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一张“科技援疆膜”的诞生

来源:华南理工大学浏览量:326日期:2020-04-21

    “我们研制的‘全回收高性能增产地膜’(以下简称高保膜),经过连续4年的田间覆膜试验,回收率从普通地膜的40%提升至近100%,有效解决了农田残膜污染难题。”中国工程院院士、华南理工大学教授瞿金平告诉《中国科学报》,经过多年的攻关,一张能为新疆农业可持续发展的“科技援疆膜”终于诞生了!

图1:中国工程院院士瞿金平(右一)向广东省科技厅厅长王瑞军(右二)、华南理工大学党委书记章熙春(右三)介绍高保膜研发情况


    3月10日,广东省科技厅党组书记、厅长王瑞军一行在华南理工大学党委书记章熙春陪同下,到聚合物新型成型装备国家工程研究中心调研。瞿金平向王瑞军一行介绍了其团队在高保膜研发及产业化等方面取得的重要进展。王瑞军对瞿金平在科研方面所取得的成绩给予充分肯定。


向农田残膜污染说“不”


    上世纪80年代初,农用覆盖地膜在新疆的应用带来了一场“白色革命”,它让盐碱地上的农作物大幅增收。然而,由于当时的农用地膜极易破碎,使用后难以回收,多年以来,残留在农田里的碎膜从农业生产的“功臣”,变成了污染土地、危害农业生产的“祸首”。

    在瞿金平办公桌最显眼的地方,放着一本7年前他参加“新疆院士行”考察时的笔记本,每每看到上面记录的一串串农田“白色污染”数据,瞿金平都会提醒自己:为新疆的农业可持续发展、为国家绿色的未来,向农田残膜污染说“不”。

图2:中国工程院院士、华南理工大学教授瞿金平


    2013年9月,中国工程院环境与轻纺学部应新疆自治区政府的邀请,组织了一个“新疆院士行”的考察活动,当时瞿金平也去参加了。他们在新疆实地考察时,发现农田泥土里都是一层一层每年残留的破碎地膜。“太触目惊心了!”瞿金平回忆说,地膜残留问题如果不解决,再过五到十年,新疆将无地可种!

    “我是做工业技术研究的,一定要通过技术创新,为农业可持续发展做点事情!”当时的瞿金平暗下决心要研制出一种高性能地膜,让它在农作物从播种到收获期间“不破”,同时能够全部回收,一点也不要留在地里。然后将回收的地膜作为一种资源,把它高值化地再利用起来。

    于是,瞿金平着手攻关这一技术难题。他开展与体积拉伸流变(ERE)塑化输运技术相匹配的一系列vwin线上开户产品制造技术集成创新工作,发明出“基于拉伸流变的高分子材料塑化输运方法及设备(简称ERE技术)”。该技术突破了现有螺杆加工设备剪切流变支配的技术原理,改变了百年来高分子材料加工装备以螺杆为标志的模式,技术水平处于世界领先。

    然后,瞿金平结合ERE技术研发成功多层复合薄膜制造过程自增强技术,制造出了一种厚度与普通地膜相当、使用完可全回收的高性能环保地膜。这种地膜系列产品,可以实现地膜不易破碎、可全回收,对防止残膜污染和回收后高值化再利用有重要作用。

    瞿金平表示,高保膜看上去只是薄薄的一层,实际上是三层或者五层交织起来的,就像编织布一样,那它的抗拉伸能力、抗穿刺能力就非常好,所以这种高保膜可以实现全回收,人手揭膜回收率达到98%以上,机械回收率达到95.48%;回收后性能还比普通地膜国家标准还要高一些,可以实现高值化循环再制造。


趟平地膜技术援疆之路


    2015年初,瞿金平携ERE技术选定了在广东星联科技有限公司产业化。“我们被瞿金平院士的颠覆性技术所吸引,也很幸运被院士选中。”广东星联科技有限公司董事长张伟明直言,整个项目洽谈了不到半年就谈妥了。“ERE技术成果转化在星联科技历时4年,投入近千万元科研资金,才生产出高保膜。”

图3:广东星联科技有限公司董事长张伟明(右)在新疆伽师试验田了解使用高保膜后棉花长势情况


    “实验室的成果需要大田比对的数据来验证,‘科技援疆膜’的落地需要成果转化和产业化技术开发。”瞿金平说,技术成果的成功转化,离不开产研合作双方团队的工匠精神,更离不开政府及时的资金支持。佛山南海区政府及其企业不急功近利,他们支持我们从容地把产业化技术问题一个一个解决掉。

    2016年,瞿金平院士团队在内蒙古赤峰市对30亩高粱进行高保膜试验;2017年,与新疆农垦科学院等开展合作,对石河子试验田50亩棉花进行铺膜试验,在棉花收成之际实现了100%回收;2018年高保膜的试验范围已经扩大到3700亩,再次实现100%回收;2019年春耕,由佛山市南海区政府投入300万元专项援疆资金,在喀什地区伽师县进行了2.5万亩推广应用高保膜。

    经过连续4年的田间覆膜试验,“高保膜”成功解决了当前“残膜污染”的重大难题。实验证明,高保膜具有强度高、耐候性好等优点,与普通农膜相比,棉农使用高保膜具有明显的增产效果。同时实现了一次性机械化回收,力学性能高的回收残膜能够进行高值化再利用。该膜不会对土壤造成污染,从而保护耕地安全。

图4:新疆伽师试验田正在使用机械铺膜作业


    高保膜既有社会效益,又有经济效益。张伟明给记者算了一笔经济账。他说,高保膜费用:21.5元/公斤,每亩使用6公斤,费用:129元。棉花收获后:增产22.62公斤/亩,增收169.65元,高保膜使用后棉花增产、棉花品质提升、农机使用费下降、薄膜回收分离费用降低、回收的残膜价值高,这些优势让农户不但免费使用地膜,还能增收。而随着产业化在新疆的落地,高保膜的成本还能不断下降。

    “对农民来说,土地就是像饭碗一样。”新疆伽师县棉花种植大户李沛看着自家棉田上的地膜被机械一次性回收,他开心地说,“残膜回收这一块一直是比较困扰的问题。感谢党、感谢政府、感谢科学家,这个问题现在终于解决了!今后我家田地全部用这种高保膜!”

    看着农民兄弟开心的笑容,瞿金平心情无比激动。他表示,高保膜,始于初心,生于使命。高保膜落地新疆,既是脱贫攻坚、对口援疆的重大举措,也是科技兴农、治理白色污染的重大成果。未来,我们与星联科技一起,将高保膜推广到全疆,甚至是全国更多的地区。“让广大农户放心用、大胆种, 搭乘科技扶贫的专车奔向幸福的未来!”瞿金平如是说。


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