搞科技创新 担当社会责任

来源:用户上传      作者: 周占先

　　为了挚爱的事业,10年间,他散尽千万家财,历经千余次失败,同样在这10年,他攻克了水田保水、盐碱地改良两项世界性难题,让“沙陀子田”成为“美粮川”,让千年不毛之地的“碱巴拉”飘出了稻花香,同时完成了节能减排重大项目“硼泥为原料生产碱式碳酸镁”。
　　在长春市会展大街1108号,记者找到了吉林新世纪农业开发有限公司,见到了今年65岁已年过花甲之年的公司总经理赵渊。如不事先了解,很难让人把解决两项世界性难题的专利发明人,与眼前简朴的办公环境和这位朝鲜族老人联系在一起。而对赵渊来说,这里见证了他曾经辉煌的过去,失败的痛苦和成功的喜悦,书写了一位农业科研工作者的爱农情怀,一位民营家企业勇于担当社会责任的传奇人生。
　　
　　为了农业节水千辛万苦完成水田土壤防渗保水剂
　　
　　我国是一个水资源匮乏的国家,农业用水占全社会总用水量70%,水稻在农业用水中所占比例达65%左右。从传统的淹水栽培方式看,它的耗水量远大于其他作物。由于我国的水资源总量只有28000亿m3,人均年占有水量为2200m3,仅为世界人均占有量的四分之一,按耕地面积计,每亩年均占有量1460m3,为世界每亩平均占有量的一半。据统计,在我国各种自然灾害中,旱灾占60%以上。况且,年际间、季节间、地区间时空降水分布极不平衡。因此,实施农业节水特别是水稻节水具有十分重要的长远战略意义。
　　当年,赵渊经常与崔相浩教授在一起研究工程防水原材料。在一次谈话中,崔教授告诉赵渊,我国是一个水资源相对匮乏的国家,农业用水占全社会用水的70%,而水稻在农业用水中所占的比例就约占65%,这么多的水不完全是水稻植株吸收,相当多的水是经粘性较差的土壤渗漏到了地下,渗漏掉的这部分水还会带走很多肥料和农药,继而造成地下水污染、土壤板结、微生物减少等生态和生存威胁。“如果能给稻田做上一层‘防水’,可是造福社会的一项伟大发明啊!”崔教授语重心长地道出了心里话。也就是这一席话,则让赵渊这位社会责任高于个人经济发展的民营企业家,投身到“水田土壤防渗保水”国家的重大项目研发中来。
　　我国农田灌溉的灌溉水利用率比较低。粗略估算,全国现状灌溉水利用系数大致为0.40～0.45。也就是说,引入灌区的灌溉用水约有一半以上是在输水和田间灌水过程中损失掉,没有被作物利用。水区和稻田渗漏引起我国生态环境恶化农业自身承受严重的苦果,目前大量的使用化肥、农药、除草剂等。随着漏水漏到土壤里,漏水、漏肥、漏农药造成面源污染、地下水污染、土壤板结、微生物减少是造成我国生态环境恶化的重要原因。在种植水稻中掠夺性开采地下水,地下水位严重下降,如北方地区地下水超采严重,白城地区从原来10m～20m可以抽水到现在的80m才能抽到水。难以恢复的深层地下水,造成生态环境的恶化和潜在的生存威胁。水稻高产节水栽培技术研究,作为国家科学技术部和地方科学技术厅(局)联合攻关课题及国家级科技成果重点推广计划项目,许多单位和科研人员做了大量工作,但目前还没有效果良好的实用性产品。攻克该项目的难点:1.所采用的材料必须是对土壤和水稻没有不良影响;2.价格要低廉、效果要明显,农民用得起;3.使用要简便。好多科技成果不能转化为商品,主要是用起来麻烦也是其中之一。
　　近十年来,公司投入大量的人力、物力、财力,研制开发“水田土壤防渗保水剂”,研究过程如下:
　　一、对水田渗漏规律的探索:对各种土壤渗漏状况作了具体的分析,土壤越粘重,透水性越弱,渗漏量越小;反之,沙性越大,透水性越强,渗漏量越大。新开垦的稻田渗漏严重,老稻田经过长期耕作与灌溉,在耕层下形成透水性弱的犁底层,对减少渗漏起到很大作用。这一现象给了我们极大的启示,明确了如何设置防渗层的方向。
　　二、对水田防渗保水的防渗层设置与防渗机理的研究:用什么办法解决水田渗漏问题?我们通过学习和总结国内外许多研究防渗的经验,给予我们启示是:把防渗层设在犁底层有很多优点:
　　(一)对耕层没有影响;
　　(二)稳定性好,不受温度和阳光的影响;
　　(三)持久性长,不受客观影响的破坏。
　　为此,我们确定了防渗层设在犁底层。
　　防渗材料的选择与防渗机理:
　　材料必须是环保型的对土壤成分和结构不能有任何影响。
　　必须适合我国国情,选用价格需要农民易接受的材料。
　　材料防渗效果好。经过详细深入的调查研究,确定了防渗材料为粘土(膨润土)其机理是:粘土在水田里充分膨胀、分散形成纳米胶体悬浮液,然后与土壤活化剂协同活化分散土壤粘粒,靠土壤的渗透性和自然界的重力作用,逐步渗透到土壤中,借助与耙地,平整稻田等操作,防渗剂同分散粘土渗到犁底层表面被吸附沉积,促进和加强犁底层防渗功能,从而达到稻田防渗效果目的。
　　三、对于使用量的测定定量化:是按不同类型的土壤,不同使用量的反复试验,以渗漏严重的沙壤土为准,确定每公顷用250kg左右。并根据渗漏情况可增减。之后经大面积实验证明:测试的使用量是较合适的。
　　四、防渗保水剂对土壤PH值影响与稳定性、持效性研究,由于水田土壤防渗保水剂是无机材料组成,对光和热稳定性良好,而且防渗层的形成在耕层之下的犁底层,不受光和热的影响
　　五、防渗保水剂对土壤的比较
　　经吉林大学测试科学实验中心检测:防渗保水剂与土壤成分比较一致。
　　
　　我国表层土壤主要化学组成(%)
　　
　　产品的使用只能增加粘土成分,改良土壤,防渗层设置在犁底层对土壤结构不产生影响。
　　通过上述五项专题研究,明确地了解了水田土壤防渗漏的规律,创新研发了防渗机理以及防渗措施,研制成了适合我国国情的水田土壤防渗保水剂。
　　2005年公司委托吉林省、黑龙江省、辽宁省农业技术推广中心、湖北荆门农业局进行大面积的测试,经过3年的推广测试,终于得出使用该产品节水30%以上,增产10%,有推广价值的结论。为此国家专利局授予我公司水田防渗保水剂的发明专利以及水库床面防渗节水剂的发明专利,吉林省科技厅以符合重大自选项目条件2008年吉林省科技厅组织专家鉴定,鉴定结论为:
　　该项目以膨润土、腐植酸和玉米淀粉等为主要原料,加入辅助助剂,研制出水田土壤防渗保水剂,与耕作方式有效结合,在水稻田的耕作层和新土层之间形成防渗粘土层,可快速增强土壤犁底层的防渗效果。
　　该保水剂符合国家有关行业标准,产品无毒害,经检测,砷、铅、铬含量均低于行业标准。
　　使用该保水剂后,节能、节肥、增温、增产,使用简便,节本增效。
　　使用该保水剂,不引起土壤板结,可提高水资源利用效率,减少面源污染,保护生态环境。该成果对水稻生产发展,具有十分重要的作用,市场前景广阔。
　　综上所述,该项成果达到国内领先水平。
　　此外在中重度盐碱地改良防返碱是重要环节,我们在盐碱地改良中作为防返碱措施使用后效果良好。
　　吉林省科技厅不仅组织专家鉴定,而且2009年命名为吉林省科技产品,给予科技成果转化资金,吉林省发改委以节能减排项目落实拨发专款。国家制定“十一五”建设节水型社会规划中提出了农业节水项目共投资530亿,共年节水量达到100亿立方米,水田土壤防渗保水剂该项科技成果转化只需20亿元,推广380万公顷漏水稻田就能达到年节水量130亿m?。它将产生巨大的经济效益、社会效益、生态效益。

　　水田防渗保水剂推广达到380万公顷经济效益表:
　　
　　开发盐碱地千年不毛之地飘出稻花香
　　
　　在为吉林省增产百亿斤粮食做贡献的大军中,非常执着的赵渊一直把眼光盯在了吉林省西部白花花的盐碱地,他的梦想就是让不毛之地的盐碱地有望变成稻浪滚滚、财源不竭的良田,为吉林这个“粮仓”增加产量。
　　而对盐碱地的关注更显示了赵渊的远见卓识。当然,这样的执着也基于赵渊对土地资源的充分了解。
　　“水田土壤防渗保水剂”给赵渊带来成功的喜悦。在试验推广时,许多示范户的地是盐碱地,他们共同反馈的讯息是产品不但节水,还能有效防止耕作层以下的碱返到耕作层中,就是人们说的“返碱”问题。这一细节的发现,竟给赵渊引出一个同样的研究开发――“盐碱地综合治理剂”,又一次解决了世界性难题。
　　他在总结前人盐碱地改良的问题中发现,以往治理盐碱地主要采用水洗、压沙、生物和化学治理。其中:工程措施主要是结合实际进行围栏;生物措施是对轻中度盐碱地补播各种耐盐碱草种,对重度盐碱地采取人工种碱茅、羊草、栽杨柳,以及以稻治碱,以苇治碱等。化学措施是针对不同地块和植被、土壤类型,采用石膏、石灰石、工业废物及生化试剂等进行探索式治理;
　　(1)灌溉水洗盐碱地每公顷需要3-3.5万吨水,吸附在土壤里的cl离子和na离子,很难洗掉。随着冲洗盐碱成分,腐殖质也被冲洗掉。要恢复一公分的腐殖质要300-600年,这种做法水的浪费大,周期长,带来土壤的退化严重。
　　(2)盐碱地压沙改良的办法周期长,而且在改良过程的同时也破坏了一部分土地。
　　(3)化控技术是针对不同地块和植被、土壤类型,采用石膏、石灰石、工业废物及生化试剂等进行探索式治理。
　　(4)生物治理盐碱草地的主要措施是种碱茅和补播羊草,每公顷投资成本一般在3000-5000元左右,恢复周期长,经济效益差。
　　治理盐碱地,多年来主要停留在围封补种等生态治理阶段上。生物措施和化学措施应用的范围很小,缺乏综合治理的集成技术和自主创新技术。总之,以往改良盐碱地的办法成本高、周期长、投资回收困难,缺乏重大技术突破和技术创新。
　　治理盐碱地、开发水田,它是综合治理工程,不仅要解决水的问题,还要解决很多问题。其中:
　　(1)水田盐碱程度相对较重,开发难度大,存在许多急需解决的重要科学问题
　　关于苏打碱斑的改良问题。苏打碱斑土壤集重盐化、重碱化和极强碱性于一体,使旱田作物不能出苗,旱田中碱斑“秃疮”严重,水稻死秧苗,草原形成“光板地”,森带成为“断带地”,是盐碱地改良利用中最大的难点,需要研究开发行之有效的改良措施。
　　近年来,随着北方粳稻价格的持续走高,在吉林省西部水源条件较好的低洼易涝区,当地农民和外来水稻种植户已经把可直接种植水稻的轻度盐碱地。未来要开发成水田的盐碱地、中重度苏打盐碱化草甸土占75%以上,要求更高的盐碱地改良技术。
　　(2)“起悬浮液”影响插秧问题
　　关于重度盐碱地开发种稻问题。重盐碱地种稻存在的主要问题是,泡田后土壤胶体高度分散,淹水层水呈泥浆状态,插秧期内不能自然澄清,水体比重大,插秧后漂秧严重,缓苗慢,保苗困难,即使秧苗成活其生长速度也十分缓慢,生长受抑制,分蘖少,产量低。
　　(3)防返碱问题:
　　防返碱是盐碱地改良的重要环节,它关系到盐碱地改良的成败所在,盐碱地改良表面工程改良后盐碱度下降但很快返碱平衡恢复到原来面目,植物难以生存,造成盐碱地改良失败。
　　解决好“返碱”是盐碱地治理的关键技术,赵渊清楚地认识到仅采用这单一的方法完全来实现是不可能的,必须综合起多种方法加以解决。通过五年时间在大安、农安龙王乡、镇赉哈土气在PH9.3和PH10.3的中重度盐碱地上经过无数次的实验,终于成功研制出“盐碱地综合治理剂”,产品采用物理、化学、生物、水利改良相结合治理中重度盐碱地的集成技术。是一种经济型、实用型、环保型产品。是一种化学成盐、中和反应,离子交换、吸附脱附、钝化固定以及防返碱、破乳沉淀等物理化学功能为一体的改良剂。在镇赉县哈吐气蒙古族乡的“镇赉县土地开发整理实验区盐碱地种稻综合治理试验田项目”中,盐碱地综合治理成功,当年改良当年收获,公顷理论产量超过7000公斤,在盐碱地改良种稻的实践中,第一年能有如此高的产量,堪称奇迹,为治理PH值10左右的重度盐碱地开辟了新径,不仅为我省西部重度盐碱地开发利用闯出了一条新路,同时也为我国土地开发整理创出了一种全新的模式。
　　
　　硼泥为原料生产碱式碳酸镁节能减排变废为宝
　　
　　研制开发水田土壤防渗保水剂时发现需要分散剂,就是碱式碳酸镁。当时考虑我们国家的碱式碳酸镁价格非常高,后来发现硼泥为原料中可以提取碱式碳酸镁。经过多年研制开发,攻克了这一节能减排的重大专项。并经过中试获得成功,通过了吉林省科技厅组织专家鉴定。
　　我国硼矿资源品位较低,组成复杂,在硼化工生产中会产生大量的硼泥。通常生产1吨硼砂,大约要排出4-5吨硼泥。至2008年底,我国主要硼化工区辽宁省的硼泥存量达到2000万吨左右。硼泥中含有50%的氧化镁,如果生产出纯度很高的碱式碳酸镁,进而再生产氧化镁,它的使用价值和经济效益巨大。纯度很高的碱式碳酸镁用于医药、食品、化妆品、涂料、轮胎、电缆等化工产业,而且是提炼纯度高的氧化镁的主要原材料。从硼泥中提取碱式碳酸镁是国家多年来没有解决的难题(引自2009年的《化工信息报》)。吉林省的集安市硼泥存量达几百万吨,且以每年约150万吨的速度增长。硼泥的堆放不仅占用耕地,污染环境,而且是一种资源浪费。尽管有多种硼泥综合利用技术进入开发或产业化阶段,但现有的硼泥消耗量远远小于排放量,并且其经济价值没有更好地体现出来。因此,硼泥科学利用研究仍是一项迫切而艰巨的任务,有必要研究和完善硼泥资源化技术。
　　本项目符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的政策。
　　2006-2020年“国家中长期科学和技术发展规划纲要”中明确提出:⑴资源领域:积极开发新传统资源,提高新型资源利用技术的研究开发能力;⑵农业领域:重点发展生物基因材料和化工产品,发展农林剩余物资化利用技术;⑶环境领域:强化废弃物资源化,综合治污废弃物循环利用。
　　利用二氧化碳减排与回收投入到以硼泥为原料生产碱式碳酸镁是延伸二氧化碳回收再利用的化工产业链,促进节能减排产业化的秩序。该项目填补了用硼泥生产碱式碳酸镁的大空白。
　　本项目对以硼泥为原料提取碱式碳酸镁技术上的突破,再把碱式碳酸镁经进一步地深加工与减排二氧化碳低碳经济结合起来,利用收取压缩的二氧化碳生产碱式碳酸镁。制取氧化镁之后将产生的几千亿元的经济效益。而且对硼泥的综合利用,将彻底解决硼泥对环境的污染。本项目发展前景广阔,将产生巨大的经济效益、生态效益和社会效益。
　　公司以崔相浩教授为主,成立了碱式碳酸镁项目研究小组,经过上千次的实验,吉林省集安市的硼泥镁的收取率为30%;
　　辽宁省丹东宽甸的硼泥镁的收取率达到50%;
　　掌握生产工艺,生产相关数据和生产方法。
　　在此基础上于2008年至2009年8月在集安市政府和通化市科学技术局参与和监督下,经过一个多月的时间,按着中试方案进行了多项中试研究工作,取得了生产经验和技术参数,为本项目的实施提供了可靠的技术保证。确定了以硼泥为原料生产碱式碳酸镁的生产设备和生产工艺技术,开发出国家标准食品级、工业优等级产品。
　　专家们指出,吉林省新世纪农业科技有限公司研究的新工艺是采用新方法提取碳酸镁,该工艺最大的优点是:省工省力、成本低、效率高,且能循环用水无污染,提取镁含量30%-50%以上,废渣经过处理分离后用做农业微肥原料,分离下来的沙子用做建筑材料,实现了变废为宝,根治了环境污染,并且形成了大规模化成产。这一成果的推广将产生巨大的经济效益、社会效益、生态效益。他们在节能减排综合利用迈出了坚实的一步。
　　
　　展望未来可盼沙地变良田
　　
　　通过水田开发,推广水田土壤防渗保水剂和盐碱地改良,为开发沙地种水田打下了良好的基础。吉林省新世纪农业科技有限公司赵渊、崔相浩教授等正在为沙地种水田,在理论和实践上探索了多年,明年在黑龙江省农业技术推广中心联合在泰康镇沙地种水田进行实验。他们将在沙漠改造中迈出坚实的第一步,为社会担当责任,在科技创新的道路上再攀高峰。

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