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科技创新榜样力量之:ISO标准 提升我国脲醛缓释肥业话语权
2020年3期 发行日期:2020-02-02
作者:■ 金正大生态工程集团股份有限公司 郑树林 陈德清

    当前,产业、技术和创新发展日新月异,我国正由制造大国向制造强国大步迈进,国际标准在全球贸易往来中的作用日趋显著,已成为判断产品质量安全的重要依据。为增强我国脲醛缓释肥行业的话语权,上海化工研究院有限公司、金正大生态工程集团股份有限公司(以下简称“金正大”)和上海化工院检测有限公司金正大生态工程集团股份有限公司携手完成了基于我国标准的脲醛缓释肥料 ISO 标准研制及应用项目,并于近日荣获了中国石油和化学工业联合会科技进步二等奖。

国际标准化制高点成必争之地
   
    随着全球科技竞争日益加剧,标准化战略已成为国家利益在技术、产业、经济等领域中的重要体现,发达国家也将国际标准化战略作为其标准化工作的重中之重,不断控制和争夺国际标准化制高点。
    然而国际标准被视为世界通用的“技术语言”,已成为消除贸易壁垒、促进国际贸易的有力工具,对于规范全球肥料的生产、贸易和使用起着至关重要的作用,但长期以来被欧美发达国家所垄断。我国虽然是世界上最大的化肥生产国和消费国,但是在该领域缺乏国际话语权,严重阻碍了我国肥料的贸易发展和技术进步。
    习近平总书记历来十分重视标准化工作。他曾经强调,“加强标准化工作,实施标准化战略,是一项重要和紧迫的任务,对经济社会发展具有长远的意义。”他还指出,“标准决定质量,有什么样的标准就有什么样的质量,只有高标准才有高质量。”“谁制定标准,谁就拥有话语权;谁掌握标准,谁就占据制高点。”
    ISO国际标准化组织是世界上最大的非政府性标准化专门机构,在国际标准化中占主导地位。其下设的国际标准化组织肥料与土壤调理剂标准化技术委员会即ISO/TC134负责肥料和土壤调理剂国际标准的制定。截至目前,ISO/TC134累计发布国际标准50项,其中由我国提交并发布的标准有12项,有效促进了肥料产能向“一带一路”沿线走出去,充分践行了“一带一路,标准先行”的国家战略。


4年炼成一项缓控释肥国际标准
   
    农业是国民经济的基础,化肥作为重要的农业生产资料,对我国粮食增产贡献率在40%以上,直接关系到国家粮食安全和国计民生。但多年来我国化肥工业发展过分追求化肥产量的增长,行业发展模式、产品结构不合理以及化肥利用率偏低等问题日益严重。
    为了适应高速发展的现代农业需求,化肥应用正在向比例协调化、养分高浓度化、元素多样化、成分复合化、肥效可控化方向发展。缓控释肥料具有养分释放模式与作物吸收规律同步的特点,可显著提高肥料利用率,为解决肥料资源浪费和农业面源污染等问题提供了有效途径,是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》和 2007年以来“中央一号文件”多次提出的重点发展领域。
    脲醛缓释肥料作为世界上应用最多,同时也是开展缓释氮肥研究最早的一个类型,已成为最具潜力的缓控释肥料品种之一,对促进我国氮肥产业升级、缓解能源和环境压力具有非常深远的现实意义。
    我国从20世纪70年代开始对脲醛缓释肥料进行研究和试生产,但在较长时期内未得到大的发展。同时,考虑到国内外市场竞争的需要,为了更好地促进产品进出口贸易,减少贸易争端,我国需要增加在脲醛缓释肥料国际标准制定的话语权。
    为推动肥料的全球贸易,积极响应“一带一路”倡议,项目组于2013年向国标委提交了《脲醛缓释肥料》国际标准制定申请。经过近4年时间多次反复讨论和修改,最终在2017年投票通过,并发布成为ISO标准。该标准既是中国肥料实现技术领先的标志,也是中国肥料在国际舞台上话语权和影响力的充分展示。

推动产品结构调整和发展方式转变
    
    本项目从提高肥料利用率、统一分析检测标准和集成产品产业化技术三个关键因素出发,首次制定了ISO 19670:2017《肥料和土壤调理剂-脲醛缓释肥料-通用要求》国际标准,统一了全球脲醛缓释肥料分析检测指标,解决了脲醛缓释肥料生产质量过程中的技术难题。
    1.首次在全球范围内统一了脲醛缓释肥料的定义及指标要求
    使脲醛缓释肥料指标要求协调一致,技术指标达到国际先进水平。在此基础上,将主要脲醛缓释肥料贸易国的标准首次整合为统一的ISO:19670:2017《肥料和土壤调理剂-固体脲醛缓释肥料通用要求》国际标准,结束了脲醛缓释肥料没有国际标准的历史,解决了世界各国没有统一的相关标准规范以及技术指标要求等难题。
    2.首次统一了脲醛缓释肥料指标要求的测定方法
    研发出高效、便捷、快速的检测方法,解决了现有方法成本高、测试繁琐等技术难题。一是首次明确了脲醛缓释肥料养分缓释性能的测定方法,通过大量试验研究并建立相应的反应动力学模型研究,用冷水(25℃)中不溶性氮(CWIN)以及热水(100℃)中不溶性氮(HWIN)计算活性系数(AI)的方法来表征脲醛缓释肥料的缓释性能;二是针对国际专家争议较大的不溶性氮的提取问题,本项目创新性采用蒸馏水浸提不溶性氮,与美国传统AOAC方法无显著差异,而蒸馏水浸提法更具操作优势;三是开发出适用于脲醛缓释肥料中尿素态氮、异丁叉二脲和丁烯叉二脲含量检测的高效液相色谱法,解决了传统比色法脲酶成本高、反应终点现象不明显的技术难题。
    3.明确了脲醛缓释肥料最佳的配方比例、反应时间、反应pH等技术参数
    研制出适合不同作物的脲醛缓释复合肥系列产品,建成年产50万吨脲醛缓释复合肥工业化生产线,形成了工艺技术包,解决了缓释剂质量不到位、复混肥造粒工艺衔接技术不完善,以及产品游离甲醛去除不达标的技术难题。同时,研发出脲醛缓释肥料“种肥同播”技术,创新了种肥一体化应用模式,解决了农民习惯撒施、浅施及用肥量把握不准等问题,有效提高了肥效,减少施肥次数,省工、省时、省力。

促进技术成果规模化应用
   
    脲醛缓释复合肥可利用现有复合肥生产装置进行改造,工艺简单、投资省、成本低,有利于其在工业和农业生产上的推广应用。本项目技术在金正大及其子公司建成了年产50万吨的脲醛缓释复合肥产业化生产线。生产工艺中减少了液相物料,减轻烘干负荷,降低能源消耗,与原装置相比,产能提高25%,能源消耗降低30%。整个生产工艺流程符合清洁生产要求,可提高原装置生产能力和产品质量,具有较好的经济效益。
    项目产品已在山东、河南、广东等省区小麦、马铃薯、棉花、蔬菜等作物上进行了大面积的试验示范与推广应用,试验结果表明,与常规肥料相比,作物增产10%以上,氮肥利用率提高12个百分点,减肥20%~30%而不减产,并可减少施肥次数,减轻施肥带来的农业面源污染。近3年累计推广应用2600万亩,增收节支约92亿元,取得了显著的经济、社会和生态效益。
    本项目的顺利实施,充分展示了中国肥料在国际舞台上的话语权和影响力,对于我国肥料行业加快“走出去”,积极布局“一带一路”具有重大的意义。

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