2016年度国家科技进步奖“植物源油脂包膜肥料控释技术创建与应用”公示

根据《国家科学技术奖励条例》及其实施细则和《国家科技奖励工作办公室关于2016年度国家科学技术奖推荐工作的通知》国科奖字〔2015〕46号有关规定，总社科技教育部拟推荐“植物源油脂包膜肥料控释技术创建与应用”项目申报2016年度国家科学技术进步奖，为确保国家科技奖励的公正性，现将推荐项目名称、项目简介、完成单位、主要完成人等内容进行公示，公示期为10天（自公示之日起）。

公示期内，任何单位或者个人如对公示项目的真实性和内容有异议，可以书面方式提出并提供必要的证明文件及联系方式。个人提出异议的应表明真实身份，单位提出的应加盖公章。

匿名异议和超出期限的异议不予受理。

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异议举报：总社科技教育部科技处  010-66054033                                                                                                                                                                                                           中华全国供销合作总社科技教育部                                                                                                                                                                              2016年1月7日

国家科学技术奖励项目公示内容：

一、项目名称：

植物源油脂包膜肥料控释技术创建与应用

二、推荐单位意见：

三、项目简介：

针对我国滥用化肥，肥料浪费和污染严重，养分高效的包膜控释肥烯烃类包膜材材难降解、养分供应与作物需求匹配难、控制养分释放的技术亟待创新的状况，本项目开展了“植物源油脂包膜肥料控释技术创建与应用”研究，创制了环境友好型包膜材料，创建了调控养分释放的技术，推进了控释肥料应用。经过近二十年的研究，取得如下创新性成果：

1. 创制无溶剂、可降解、无毒害的环境友好型植物源油脂包膜控释材料，揭示其控制养分释放和供应的机理。

创制以蓖麻油和大豆油聚合生成植物源油脂包膜控释材料，其对比烯烃类的优势：膜材具备控释性能，控释期可达11个月；膜材无溶剂、可降解、无毒害。揭示了膜材的控释机理：1控释期受膜材羟基数影响：羟基数多亲水性强，控释期短，减少20%，控释期延长30天；2受包膜厚度影响：厚度大释放速度常数k值小，表观活化能Ea大，控释期长。厚度由50g膜材/m²增至95g膜材/m²时，k值减小了64%，Ea增加了29 KJ/mol，控释期延长120天；3受温度影响：提高温度包膜内养分动能增加，k值增大，控释期缩短；4受肥料比表面积和表面特性影响：等量膜材包膜，比表面积小，表面平整时膜层厚，控释期长；5受包膜技术和工艺影响：密封延长控释期，致孔缩短控释期；复式包膜改变养分释放曲线模式。

2. 首创“密封延释、致孔促释”技术、改变养分释放曲线形状的“表面反应、复式包膜”工艺，实现了包膜肥养分释放与作物需求相匹配。

密封延释技术以膜材8%~10%的烷烃与植物源油脂包膜材料聚合，增加膜材分子链，增强膜韧性和延展性，使包膜均匀、抗裂。结合肥料表面物理化学修饰，包膜肥控释期延长了60天；控释期相等时可减少13.5%的膜材。致孔促释技术以淀粉或碳酸镁为致孔剂，用共聚嵌段或物理包埋法将其融合于包膜层，形成养分释放通道，提高养分释放率。添加膜材1%~5%的致孔剂，养分释放率增加6%~28%，8个月控释期的肥料释放期缩短70天。表面反应使聚合反应在肥料表面完成，膜材不自聚，包膜均匀，控释期延长；双层或三层复式包膜工艺调整了膜的结构，实现了养分释放曲线呈抛物线、类直线或S型，与作物需求匹配。

3. 构建包膜控释肥料技术体系，研制养分释放与作物需求匹配控释肥料新产品，实现控释技术产业化和控释肥料的大田应用。

研制了与植物源油脂包膜材料特性、包膜控释技术和工艺相匹配的包膜装备，经过三个级别过渡和放大，构建了以标准化包膜装备融合包膜材料—控释技术—包膜工艺—控释肥产品的技术体系。创建了玉米、水稻、小麦、苹果、香蕉、烟草等作物的控释氮肥产量效应方程，确定了其专用控释配方肥中控释氮的最佳控释期为3~6个月，最佳掺混比例为10%~40%。该技术先后被国内7个大型化肥企业采用，技术产品获得我国首个缓释肥料正式登记证，86个配方肥登记证，产品已推广应用于全国20个省份，近三年施用5080万亩。水稻、小麦、玉米、苹果、柑橘、香蕉、甘蔗的平均增产率为5%~31%，氮肥利用率平均提高10~20个百分点，每亩平均增收43~315元，省工70%以上，香蕉每亩节肥22.1kg纯养分。植物源油脂包膜控释肥具有高产、高效、增收三个明显的优点。

成果获得国家授权发明专利9件，实用新型专利2件，受理发明专利申请2件，制订化工行业标准和企业标准各1项，发表论文49篇。已大面积推广应用3年以上，引领了我国控释肥料产业发展，产生了显著的社会、经济和生态效益。先后获得教育部科技进步奖（2009）、中华全国工商业联合会科技进步奖（2011）、广东省科学技术奖（2012）省部级3项一等奖。

四、客观评价：

项目经过近20年研究，本项目研究和成果涵盖了控释肥料的植物源油脂包膜控释材料及其控释机理、包膜控释及其养分释放调控技术、控释肥料新产品研制及其应用，得到企业和社会认可。

1. 项目成果获 3 项省部级科技奖励一等奖（附件2-1、5-17）

主体研究内容“控释肥料产业化关键技术创新、集成及应用” （B01_1-1-01-R01）获2012年广东省科学技术奖一等奖；部分内容 “异粒变速控释肥料制造技术及产业化”（11KJJ-1-12-01）获2011年中华全国工商业联合会科技进步奖一等奖，“控释肥料及其产业化”（2009-197）获得2009年教育部科技进步一等奖。

2. 专家评价认为项目整体技术水平处于国际领先

2016年1月6日，中国农学会组织了《植物源油脂包膜肥料控释技术创建与应用》成果评价，张洪程院士、唐华俊院士、中国农业大学副校长李召虎教授等11位专家一致认为该成果“研发了安全环保的植物源油脂包膜材料，系统研究了包膜材料的控释性能，揭示了包膜与养分释放的规律，为研发包膜控释技术提供了依据”、“建立了‘表面反应、复式包膜’的包膜工艺，创建了‘密封延释、致孔促释’的控释技术，实现了对包膜肥养分释放调节的准确性和主动性”、“创制了养分释放与作物需求匹配的控释肥料新产品，构建了与植物源油脂包膜材料和技术匹配的三规模控释集成技术，实现了该技术的产业化”，整体技术水平处于国际领先（附件2-3）。

3. 专家鉴定认为植物油包膜材料及其包膜工艺和设备国内首创

2009年7月29日广东省科技厅组织了“控释肥料无溶剂原位表面反应包衣技术及其产业化”成果的鉴定，刘更另院士、沈其荣教授为组长的专家组一致认为（部分摘录）：项目研发了以植物油为主要原料的无溶剂表面反应成膜包衣材料，该材料在生产过程无需溶剂，在土壤中可降解，成本比溶剂型的低30%~40%。研制了自动化的侧喷旋流流化床生产设备，建立了无溶剂原位表面反应包衣技术工艺。侧喷旋流流化床的效率是底喷流化床的1.5～2倍，能耗较底喷流化床低20%～30%。本项目研发的无溶剂表面反应成膜包衣材料，侧喷旋流流化床包膜工艺技术均属国内首创（附件2-18）。

4. 查新显示项目在4个方面具有创新

查新认为：1创制的植物源油脂包膜材料可降解，能控释，控释性能取决于其亲水性等。以大豆油:蓖麻油按2:8比例共混聚合后包膜材料的羟基数量减少了20%，亲水性降低，控释期延长了30天；2首创“密封延释”技术，通过密封剂与膜材的聚合延长其分子链而增加其控释性能；3创新“复式包膜工艺”，通过调节包膜工艺可变化植物源油脂包膜肥料的养分释放模式；4构建了融合包膜材料、养分释放调控技术和装备的控释肥集成技术。在以上4方面研究中，发表的论文和研发的技术都是完成单位的相关报道，未见与本委托项目查新点内容相同的文献报道（附件2-4）。

5. 获得一批自主知识产权

项目主要内容分别获得“一种烟草控释配方肥及其制备方法和应用”（ ZL. 2010 1 0207513.1）（附件1-1），“同步营养肥料及其制备方法和应用”（ ZL. 2011 1 0200693.5）（附件1-2），“可生物降解包膜尿素”（ ZL 2011 1 0021688.8），“缓慢释放型氮磷钾复合肥料及其生产方法”（ ZL 2009 1 0014167.2）等9件授权发明专利；制订了中华人民共和国化工行业标准《缓释/控释肥料养分释放期及释放率的快速检测方法》（HG/T 4216-2011）（附件5-14），《CPLB型自动化控制控释肥料包膜设备》企业标准（附件5-15）。

6. 方法与技术创新得到同行认可

项目组主持了20项省部级缓控释肥料项目（附件2-5），其中“控释肥料与提高肥料利用率的方法与技术的研究”是国家自然科学基金资助的第一个缓控释肥研究项目（39870433），“控释包膜技术研究”是科技部科技支撑计划项目（2006BAD10B02）首批资助的缓控释肥料产业化技术集成项目。“控释包膜技术”2009年荣获中国土壤肥料业60年最具影响力的技术（附件2-2）。2008年以来集成技术已被全国重点复合肥料企业—施可丰化工股份有限公司（附件2-6）、中国化肥企业一百强—中农控股五洲丰（附件2-6）、全国质量效益型先进尿素企业—海洋石油富岛有限公司（附件2-7）、东北最大的复合肥生产基地—吉林隆源农业生产资料集团有限公司（附件2-8）等7个大型化肥企业采用。

7. 技术产品得到质量监督部门和技术监督部门的认可

2009年我国试行缓控释肥料产品登记以来，本项技术应用单位，海洋石油富岛有限公司制造的包膜尿素于2015年获得我国第一个缓释肥料正式登记证（农肥[2015]准字4575号）（附件2-9）。之前于2012年获得国产包膜尿素第一个缓释肥料临时登记证（农肥[2012]临字6047号）（附件2-10）。2014年控释尿素和控释配方肥均获得海南省高新技术产品证书（产品编号：2014301、2041302）（附件2-11）。

8. 技术产品在全国大面积推广应用，产品已销往国外

2013年以来农业部全国农业技术推广服务中心组织在全国20个省开展本项目技术产品—施可丰牌高效缓释肥料试验示范（附件2-14）。其他企业的该技术产品已销售到国际市场（附件2-12、2-13）。

9. 技术产品已纳入政府推广行列

   2013年技术应用单位施可丰化工股份有限公司已被农业部纳入全国农企合作推广配方施肥企业（附件2-15）。

五、推广应用情况：

植物源油脂包膜肥料控释技术早在2008年就被我国重点复合肥料企业—施可丰化工股份有限公司采用，之后陆续被中国化肥企业一百强、全国质量效益型先进尿素企业、东北最大的复合肥生产基地等7个大型化肥企业采用，建成包膜控释肥料生产线33条、控释配方肥生产线7条。近三年生产销售控释配方肥286万吨。农业部全国农业技术推广服务中心以农企对接等方式在20个省开展了粮食作物、果树、经济作物试验示范，共布置示范试验点380多个，水稻、小麦、玉米、苹果、柑橘、香蕉、甘蔗、烟草的增产率分别是6.3-31.4%、6.1-28%、5.6-13.4%、5.0-8.9%、5.8-9.6%、6.3-12.6%、6.1-13.1%、15.8%，每亩平均增收68.6、88.8、43.2、220.9、211.3、315.3、252.6元，省工70%以上。香蕉每亩节肥22.1kg纯养分。氮肥料利用率平均提高了12.3个百分点，产生了明显的社会、经济和生态效益。近3年推广面积达5080万亩，企业新增销售额69.55亿元，新增利润4.08亿元，节支增收28.84亿元，经济效益总计32.92亿元（见表3，附件3.1-3.14）。

表3 主要技术应用单位及应用情况

注：表中数据为2013~2015年技术应用企业获得的利润及推广应用获得的间接经济效益，单位为：万元。

3．社会效益

1）引领我国缓控释肥料产业发展。

缓控释肥料作为新型肥料的重中之重，肥料登记备受国家化肥质量监督部门和企业的重视。缓释肥料登记证不仅仅是肥料产品的合法身份而受到企业的重视，更被企业视为技术和质量的风向标。我国缓释肥料登记以来，本项目技术应用企业——海洋石油富岛有限公司制造的植物源油脂包膜缓释尿素，先后分别于2012年、2015年获得第一个国产缓释尿素临时登记证、国家首个缓释尿素正式登记证。无论是在临时登记期间还是正式登记期间，都成为技术的风向标，引领和带动了我国包膜控释尿素产业的发展。

2）制订包膜装备企业标准和缓释/控释肥料养分释放期及释放率的快速检测方法标准，规范了控释肥制造技术和产品质量，推动了缓控释肥产业标准化。

制订了我国首个肥料专用的包膜装备企业标准（Q/ SPT01- 2014，《CPLB型自动化控制控释肥料包膜设备》）（土壤与作物，2012, Vol.1, No.1,2-9）；以标准化的包膜设备和工艺，保障了任何企业，在任何条件下均可生产出性能稳定，质量合格的控释肥料产品。最早研究和制定了专门快速检测包膜控释肥料肥效期的化工行业标准（HG/T 4216-2011，《缓释/控释肥料养分释放期及释放率的快速检测方法》）（本方法最早公开发表：中国农业科学 2007,40(5):966-971；同类：植物营养与肥料学报2007, 13(4):730-738）。保障企业在24小时内能获得包膜控释肥料准确的控释期，成为了包膜控释肥料企业产品的类似在线产品质量检测标准。包膜控释肥料和产品质量检测标准的建立，规范了控释肥料制造技术，保障了产品质量，推动了缓控释肥料产业标准化。

3）推动了我国控释肥料产业发展。

作为一项产品质量可靠的技术，本项技术自2008年以来，先后被在我国具有影响力的全国质量效益型先进尿素企业———海洋石油富岛有限公司、全国重点复合肥料企业—施可丰化工股份有限公司、中国化肥企业一百强—中农控股五洲丰农业科技有限公司、东北最大的复合肥生产基地­—吉林省隆源农业生产资料集团有限公司等大型化肥企业采用后，带动了其他企业应用。目前已被7个大型化肥企业应用，分布在我国东北、华东、西北、华南地区，推动了缓控释肥料技术和产业在全国的发展。

4）产生了明显的生态和环境效应

本项目包膜材料环保，无溶剂，可降解。据农业部在全国20个省（自治区）380个示范试验的结果统计，本项技术产品—控释配方肥平均提高氮肥利用率12.3个百分点。近三年共计生产销售286万吨，采用本项技术相当于节省了34.4吨尿素、减少了51.7万吨标准煤、90.2万吨CO₂排放、0.29万吨SO₂排放、0.25万吨N_xO排放。

六、主要知识产权证明目录：

七、主要完成人情况：

八、主要完成单位及创新推广贡献

项目由五洲丰农业科技有限公司（中农控股公司）、施可丰化工股份有限公司、吉林瓮福农业股份有限公司，海洋石油富岛有限公司四个大型化肥企业与华南农业大学缓控释肥料创新团队共同完成。

五洲丰农业科技有限公司：

1、实施植物源油脂包膜肥料产业化技术和工艺创新与集成，建成了年产10万吨包膜控释肥料生产线和年产50万吨控释配方肥生产线。

2、研发出高氮、高磷、高钾、均衡及高氮钾五大系列控释配方肥，产品获得登记证书53个，获得国家缓释肥料临时登记证书1个，产品远销至墨西哥、新西兰等国。

3、开展玉米、小麦控释配方肥的大规模示范试验和推广应用，取得显著的社会经济效益。

华南农业大学：

1．在20项国家、省部级课题的资助下，经过近二十年的研究与实践，成功的研发出蓖麻油和大豆油共混聚合型植物源油脂包膜控释材料，并探明其包膜控释的效果、养分释放和供应的机理。

2．研发了“密封延释、致孔促释”包膜技术、“表面反应成膜和复式包膜”工艺，在技术上解决了调节包膜肥料养分释放的难题。

3．根据作物营养特点，开发了水稻、小麦、玉米、苹果、柑橘、香蕉、烟草、甘蔗等作物专用控释配方肥。

4．研制了与植物源油脂包膜材料特性、包膜控释技术和工艺相匹配的包膜装备，构建了以标准化包膜装备融合包膜材料—控释技术—包膜工艺—控释肥产品的控释肥料技术体系，实现了控释肥料产业化及其产品的应用。集成技术已推广应用于国内7个大型化肥企业，推动了我国缓控释肥料技术进步，促进了我国化肥行业发展。

施可丰化工股份有限公司：

1、实施植物源油脂包膜肥料产业化技术和工艺创新与集成，参与制订包膜缓控释肥料质量快速检测化工行业标准；建成了年产10万吨包膜控释肥料生产线和年产能100万吨控 释配方肥生产线。

2、研发大田作物、果树、蔬菜等其他经济作物专用包膜控释肥、控释配方肥制造技术，获得国家缓释肥料登临时登记证1个，开发出高氮、高磷、高钾和均衡型四大系列控释配方肥产品，获得产品登记证21个。

3.近三年生产销售植物源油脂包膜控释肥料、控释配方肥180多万吨。配合农业部农企对接，在全国20个省开展水稻、小麦、玉米等粮食作物，苹果、柑橘、荔枝、香蕉等果树，茄果、叶菜等蔬菜，棉花、油菜等经济作物控释配方肥示范试验和推广应用，取得显著的经济和社会效益。

吉林瓮福农业股份公司：

1、实施植物源油脂包膜肥料产业化技术集成，建成了年产2万吨包膜控释肥料生产线和年产能10万吨包膜控释肥料生产线。

2、制造包膜控释肥料，获得国家缓释肥料产品临时登记证；研发了高氮型控释配方肥，产品获得9个登记证书。

3、研发玉米、水稻等作物控释配方肥，近三年累积生产销售近14万吨

海洋石油富岛有限公司：

1、实施植物源油脂包膜肥料产业化，建成了年产1万吨包膜控释肥料生产线和5万吨控释配方肥生产线。

2、针对热带亚热带地区气候和作物特点，研发了甘蔗、香蕉、菠萝、莲雾、菠萝蜜、槟榔油棕等一系列热带亚热带作物控释配方肥新产品及其制造技术。

3、研发了高钾、高氮钾系列配方肥，产品获得3个登记证。

    4、制造的包膜尿素获得我国第一个缓释肥料正式登记证。

九、完成人合作关系说明

        针对我国包膜控释肥料烯烃类膜材难降解、包膜控制养分释放的技术有待创新、养分供应与作物需求匹配难的状况，植物源油脂包膜肥料控释技术创建于应用项目，自立项以来，就进行了整体布局和规划，将研究团队划分为三个小组，同时分头开展控释包膜肥料包膜材料及其控释机理、关键控释技术理论和应用基础研究、关键技术开发和集成、技术产业化与产品制造与应用三个层次的研究。研究团队由高等学校教师和研究生、企业骨干和技术中坚、农业技术推广部门的精英组成。华南农业大学为项目主持单位，与其它单位的成员始终保持项目合作、共同成果、共同知识产权、共同开发与研究等方面的关系。项目所有成员和单位不存在临时拼凑的问题。各个小组的分工和成员与项目第一完成人的关系如下：

1. 控释肥料养分释放机理养和包膜肥控制养分释放关键键技术研究小组

组长：项目第1完成人，华南农业大学樊小林教授。

主要成员包括：华南农业大学的刘芳助理研究员、张立丹助理研究员、李玲副研究员等华南农业大学广东高校环境友好型肥料工程技术研究中心的所有成员。此外，项目研究期间先后有40多个博士、硕士研究生参加了本项目的研究工作。

樊小林是项目主持人，华南农业大学教授。张立丹、刘芳、李玲均为樊小林教授课题组的成员，华南农业大学教职工。小组所有成员均是项目的主要成员和各项研究任务的工作者，对第1、2、3项科技创新均做出了创造性贡献，尽管有的成员在相关成果中没有挂名。本小组对项目的主要贡献是：负责项目的设计和总体实施，制定研究方案和技术路线，总结项目；研发了植物源油脂包膜材料，揭示了其包膜控释的机理，探明了植物源油脂包膜材料控释性能和调控养分释放的关系，为调控技术研发奠定基础；研创包膜肥料养分释放的关键调控技术；创制“致孔促释”和“密封延释”包膜技术和表面反应及复式包膜工艺；制订肥效期快速检测化工行业标准和设备制造企业标准；集成植物源油脂包膜肥料产业化技术，研制香蕉、水稻等作物专用控释配方肥，指导相关技术在化肥企业的转化和应用；参与控释肥配方肥在大田的示范试验与推广应用。

佐证材料：附件1-2，2-5，5-2，5-6，5-7，5-10，5-11，5-17

2. 关键技术集成与产业化技术研究小组

组长：项目第1完成人，华南农业大学樊小林教授。

主要成员包括：施可丰化工股份有限公司解永军高级工程师、五洲丰农业科技有限公司的王学江高级农艺师、海洋石油富岛有限公司曲均峰工程师、吉林省隆源农业生产资料集团有限公司王希君高级农艺师等。

樊小林教授是项目的主持人和关键技术的创制人，解永军、王学江、曲均峰和王希君均为本项技术产业化单位的代表，是项目技术产业化的主要研究人员。小组各成员对于项目第2、3项科技创新均做出了创造性贡献。主要负责各自单位包膜控释肥料生产线的安装、调试、运行和包膜控释肥料及控释配方肥料的制造；进行本企业产品的示范试验和推广应用。参与总项目植物源油脂包膜控释技术创新研究、设备创新与改造。

佐证材料：附件1-2，2-6~2-11，3-1~ 3-5、5-16，7~9

3. 产品推广应用小组

组长：项目第1完成人，华南农业大学樊小林教授。

主要成员包括：全国农技推广中心李荣推广研究员、广东省耕地肥料总站曾思坚研究员、海洋石油富岛有限公司曲均峰高级工程师、吉林省隆源农业生产资料集团有限公司王希君高级农艺师、施可丰化工股份有限公司解永军高级工程师、五洲丰农业科技有限公司王学江高级工程师。

樊小林教授是项目的主持人和关键技术的创制人，李荣和曾思坚是国家职能部门与项目合作的、专业从事新型肥料推广应用的专职科技人员；曲均峰、王希君、解永军和王学江是化肥企业与项目合作的产品推广应用专职科技人员，从事本企业产品的技术研发和产品推广应用。小组所有成员均参与控释肥料产业化技术集成示范与应用，参加包膜设备和技术的升级和创新。各成员对于项目第2、3项科技创新均做出了创造性贡献。

佐证材料：附件2-12，2-13，2-14，2-15，5-5~5-14