“世纪田王”多功能纳米生物有机肥项目可行性研究报告
一、总论
“世纪田王”多功能纳米生物有机肥料技术是联合国国际信息发展组织学术委员会首席科学家、赛必德国际科学与技术学者联合会主席、国际院士联合体执委会主席、“植物营养生长与生殖生长平衡理论学说”奠基人、被誉为“中国肥料之父”的著名科学家、世界生产率科学院孙成院士团队针对农业化肥利用率低、土地板结、环境污染等一系列问题，对重大发明专利成果“世纪田王”生物有机肥现有技术进行深度研究、创新、升级换代而研制成功的颠覆性前沿最新重大科技发明专利成果。它开创了绿色低碳高效“无化肥”农业先河，是肥料历史上又一次重大创新和变革。孙成院士团队的重大发明专利成果“世纪田王”生物有机肥2000年被列为国家重点新产品计划项目和高新技术产业重点示范工程项目;国家科技部、中国科协中国农村专业技术协会等先后都颁发文件，面向全国推广普及。2006年国家科技部农村与社会发展司主编的《世纪田王新型缓释肥料技术与应用》一书作为国家星火计划培训丛书面向全国出版发行，推广普及“世纪田王”。
截止2020年，北京、天津、南昌、山西、辽宁、吉林、湖北、湖南、福建、河北、河南、山东、内蒙、四川等十几个省市地区近30家企业都先后引进了“世纪田王”新型缓释肥料技术。现以北京谷田肥业有限公司、湖北丰益肥业有限公司、六安亿牛生物科技有限公司等年产10万吨以上的企业为骨干企业，已经形成了中国目前最大的生物有机肥企业网络联盟——“世纪田王企业联盟”。产品已实践应用20年，不仅覆盖大半个中国，还先后出口朝鲜、越南、马来西亚等许多国家。产品深受农民用户欢迎，被誉为“肥中之王”、“神肥”。其中，“杂交水稻之父”袁隆平院士，在使用世纪田王联盟企业安徽亿牛生物科技有限公司生产的肥料，一举突破了袁隆平院士连续6年试验也没有突破的亩产900公斤大关，达到926.4公斤，随后为其企业建立了“院士工作站”，为产品题词，并将亿牛公司和江西奇佳肥业有限公司列为“袁氏杂交稻”肥料定点生产企业，还有全国劳动模范孙祖升，在施用了江西奇佳公司的世纪田王产品，创南方早稻亩产历史最高记录，央视《新闻联播》进行了报道。
“世纪田王”多功能纳米生物有机肥它不仅颠覆了孙成院士团队自己原有技术，也颠覆了市场现有的商品有机肥、有机无机复混肥、生物有机肥、复合肥等相关肥料的技术及技术标准，颠覆了现有肥料产品结构，将逐渐取代上述相关肥料技术和产品，它是一种集纳米技术、生物技术、航天空间技术、腐殖酸分散、乳化技术、药肥一体化技术、植物生长生殖营养平衡调控技术等于一体的前沿高尖端技术成果，达到国际领先水平。
“世纪田王”多功能纳米生物有机肥，2020年先后有湖北瑞地生物科技有限公司、湖南绿功夫生物科技有限公司、包头市保康肥业有限公司、四川禾海肥料有限公司引进了该技术，提升了企业原有产品技术含量，扩大了产品销售市场，增建了新的生产线。2021年，为了给河北省无极县打造“无废城市”、“无化肥县”提供配套化肥替代产品，石家庄市九知科技集团和华夏梦庄生态农业有限公司引进了“世纪田王”多功能生物有机肥技术生产线正在筹建。
它是一种高浓度天然长效生物有机肥料，是一种新型缓释肥料，是一种既有速效，又具长效，既能全面满足农作物的营养需要，又兼有保水、保肥，缓释、改良土壤和生物防治等作用的缓释、控释肥料。配方新颖独特，为国内外首创，是一种大田作物不需要其他任何肥料配合使用的一次性施足底肥，在整个作物生长期不用追肥的缓释长效生物有机肥料。
“世纪田王”多功能纳米生物有机肥各项经济技术指标均居国内外领先地位。与同基质化肥相比，可节约施肥量30%—40%以上，粮谷作物、果树增长幅度10%~15%，蔬菜增产幅度15%~25%;施用“世纪田王”生物有机肥料可明显改善农产品的品质，确保粮食安全，各种水果、西瓜和甜瓜等含糖量提高2~5度，提高果料着色指数、果皮薄、口感好。施用“世纪田王”生物有机肥，可减少30%—40%化肥施用量，提高肥料利用率40%以上，提升土壤有机质含量。
“世纪田王”多功能纳米生物有机无机缓释复混肥，在有机质达到20%的情况下，氮、磷、钾总养分含量可达到30%—45%。技术指标处于国际领先水平。“世纪田王”多功能生物有机肥在有机质达到45%，有效活菌数达到0.2亿个/g的情况下，氮、磷、钾总养分可达到20%—25%以上，该技术目前处于国际领先水平。
“世纪田王”多功能纳米生物有机肥采集各种药用植物之精华，天然矿物质及纳米有机化合物及航天微生物菌剂等，经过特殊工艺，精制加工而成，无毒无害，无任何副作用。
二、项目的重大意义
保证粮食安全，增加农民收入，提高人民生活水平，这是当今世界各国都在关注的焦点。
据联合国粮农组织调查表明，农业化肥在粮食增产中贡献率占40%—60%，中国占58%，在中国，农业肥料成本投入占农业生产总成本的50%.由此可见，要想让农民增产增收，保障我国粮食安全，农业肥料起到举足轻重的作用。
但是，中国目前基本上属于化学农业，已成为世界化肥消耗和生产的第一大国。自80年代以来，长期施用的化肥以速溶性肥料为主，利用率低，氮肥为30—35%，磷肥为10—15%，钾肥为35—50%。
由于单一的，过量的，不科学、不合理的施用，肥料利用率极低，造成大量的营养元素浪费，增加农业成本。正因如此，多年来，尽管国家出台了一系列惠农政策，不断加大对粮食生产和种粮农民的补贴力度等，但令人惋惜是，这些惠农政策带来的好处，时常被农资成本的增加所消耗。
肥料利用率低，不仅增加农民成本、影响农民增产增收，而且还引发了土地板结、农产品品质下降，水资源及环境污染等一系列严重社会问题。
生态环境关系着国家民族的未来，农产品的质量维系着消费者的健康与安全。农产品走不出去国门、农民收入提高受限，占中国人口70%的农民购买力，在较大程度上制约着我们经济的发展。
为尽快实现习近平总书记提出的：“中国强、农业必强，国家富，农业必富，国家美，农村必美”的指示精神，振兴乡村，农业必须走可持续的绿色低碳发展之路。而推进农业绿色发展，根本的办法就是靠科技进步，技术创新。根据有关部门监测，每施用1吨生物有机肥，可以减少10吨CO2的排放。同时，每667平方米良田可至少多固定约600公斤CO2。 因此，推广普及“世纪田王”多功能生物有机肥这一世界前沿高端技术产品，对保障粮食安全和实现农业碳达峰碳中和“3060”双碳目标，具有重大战略意义。
“世纪田王”多功能纳米生物有机肥，是以高新技术为支柱，以生态农业理论为研制依据，以植物营养生长与生殖生长平衡理论为基础。采用草碳、酒糟、褐煤、秸秆、鸡羊粪便、污泥、垃圾、农副产品下脚料等肥料型有机物为基本(载体)原料，加入独有的“肥料纳米缓释剂”、“纳米碳不对称有机催化剂”和独有的ST高浓缩复合航天微生物菌剂、独特的原生天然腐殖酸、天然药用植物提取物及能促进微生物生命活动的营养元素，依据植物营养生长和生殖生长微生态营养平衡科学原理进行配方，经特定的工艺加工制成。其资源可就地取材，废物利用，无限循环，符合生态农业发展方向。
“世纪田王”多功能纳米生物有机肥，为全营养元素肥料，有效成分含量高，不仅含有大量有机质、腐植酸和氮、磷、钾三大要素，而且含有植物生长所必须的多种中量、微量元素和多种有机化合物，同时，还含有大量有益微生物。该肥料与化学肥料、有机堆肥及一般的生物肥料不同，除了能为农作物生长提供相对平衡的营养元素之外，主要是以提高无机肥料利用率和促进植物根际区系微生物的生命活动与繁殖，增加土壤肥力，刺激作物生长，使作物增产，品质提高，降解农残，实现农产品应检全部指标达到零农残。
“世纪田王”多功能纳米生物有机肥，其显著功能特点是具有“三无”、“三高”、“两全”、“一降解”。“三无”，即无毒、无害、无异味;“三高”，即高养分、高有机质、高腐殖酸;“两全”，即肥料营养元素全，肥效功能全;“一降解”，是降解农残。大田作物可免施农药，蔬菜、水果、经济作物可减施农药80%~90%。具有以下特点：
1. 在水中溶解度小，营养元素在土壤中释放缓慢，减少了营养元素的损失，提高肥料利用率30%—40%以上;
2. 肥效长期稳定，能源源不断的满足植物在整个生长期对养分的需求;肥效期比普通化肥延长一倍以上，达到110—130天;
3. 肥料中含有的“纳米缓释剂”、“纳米碳不对称有机催化剂”等特殊纳米功能材料，能有效的降低土壤盐的含量和碱化度，降低和去除土壤有害重金属，是盐碱地改良和污染耕地修复特效专用肥料，肥料盐指数低，即使在高温气候条件下，施用也不会出现“烧苗”现象;
4. 减少了施肥的数量和次数，节约成本，在同等产量条件下可节省施肥量30%—40%以上，大田作物一次性施肥不用追肥;
5. 适合不同类型的土壤和植物，可以改善土壤结构和土壤营养元素的有效性，减少土壤板结;
6. 耐涝、耐旱、抗倒伏、省工、省肥、增产增收，平均增产10%—20%;
7. 改善作物品质，减少污染，确保粮食安全;
8. 抗逆性强，有效的防治作物各种病虫害，肥料中含有植物源中草药提取物，有效降解农残;
9. 是目前世界上唯一可以做到施肥量少、成本低、劳动效率高的替代化肥的生物有机肥。每亩施用量100~200kg，而用普通商品有机肥或普通生物有机肥替代化肥，每亩要施用1000~3000kg，成本高，劳动量大。
10. 储存期长，便于运输，实际有效期可达三年以上。
三、“世纪田王”多功能纳米生物有机肥技术路线与创新点
“世纪田王”多功能纳米生物有机肥的核心技术路线和创新点是采用有机无机相结合，纳米缓释技术与航天微生物技术相结合，天然腐殖酸分散、乳化、吸附技术与药用植物萃取技术相结合，药肥相结合一体化技术，遵循植物营养生长与生殖生长微生态营养平衡比例关系，设计先进、科学、合理的作物专用肥配方，经过一种特殊的控缓释生产工艺加工制成。
具体技术要点如下：
●采用纳米碳不对称有机催化技术
世纪田王多功能纳米生物有机肥中的纳米碳材料是一种高活性物质，利用脉冲式电极法使原有物质的理化性状发生质变形成的超微颗粒。具有小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应，可改变物质吸附性、柔韧性、磁性、导热性、导电性等。纳米碳材料能通过高度活化植物所需要的各种养分促使植物生长发育，达到节肥、增产、增效、减排的作用，其主要作用机理是：
1、纳米碳材料能吸附土壤中的水分和养分富集到根部，有利于促进养分和水分吸收;
2、有效吸附固持肥料中NH4，大量减少肥料通过氨挥发所造成的损失，提高肥料利用率;
3、促进作物根系发达，提高植物养分吸收能力;
4、提高呼吸作用和光合作用，促进作物生物量增加。
●采用新型纳米缓释技术
在肥料中，添加一种集硝化抑制、脲酶抑制、氮稳定和植物生长调节等多功能于一体的纳米有机化合物“肥料纳米缓释剂”，能够使植物在白天进行光合作用、叶绿素合成、蛋白质合成、酶的活性迅速达到最佳状态，促进植物的代谢和生长发育;纳米有机化合物，能使土壤容重降低，空隙度增大，透水性强，促进盐分淋洗下降，脱盐、耐盐作用极强，迅速降低盐的指数，减少盐的含量;肥料中纳米有机化合物，具有极强的固氨能力，能有效抑制土壤中硝态氮的形成，抑制硝化细菌的活性，可降低土壤中的PH值，调解酸碱度，增加土壤胶体和粘粒对氨离子，钠离子的吸附强度，不但能降低盐碱浓度，还能使营养元素在土壤中缓慢释放，减少营养元素损失，提高肥料利用率，满足植物营养需要;
●采用航天微生物技术
肥料中在一种含有高有机质、高腐殖酸的无毒、无害、无异味的纯天然有机物料中，添加了独有的“ST高浓缩复合航天微生物专用菌剂”，实现了微生物技术与空间技术的高度融合。该微生物菌种成功进行了神舟飞船搭载，利用太空中的宇宙射线、超真空、超洁净、微重力等，改变因子，使微生物菌种发生变异，提高了菌种的活性及抗逆性，发挥其综合效能。微生物菌剂作用取决于微生物活力、繁殖速度、数量及其所分泌的代谢物。“ST高浓缩复合航天微生物发酵工艺的创新，是利用测孢短芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌联合发酵方法，同时，用金属离子促进枯草芽孢杆菌形成的方法，快速提高枯草芽孢杆菌菌数的方法，缩短发酵周期，提高有效活菌数，促进菌种芽孢形成。
航天微生物菌剂发挥的具体功效表现在：
l 一是ST专用菌剂具有多种功能：这种独特的菌剂在作物根系形成庞大的优势菌群，菌剂中芽孢杆菌20分钟繁殖一代，24小时可以以z的72次方裂变繁殖。
l 二是ST专用菌剂分泌大量的代谢产物，富含大量抗菌物质，使致病菌畸形，细胞破裂，内含物活性丧失，从而失去对作物侵染致病能力，同时还分泌大量酶类，好比一把刀将大分子切成小分子，直接利于植物吸收。比如，土壤中的线虫外壳的主要成分是几丁质，侧孢可以分泌几丁质酶，将线虫表面细胞破裂，使其丧失致病能力。
l 三是ST菌剂还能分泌活性物质，有机酸，碳酸，天然生长因子，促进氮磷钾及其有机质的吸收，减少化肥用量，延长肥效。
l 四是ST菌剂能分泌粘性物质，促进团粒形成，平衡土壤结构，提高保肥保水保温能力。
l 五是提高肥料利用率，代谢产物中富含蛋白酶，淀粉酶，酯酶等酶类及有机酸物质，分解有机物中营养物质及无机肥料中的不溶性盐，提高利用率。能够使有机物料中的有机质，腐殖酸等固有的功能和作用发挥的更加充分。
l 六是 肥料中的微生物菌群与土壤中原有的有益微生物共同形成优势菌群，促进土壤生态系统中碳、氮、氧等元素的良性循环，从而修复土壤生态环境系统，使生态系统达到新的稳定的平衡。
有机物经微生物分解，转化成腐殖质，能提高土壤缓冲能力，并和碳酸钠作用形成腐殖酸纳，降低土壤碱性，腐殖酸纳还能刺激作物生长，增强抗盐能力，腐殖质可以促进土壤团粒结构形成，从而使孔度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，调节水盐平衡，抑制返盐的有机质在分解过程中产生大量的有机酸，一方面可以中和土壤碱性;另一方面加速养分分解，促进迟效养分转化，提高磷的有效性。
经过微生物作用的有机物料，不仅能降低盐的含量，中和土壤碱性，调解PH值，还能有效地提高提升土壤有机质，改善土壤结构，防止土壤板结，还能促进植物生长健壮，提高作物自然抗病、抗倒伏能力。
“世纪田王”盐碱地特种专用肥料中，经微生物分解的有机物，不仅在盐碱地改良中充分发挥了改良土壤，提升土壤有机质和保水、保肥、降盐、压碱、松土等功能作用。对修复重金属污染耕地也具有重要作用，主要表现在：一是有机物直接和重金属离子发生物理和化学作用，影响他们在环境中的形态、迁移、转化、和生物有效性，从而固定重金属，降低其活性;另一方面，这些有机物料施入土壤后能有效改善土壤结构和性质，如土壤有机质含量和PH值，提高土壤自身对重金属的缓冲和固定能力。
总之，世纪田王多功能纳米生物有机肥，对无机污染物的修复机理是肥料进入土壤生态系统后，好氧菌、厌氧菌等微生物益生菌群通过自身的生物反应，降低土壤的酸度，提高土壤的PH值，从而降低土壤中有害重金属的毒害，同时肥料中的微生物菌可以将重金属固定，促使土壤中活性重金属变为有机结合态，形成过滤层和隔离层，降低作物对土壤中重金属的吸收。
该生物肥料对土壤中农药等有机污染物修复方面的作用是降低病虫害的防治次数，降低农药使用量，从而减少农药在作物中的残留量。其一表现在作物根系周围形成优势菌落，从而强烈抑制病原菌繁殖，降低病虫害发生次数，另一方面，微生物在其生命活动过程中，产生多种物质，如激素类、腐殖酸类以及抗生素类，这些物质能刺激作物生长健壮，增强作物自身抗病害能力。
