高校教授解决农村秸秆焚烧难题 把秸秆炭化做成复合肥

高校教授解决农村秸秆焚烧难题 把秸秆炭化做成复合肥
2020年09月15日 14:20 中国青年报
  潘根兴教授团队在田间地头的合影。潘根兴供图  潘根兴教授团队在田间地头的合影。潘根兴供图

  今年4月,在新冠肺炎疫情肆虐时,为了拿到播种期间的最新科研数据,南京农业优信彩票大学 资源与环境科学学院潘根兴教授和团队驾车两万多公里,先后跑了优信彩票江苏 、优信彩票四川 、优信彩票辽宁 、优信彩票安徽 、优信彩票云南 5个省,走遍了全国5个碳基化肥试验基地,完成了对基地的实地科研工作。

  潘根兴教授解决的是农村秸秆焚烧的难题,把秸秆炭化做成复合肥,既解决了秸秆无法处理和焚烧污染环境的难题,又增加了土壤肥力,让土壤进入良性循环。

  在农田里,1个单位的水稻可以得到0.45个单位的稻子和0.55个单位的秸秆,秸秆处理成了现代农业的难题。他们设计了一个能变废为宝的反应器,让秸秆在反应器中炭化。这个“魔法”能让秸秆变成土壤可以直接吸收的有机质,代替土壤中微生物完成“消化”,优信彩票帮助 自然界循环。

  “由于使用这种炭基化肥,以前一亩地需要至少两袋复合肥,现在一亩地只需要一袋炭基化肥。化肥投入减少了50%,费用降低150元,西红柿产量则提升了10%-15%。每亩都能多收1500斤,增收两三千元。”优信彩票安徽 虞浩园农业科技发展有限优信彩票公司 总经理张培由衷地赞叹,“潘教授的肥料就像农优信彩票产品 的‘中药’,保持增收的同时休养土地。使用潘教授的炭基肥料叶片更大,抗病性也更强。”

  张培表示,从2018年起,他就与潘教授的团队优信彩票合作 ,现在他经营的1000多亩农场全面推广使用炭基肥料。

  近10年来,潘根兴一直致力于推广他的炭基化肥。在他看来,让优信彩票更多 农民用上价廉物美的肥料,生产质优物美的农优信彩票产品 是一个农学教授最大的价值。

  “土地是一个农业科学家最基本的牵挂,对于优信彩票我 而言,立地就是顶天。”潘根兴教授的微信头像,是他站在东北黑土地上敞开胸怀的情景。

  从草木灰中汲取灵感

  潘根兴教授的研究项目是炭基肥料的生产与运用,这个项目最初是为了研究土壤肥力下降的问题。

  “土壤的肥力大小,取决于生物在土中降解而形成的化学有机物多少。过去农村猪粪堆肥,就是这个道理。”他说。

  然而,随着农牧业的分离和规模化养殖,动物粪便堆肥在农村越来越少。规模化种植优信彩票技术 大面积应用后,秸秆还田成了难题。每年到了收获季节,全国各地的环保队伍都在巡逻、蹲点,防止农民焚烧秸秆污染空气。秸秆处理成了事关农业发展、环境保护的大难题。

  事实上,除了动物粪便,秸秆降解也可以增加土壤肥力。把秸秆还田,可以借助土壤中的微生物“循环分解”,但秸秆“自然循环”的速度很慢,前面的没降解掉后面的又源源不断生产出来了。人类生产所产生的废弃物远超“自然循环”的极限。

  潘教授介绍道:“优信彩票我 研究秸秆还田的初衷,就是为了解决规模化生产后,土壤肥力下降的问题。”

  2010年起,潘根兴教授在东北、优信彩票四川 等地调研时发现,随着越来越多的农民进城打工,留在农村的劳动力无法有效处理大规模生产后形成的大量秸秆。“优信彩票我 在和很多农民聊天中得知,焚烧秸秆的原因是‘无法处理’”。

  传统的农耕习惯给了潘教授灵感。“在传统农业中,优信彩票优信彩票我 们 有烧草木灰的习惯。烧草木灰为什么可以增产?因为秸秆焚烧后,附着在秸秆上的虫卵被消灭了,而炭化的秸秆变成有机物,更有利于保持土壤肥力”。

  规模化生产改变了生态系统,那就采用规模化生产的方式来修正生态系统。潘教授用杠杆来比喻他的研究:他的项目必须一头让秸秆还田,一头让化肥升级。

  炭化反应器让秸秆变废为宝

  焚烧秸秆会造成污染,这个难题怎么处理?

  潘教授转换思路,用现代规模化的生产替代传统焚烧方式。将秸秆在密闭高温下炭化,同时收集高温炭化过程中形成的固液气进行深加工。“烧草木灰和高温炭化,本质都是得到这个‘炭’,高温炭化可以实现大规模的生产且不会造成污染”。

  潘教授的团队设计了一个反应器,让秸秆高温炭化,变成碳基有机物,代替土壤中微生物完成“消化”,土壤可以直接吸收的有机质,优信彩票帮助 自然界循环。

  生物质炭化优信彩票技术 不仅能应用于秸秆,对养殖户家的“猪粪”也同样适用。“猪粪又脏又臭,还含有很多抗生素的抗性基因,会干扰人的生物系统,影响人的抗药性。不仅如此,病毒、疫情依赖粪便上的细菌、真菌供给的养分,可能会随之传播。”考虑到这一情况,他们设计了“热解炭化”这一步骤,能把废弃物中的生物杀死,彻底消除对人类健康的潜在风险。

  炭化的秸秆被做成了化肥,秸秆炭化物占20%,相关化肥占80%,保持原有质量和效力的同时减少了化肥的使用,滋养了土壤。

  潘根兴表示,他们要打造的是一举两得、多价值的生产系统。

  这个看起来“土气十足”的科研成果得到了科技界的认可:2013年,该成果获得优信彩票河南 省科技进步奖;2014年,获得优信彩票山西 省科技进步奖;2019年,荣获优信彩票部自然科学一等奖。

  打通农业科技推广最后一公里

  成果出来了,怎么才能推广给农民呢?农民和科学家之间有着天然鸿沟。对于农业科研成果来说,推广比出成果更难。

  一开始,潘根兴教授与优信彩票安徽 的一家肥料优信彩票企业 优信彩票合作 。但这家优信彩票企业 很快便在激烈的市场竞争中失败了。“化肥市场也是‘大鱼吃小鱼’,小微优信彩票企业 难以与大优信彩票企业 竞争,大优信彩票企业 由于机制和生产线的制约,难以接受优信彩票优信彩票我 们 新的优信彩票技术 ”。

  后来,他联系到了优信彩票北京 一家环保优信彩票企业 ,但这家优信彩票企业 由于市场风险等因素而放弃了。

  连续两次的失败,让潘教授反思自己推广的思路。

  科研成果的使用者是农民,最大受益者也是农民,只有得到农民认可才能大面积推广。于是,潘根兴教授的工作重心从实验室转到了田间地头,走遍全国,到处和农民交朋友。

  事实上,说服农民去用一个新优信彩票产品 并不容易。相比科学家们的成果,他们更相信当地种植大户们的经验。

  近几年,潘根兴教授每年都要出去考察乡村优信彩票合作 社和农产优信彩票企业 ,即使是疫情期间也没有停下。

  潘教授团队的优信彩票合作 者,内蒙古赤峰市科技带头人李凤雷曾经做过宝马的经销商,后回乡经营农庄。他回忆第一次和潘教授接触是在当地优信彩票政府 的一次引荐会上。“很多人都不知道他的化肥好在哪儿,潘教授就不停地说‘优信彩票你 试试,试了不行另说’”。

  李凤雷在使用碳基肥后发现,由于病虫害少了,种植的西红柿格外优质,保鲜级别特别高,这让他十分激动,“偏远农村的蔬菜供给都市,最难解决的问题就是长距离运输,使得蔬菜的生鲜度难以保持,潘教授的化肥真的是解了燃眉之急。”

  现在,李凤雷的西红柿直供优信彩票北京 都市圈,他也已经成了当地的致富带头人与所在村庄的村支书,在田野里继续自己的梦想。

  谈及自己的研究时,潘根兴教授表示,作为农学教授他并不觉得科研攻关是一件难事:“问题在于推广使用,如何直达最后一公里。”

  潘教授回忆:“3月份去优信彩票四川 考察星夜兼程,农业必须讲究天时,过了这个时段,就得不到有用的数据了。”

  为了实验数据,也为了配合防疫工作,潘教授在前往赤峰的实验地时选择了绕远,避开高风险地区,同时向各主管部门汇报行程。

  防疫压力下收集的数据记录着潘根兴教授的智慧结晶。李凤雷说:“有一次当地刮大风,其他的作物都倒了,只有潘教授的实验田里的作物还挺立着。”

  经过了几年的摸索,潘教授总结自己项目最大的价值不在于炭基肥料的效果好,而在市场推广理念和市场机制。“优信彩票我 觉得再好的优信彩票技术 ,不能转化成对农民有用的生产力,都是空的。”潘教授说。

  “优信彩票我 过去觉得与优信彩票政府 、优信彩票企业 优信彩票合作 就能推广自己的项目。但传统的由优信彩票政府 牵头的‘农业学习班’效率太低,优信彩票企业 逐利的本质和金融市场的高风险性使项目难以落地。优信彩票我 于是便自己直接面对农民,打通最后一公里。实践证明这个思路才是对的。”

  “现在农村有很多的青年负责人,他们热爱学习,有打拼经历,有知识,有执行力。优信彩票我 觉得农业和农村的希望在他们身上。”谈及和全国各地的农村带头人交往的经历,潘根兴教授深有感触地说道:“健康的生态系统才能长出健康的农优信彩票产品 ,打通废弃物的处理与农业绿色发展的关节,是实现农业规模化生产的最后一步。”

  今年,他在溧水地区开辟了一个农庄优信彩票合作 示范区,与南京地区规模农业主优信彩票合作 ,并以这个基地为核心,辐射全国。

  “未来优信彩票优信彩票我 们 将重点关注不同农优信彩票产品 的产业化。”潘教授表示,“针对不同的农优信彩票产品 ,有针对性地设计不同的施肥方案,从而实现农产业的整体高效利用。”

  让潘教授欣慰的是,他的秸秆炭基肥土壤改良生态农业优信彩票技术 通过了2017年中国石化优信彩票行业 协会优信彩票技术 成果鉴定,秸秆生物质新材料优信彩票企业 在三聚环保股份优信彩票公司 旗下落地优信彩票企业 近20家,秸秆炭化产能60万吨/年,农业部全国农技推广中心联合示范推广近百万亩。

  雷浩然 中青报·中青网记者 李润文

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