍合金技術是一種表面強化、表面保護技術。化學鍍不用電能，只需將被鍍物放入化學鍍溶液中經自催化反應即可在被鍍物表面形成非晶態(tài)的合金鍍層，而且鍍層厚度分布比電鍍更均勻。化學鍍獲得的是非晶態(tài)的合金鍍層，比一般的結晶組織的電鍍層具有更優(yōu)異的耐腐蝕性能和良好的耐磨蝕性能，也具有極好的裝飾性能。 新型的化學鍍鎳鉻磷稀土非晶態(tài)合金鍍層與以往常規(guī)的化學鍍鎳磷非晶態(tài)合金鍍層相比，由于加入了稀土、鉻元素，具有更優(yōu)異的耐腐蝕性能和更良好的耐磨蝕性能，特別是使鍍層硬度能達到電鍍硬鉻鍍層的硬度。 化學鍍鎳鉻磷稀土非晶態(tài)合金的工藝易于操作，與化學鍍鎳磷合金工藝基本一致。 由于化學鍍鎳鉻磷稀土非晶態(tài)合金鍍層具有優(yōu)異的耐腐蝕、耐磨蝕性能及較高的硬度，因此，其應用領域非常廣泛，例如： 計算機硬盤；打印機的轉動軸； 電子設備外殼的電磁屏蔽； 復印機內的各種零部件； 石油、石化及化工企業(yè)的換熱器和反應器； 油田采油套管、井下工具； 食品機械； 各種機械零部件； 紡織機械； 印刷機械； 汽車工業(yè)中的零部件；

密閉的新水、軟水、純水系統(tǒng)在運行過程中會發(fā)生嚴重的腐蝕，水質變差、發(fā)黃甚至產生“紅水”，且對系統(tǒng)中的設備產生嚴重的危害。本產品為全有機緩蝕劑，不含磷，不含重金屬如鎢、鉬、鋅等元素，在投加量為2000mg/L時，可對水系統(tǒng)中的碳鋼、不銹鋼、銅、鋁等金屬設備提供全方位的保護。

成果簡介： 本研究提供了一種全細胞催化制備環(huán)磷腺苷(cAMP)的方法，從cAMP生產菌株中克隆得到的腺苷酸環(huán)化酶基因，利用基因重組大腸桿菌實現(xiàn)在細胞水平催化生產cAMP，以三磷酸腺苷為原料，在鎂離子、丙酮酸等物質條件

環(huán)磷酸腺苷(cAMP)為蛋白激酶致活劑，作為細胞內的第二信使有著廣泛的生理作用，對糖、脂肪代謝、核酸、蛋白質的合成調節(jié)等起著重要的作用。臨床上用于治療心絞痛、心肌梗死、心肌炎及心源性休克。它也可作為藥物中間體制備二丁酰環(huán)磷腺苷和環(huán)磷腺苷葡甲胺，發(fā)揮更有效的生理及藥理作用。cAMP還可用于畜禽食品添加劑，在離體條件下模擬生長激素的作用，促進畜禽生長，增加優(yōu)質禽產品產量。通過篩選獲得了cAMP的高產菌株，利用離子束誘變技術對菌株進行改造，結合代謝調控手段，進一步提高cAMP的產量，由此可產生數億直接經濟效益。相比化學合成法，可大幅度降低原料成本原料成本和能量消耗。本產品的發(fā)展有利于帶動我國相關產業(yè)如醫(yī)藥、食品添加劑產業(yè)的繁榮發(fā)展，產生間接經濟效益達數十億。應用領域: 廣泛應用于醫(yī)藥、添加劑等行業(yè)。