努力把方程式等号写在试验田和大天地的中间

发布日期:2017年08月25日

【宁夏大学新闻中心讯 胡玥 文/图】8月18日,“科技支宁”东西部合作推进会暨宁夏沿黄科技创新改革试验区建设启动会在银川召开,自治区党委书记、人大常委会主任石泰峰,科技部党组书记、副部长王志刚出席会议并讲话,自治区党委副书记、自治区主席咸辉主持会议。会上,宁夏各有关部门、企业与北京、天津、山东、江苏、浙江5省市及中国科学院西安分院首批签订科技创新合作项目104项,其中宁夏大学签约16项。8月19日,记者跟随受邀参加此次大会的中国科学院院士、国际著名有机化学家赵玉芬,走近她所关注的宁夏大学和厦门大学的合作项目——水溶性高分子肥料生物基固沙项目。

沙漠新绿洲

生物基固沙项目是“科技支宁”东西部合作推进大会上签约的重点项目,自治区给予立项经费500万元,学名叫“多功能水溶性生物高分子硫酸盐在固沙、保水、供肥及沙漠和盐碱地生态恢复中的应用示范项目”。

该项目是宁夏大学“西部一流大学”和“一流学科”建设创新成果转化专项项目,项目于今年5月从实验室进入试验田示范阶段。该项目的实施将加强产学研用有机结合,打通基础研究、应用开发、成果转移与产业化通道,加速宁夏大学的科研成果转化,提高宁夏大学科研工作的经济和社会效益,展示宁夏大学服务地方经济社会发展的潜力和能力。

由赵玉芬院士带队的专家组驱车走进位于内蒙古阿拉善乌斯泰镇的乌兰布和沙漠腹地,正当大家被一路荒凉、寂寥的视野搞得困意恹恹时,车停在了在一块南北长条形的沙坡边。顺着内蒙古阿拉善盟乌兰布和沙漠生态产业示范园区党工委副书记、副主任田学文手指的方向,一片明亮如绿宝石的“植被”让大家睁大了眼睛。

尹应武教授(右一)许兴教授(右二)赵玉芬院士(右三)在项目示范田里

尹应武教授展望项目前景

走进占地仅20亩的示范田里,情景与一脚之隔的荒漠地带恍如隔世:这一块看上去依然是沙漠却分明长着郁郁葱葱的绿色植物的“农田”被分成10多个实验区,总共种了土豆、玉米、高粱、小麦、茄子、西瓜、蕃茄、枸杞、沙打旺、苏丹草、梭梭、花棒等10多种作物,不管哪个实验区,无论庄稼、水果还是牧草,生长在这块“沙漠农田”里的各色植物都争相旺盛,每一株都枝繁叶茂、果实累累。  

抬头远望无垠天地,八月塞北,秋阳高照。低头细察株株稼穑,沙漠金黄,土地生香。一行人,不由得深深感喟科技的神奇!

走进项目示范田

“示范田里的番茄长的比庄稼地里的还好”

原来,这个项目研制的是一种以生物基材料为原料的多功能、多品种的新型固沙剂,只要将生物基固沙剂喷洒在沙漠表面,就能使沙漠表层快速形成结皮层,以生物基固沙剂为营养源和粘合剂,复配植物颗粒类(如秸秆粉)辅助材料,就可以制造出生物结皮的基础粘合剂,这样就可以把沙漠“变成”土壤,进行植物种植。项目以葵花杆、南瓜藤等农林牧固废生物质为原料生产硫酸铵及复合无机磷钾的水溶性肥正在宁夏大学进行技术评价,已经通过了小试及千吨级的中试验证,在减施一半化肥的情况下有很显著的生长优势和品质差异,乌兰布和沙漠产业园孵化器是该项目研发及应用推广的主要平台。

“哎呀,这番茄的味道真不错啊”,“来来,切一个西瓜我们尝尝,这里可是百分百的无污染啊”,院士专家们兴奋地摘下已经成熟的小番茄品尝着,地方陪同人员切开一个西瓜,瓜瓤被沙漠里的高温晒得热乎乎,却一点都不影响沙漠西瓜那种特殊的甘甜可口。阿拉善经济技术开发区经信委刘小舟副局长介绍说:这块示范田里共设计了空白对照、草方格对照、草方格+生物基固沙剂、生物基固沙剂(钙盐)和生物基固沙剂(铵盐)等五种实验处理。这块示范田可不是往常的防风固沙或种草植绿,这块示范田造就的是沙漠新绿洲——从一开始就既固沙、又植绿,还种田。

科研新追求

示范田里“宁夏大学与厦门大学合作的科研项目介绍牌”如田埂上的一棵树,非常引人注目,项目名称“多功能水溶性生物基高分子磺盐酸在固沙、保水、供肥以及沙漠和盐碱地生态恢复中的应用示范”特别醒目。

据了解,该项目由宁夏大学张雪艳、宋乃平、柴永青、曹兵、王锐等五位教授组成项目的主要专家团队,项目提出的生物基固沙方法是一种生态治沙方法,生物基固沙剂有提高沙子团粒结构、自然降解、促进微生物生长的多重功能。利用高效旋流节水灌溉技术,使固沙成本节省50%以上,节水30%以上,减少肥料和农药用量15%以上。生物基固沙生态修复技术加上农业喷灌设备即可大规模进行固沙施工,每亩地的改造材料(生物基固沙剂)和施工成本约为500-1000元,每亩地产生的经济效益、生态效益及社会效益远远超过改造成本。

该项目的科研追求内容包括固沙、结皮、保水、植被恢复与重建、高效旋流喷灌设备开发与示范等。固沙以生物基材料为原料,开发系列、多功能、多品种新型固沙剂产品,利用生物基固沙剂的保存性、稳定性、粘度等物性,与现有的生物固沙、工程固沙体系配套应用,开展系列新产品的应用示范和效果评价,对比现有的黏土格沙障、草料障等传统技术,主要指标包括抗老化性、抗压强度、抗冻融稳定性和耐风蚀能力等。结皮包括将生物基固沙剂喷洒在沙漠表面使沙漠表层快速形成结皮层的沙漠结皮和以生物基固沙剂为营养源、粘合剂复配植物颗粒类(如秸秆粉)辅助材料制造出的生物结皮。保水、植被恢复与重建主要利用生物基固沙剂的吸收性和保水性,通过由微细菌、真菌、藻类、地衣、苔藓为主的各类天然生物结皮层与生物基固沙剂进行复合,熟化出2—3种能在沙漠环境下快速繁殖发育的生物,以生物基固沙剂为粘合剂,复配植物颗粒类(如秸秆粉)辅助材料,制造出基础粘合剂,同时结合针对灌丛植物所需主要肥料元素不同的特点,在粘合剂中辅配各类灌草种子后喷洒在沙面表层,使其为灌丛种提供水分和养分,实现快速发芽生长的效果,从而提高灌草的发芽率和成活率,提高沙漠地区的植被覆盖度。

‍工作人员仔细记录

示范田旁边的荒漠

中国植物生理学会理事、中国农业生物技术学会理事、宁夏大学副校长许兴教授介绍说,宁夏大学近两年的科研工作获得长足发展,无论立项数量还是研究质量,无论科技合作还是成果转化,都创历史最好水平。“最好大学网”(上海软科)“2016中国高校企业科研经费排名”榜中宁夏大学在全国纳入统计的433所大学中位列第238,名次在同期进入“211工程”建设行列高校的前列,处于国家重点建设的中西部14所综合性高校中游,足以说明宁夏大学科技服务地方社会经济发展的能力和作用。

许兴说,生物基固沙这个项目的生物基磺化技术和产品,破解了把各种生物质及营养矿物质资源低成本转化为水溶性生物有机高分子磺酸盐的世界难题,已获得7项国家专利。这个项目的社会服务方向是脆弱生态系统恢复及沙漠治理行业,主要服务区域集中在我国西北地区的沙漠和戈壁,推广前景包括全国以及一带一路国家和地区的类似区域。关于这个项目,宁夏大学的科研追求是:尽快组织大团队、获立大项目、研发大成果、推广大面积、取得大效益。许兴说:努力把科研论文写在大地上,努力把方程式里的那个等号写在科技试验田和广阔大天地的中间,让科研方向紧跟现实需要,让科学研究迅速为社会建设服务,是宁夏大学科研工作的新追求。

合作新篇章

记者打开关于该项目新签订的《宁夏回族自治区东西部科技合作项目协议书》,字里行间可以感受到甲方(申报单位)宁夏大学和乙方(主要参加单位)厦门大学诚恳的合作愿望和具体的各自分工。甲方:以前期分离筛选的促生、生防、土壤改良及释磷释钾等功能微生物菌株为生产菌种,利用生物基磺酸盐为营养基质和营养支持剂,通过配方优化、发酵工艺研究,开发具有良好环境适应能力的微生物菌肥产品,并与乙方合作开展配套高效节能装备的研发等。乙方:以废弃农林生物质为原料,利用生物质磺化、氨基化技术,开发水溶性生物高分子硫酸单酯混合盐新工艺;开发和完善生物基磺酸(硫酸单酯)盐作为包膜和控释材料关键成分及营养源的生产及使用技术,建立定型产品标准;开发适用于微生物菌肥发酵生产的高效节能装备等。

已经有本地企业和外地企业作为丙方、丁方参与项目,他们的合作任务分别是:建立万吨级基于生物基磺酸盐的系列水溶性生物高分子液体肥及微生物菌肥生产线,协助开发针对宁夏地区粮食和园艺作物的专用肥料,对定型产品进行应用示范和推广等;提供植物体全价开发和生物基产业链构建关键技术;承担生物基新产品及装备研发,开展万吨级连续化放大装置工艺包设计、产品定型、标准制定和性能评价等。

国家科技进步奖获得者、厦门大学化学化工学院尹应武教授是乙方科研团队代表,他所带的团队,在生命化学、生命有机磷化学、有机合成以及酶作用的化学本质研究等领域有许多重要发现,他们开发了一系列绿色化学工艺和工程技术,已形成百余项产业化成果。

尹教授介绍说,我国荒漠化土地面积有260多万平方公里,沙漠化是我国当前最为严重的生态环境问题之一。沙漠治理是一个全球性的挑战,现行的沙漠治理方法有三类:工程治沙、化学治沙和植物治沙,这些方法在沙漠治理中发挥着积极的作用,但是这三类方法不能从根本上恢复沙漠生态。与宁夏大学的这个合作项目提出的生物基固沙方法是一种生态治沙方法,生物基固沙剂具有保水保肥、提高沙子团粒结构、自然降解、促进微生物生长的多重功能,对沙漠生态恢复工程有积极的示范和推广作用。项目在创新驱动发展方面,鼓励东西产学研合作,协同创新,通过项目牵引,柔性引进东部人才智力技术资源落户宁夏。项目在脱贫富民战略方面,可以扩大农牧种养土地资源,增加种养品种,实现种养互补,为农牧户减支增收。在生态立区战略方面,可以提高沙旱植物经济价值,提高地方与农户种植积极性,具有较强的实用性,应用推广前景广阔。

尹教授说,宁夏大学和厦门大学是闽宁合作对口院校,长期以来有很好的合作基础。该项目由宁夏大学支持,项目的实施将加速宁夏大学的科研成果转化,提高宁夏大学科研成果的经济和社会效益,提升宁夏大学的社会服务能力。该项目面向地方优势特色产业和地方经济社会发展的现实需求,充分挖掘已有科研成果向现实生产力转化。宁夏大学力争把这个项目做成东西部合作的科技示范工程项目,通过组织大团队、获立大项目、研发大成果、推广大面积、取得大效益为宁夏经济社会发展做出大贡献,也为宁夏大学“双一流”建设做出大贡献,从而谱写出“东西合作”、“闽宁合作”新篇章。

‍‍‍祝愿尽快组织大团队、获立大项目、研发大成果、推广大面积、取得大效益

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