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走近“农田魔法师”

发稿时间:2022-08-15 06:13:00 作者:中青报·中青网记者 王烨捷   来源: 中国青年报

  

  8月9日,江西吉安,泰和县塘洲镇洲头村,农民正在田间给晚稻喷洒生物农药管护劳作。在夕阳光线衬托下,构成一幅田园画卷。视觉中国供图(资料图片)

  

  蔡冬清(右二)正在教授农民种植技术。东华大学供图

  民间流传着一句打油诗:“农夫五更田中走,工人四点赶车流”。无论春夏秋冬,农民们早晨5点就要起床下地干活,给庄稼施肥。这样辛苦的劳作状态,有没有可能用科技手段改变?

  在东华大学,有一位长期关心“农民怎么种地”的老师,他叫蔡冬清。十数年间,他把自己收集到的“农民的微笑”,看作像自己的SCI学术论文一样重要。“农民的微笑就是我的Nature。”蔡冬清就像是一位“农田魔法师”,他用各种各样神奇的方法,让农民种地变得轻松、让土地变得丰产。

  让庄稼吃一顿“饭”管半年

  控失化肥,是蔡冬清团队的第一件“魔法”神器。它实现了一次施肥不用追肥,被农民们形象地称为“一炮轰”,目前已有上百家企业量产,累计推广3亿余亩。

  “我的导师余增亮研究员经常教导我,做农业科研要处处想着农民,咱们一定要把论文写到祖国大地上。”蔡冬清说,化肥控失剂获得“国家重点新产品”,获中科院科技促进发展二等奖,“实现了让庄稼吃一顿‘饭’管半年的梦想。”

  据他介绍,庄稼的生长期多为半年以内,其施肥频率却比较高,一般为每个月或每半个月一次。蔡冬清告诉中青报·中青网记者,他从小学3年级时就产生了让庄稼“吃一顿饭”管半年的想法。

  “我小时候常常早晨5点钟就被爸爸叫醒下地给庄稼施肥,又困又烦躁,劳作过程还很臭,心里满是不情愿。”蔡冬清记得自己当时问父亲,为什么一定要经常给庄稼施肥,父亲给他做了一个给“庄稼吃饭”的比喻,“爸爸说肥料就像庄稼的‘饭’,‘吃’一顿只管个把月。如果庄稼‘饿’了,收的粮食就少了,咱们家就得挨饿了。”

  读研时,“让庄稼吃一顿饭管半年”的梦想种子开始“发芽”了。

  有一次吃完螃蟹,看到垃圾桶中多了一大堆螃蟹壳,蔡冬清心想,如果能把这些螃蟹壳利用起来该多好。无数次实验下来,蔡冬清发现螃蟹壳含有大量壳聚糖,加到化肥中可以控制化肥流失,提高养分利用率和持效期。

  2020年,在学校与学院党委的支持下,东华大学对口扶贫县云南盐津县获赠了价值1.5万元、由蔡冬清团队研发的3吨肥料增效剂,在猕猴桃、茶叶、玉米上共示范500亩。结果表明,这种“一炮轰”化肥累计可以节约肥料2.5吨,增收10.2万元,为盐津县科技扶贫提供有效科技支撑。

  为了推广这项应用,团队与中科院微生物所仲乃琴研究员团队一年往返20多次内蒙古自治区商都县,宁夏回族自治区西吉县、海原县、固原县等深度贫困地区开展技术示范和培训,在田间地头手把手教农民使用技术。

  让农民不再农药中毒

  农民给庄稼施肥费时、费力,而频繁播洒农药,还有染上疾病的风险。

  有一次,小蔡冬清看到刚从地里回来的叔叔脸色发青、浑身发抖。“这就是农药中毒了!”蔡冬清说,后来他父亲背着叔叔去医院抢救才助其脱险。这次经历,让小蔡冬青对频繁播洒农药的做法“心有余悸”。

  “其实每到夏天,我们村都会发生类似情况。”蔡冬清告诉中青报·中青网记者,如果不打农药,庄稼会得病,就长不好;如果刚打完农药就下雨,药就被雨水冲走了,就还得再打药。这也是为什么他印象中农民三天两头都在田里打药。

  “于是我就想,如果有一种农药不怕风吹雨淋,那么庄稼‘一辈子’打一次药就好了。”蔡冬清说,在农药使用方面,螃蟹壳也有大用处。

  蔡冬清团队利用螃蟹壳和纳米黏土作为原料,经过大量摸索和试验,研制出一种活性功能纳米材料,发现其可以有效提高农药附着力,减少流失30%以上,将持效期提升一到两倍,不仅能显著降低农药用量和次数,还有环保功效。

  该技术在2014年实现产业化,产品被多家农药企业采用,截至目前已累计在国内推广5000余万亩,可降低农药用量20%以上,节约农药5000吨以上,创造直接经济效益5亿多元,有效缓解了农药引起的农业面源污染。

  该技术获得2019年度中科院科技促进发展一等奖、2018年度宁夏科技进步三等奖、2018年度“孟加拉国农业奖”(国家级)及2016年度中国农药协会颁发的“减施增效植物健康产品贡献奖”。

  在宁夏农垦的马铃薯种薯繁育中心试验时,农民见到蔡冬清团队非常激动。一名农民说:“那个‘面面’效果可好了,我都舍不得用,每次就捏一小簇混在农药里面,我20天打一次药,比别人7天打一次药的功效还要好。”

  这个“面面”就是蔡冬清团队发明的农药控失剂。

  让牛粪“秒变”肥料

  在为农民谋福利的道路上,蔡冬清的路越走越宽,他发明的产品受到了农民朋友们的追捧。团队研发了一种“魔法药剂”,加到牛粪中一个小时就可以变成肥料。这款药剂被称作“一小时纳米快速腐熟剂”。

  “我家在农村,从小就深知农民的艰辛与不易,想着长大以后一定要干点事儿,让农民轻松一些、农村美丽一些、农业高产一些。”蔡冬清的每一项发明、每一个课题,都源自农民的实际需求。

  蔡冬清小时候,家里养了一头牛,每隔一周,他就要帮着爸爸把牛粪铲到院子外面堆起来。然后每隔半个月左右翻抛一次。如果遇到雨天,还要盖上塑料皮,经过大概半年,这些牛粪才能变成肥料还田。

  每次铲粪、翻粪,小蔡冬清都极不情愿,“真是又臭又累。”长大后他才知道,牛粪要靠细菌发酵才能变成肥料,而这个过程极其漫长。

  “我在想,如果有一种‘魔法药剂’加到牛粪中,一个小时就能让它变成肥料,那该多好啊。”2020年,蔡冬清开始着手研究这种“魔法药剂”。

  “魔法药剂”的应用场景为养殖场,要天天和畜禽粪污打交道。蔡冬清常常自诩为“视粪土如金钱”的“粪青”,“每次到养殖场都很兴奋,并不觉得难受,就像到田地里一样。”

  有一次,他到山东潍坊一家养鸡场调研,看到鸡粪立马用手去抓,并兴奋地说:“这个鸡粪含水量大概70%,正适合!”

  经过数千次失败和数十次不眠之夜,团队终于研发出这种“魔法药剂”——一小时纳米快速腐熟剂。

  蔡冬清介绍,这种药剂添加到畜禽粪污中,通过独特的分子剪切效应,可快速将畜禽粪污中有机大分子转化为黄腐酸、氨基酸等小分子,1分钟除臭,10分钟温度升至80-90摄氏度,1小时完成腐熟,从而制备高活性有机肥。该技术可有效消除畜禽粪污四大害,100%降解抗生素,100%钝化重金属。该有机肥较传统有机肥使作物增产10%-20%。

  在安徽省一家企业,该项目转化并落地建成10万吨有机肥生产线。

  为了让魔法药剂发挥更大的作用,蔡冬清团队还研发出快速腐熟反应器,构建了“智能装备+快速腐熟”绿色新工艺,节约生产用工70%。该技术已获4项发明专利,并以普通许可的方式授权安徽和山东两家公司使用。

  蔡冬清表示,该成果有望将有机肥生产工艺从“慢臭粗”的生物堆肥引向“快好细”。他希望,可以促进有机肥产业集约化、智能化、装备化和绿色化,为我国养殖业引发的农业面源污染提供颠覆性解决方案。

  中青报·中青网记者 王烨捷 来源:中国青年报

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