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            技術與發展

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            專論 企業管理 環保資源 創新與發展 科技前沿

            一張“科技援疆膜”的誕生

            來源:華南理工大學瀏覽量:401日期:2020-04-21

                “我們研制的‘全回收高性能增產地膜’(以下簡稱高保膜),經過連續4年的田間覆膜試驗,回收率從普通地膜的40%提升至近100%,有效解決了農田殘膜污染難題?!敝袊こ淘涸菏?、華南理工大學教授瞿金平告訴《中國科學報》,經過多年的攻關,一張能為新疆農業可持續發展的“科技援疆膜”終于誕生了!

            圖1:中國工程院院士瞿金平(右一)向廣東省科技廳廳長王瑞軍(右二)、華南理工大學黨委書記章熙春(右三)介紹高保膜研發情況


                3月10日,廣東省科技廳黨組書記、廳長王瑞軍一行在華南理工大學黨委書記章熙春陪同下,到聚合物新型成型裝備國家工程研究中心調研。瞿金平向王瑞軍一行介紹了其團隊在高保膜研發及產業化等方面取得的重要進展。王瑞軍對瞿金平在科研方面所取得的成績給予充分肯定。


            向農田殘膜污染說“不”


                上世紀80年代初,農用覆蓋地膜在新疆的應用帶來了一場“白色革命”,它讓鹽堿地上的農作物大幅增收。然而,由于當時的農用地膜極易破碎,使用后難以回收,多年以來,殘留在農田里的碎膜從農業生產的“功臣”,變成了污染土地、危害農業生產的“禍首”。

                在瞿金平辦公桌最顯眼的地方,放著一本7年前他參加“新疆院士行”考察時的筆記本,每每看到上面記錄的一串串農田“白色污染”數據,瞿金平都會提醒自己:為新疆的農業可持續發展、為國家綠色的未來,向農田殘膜污染說“不”。

            圖2:中國工程院院士、華南理工大學教授瞿金平


                2013年9月,中國工程院環境與輕紡學部應新疆自治區政府的邀請,組織了一個“新疆院士行”的考察活動,當時瞿金平也去參加了。他們在新疆實地考察時,發現農田泥土里都是一層一層每年殘留的破碎地膜?!疤|目驚心了!”瞿金平回憶說,地膜殘留問題如果不解決,再過五到十年,新疆將無地可種!

                “我是做工業技術研究的,一定要通過技術創新,為農業可持續發展做點事情!”當時的瞿金平暗下決心要研制出一種高性能地膜,讓它在農作物從播種到收獲期間“不破”,同時能夠全部回收,一點也不要留在地里。然后將回收的地膜作為一種資源,把它高值化地再利用起來。

                于是,瞿金平著手攻關這一技術難題。他開展與體積拉伸流變(ERE)塑化輸運技術相匹配的一系列塑料產品制造技術集成創新工作,發明出“基于拉伸流變的高分子材料塑化輸運方法及設備(簡稱ERE技術)”。該技術突破了現有螺桿加工設備剪切流變支配的技術原理,改變了百年來高分子材料加工裝備以螺桿為標志的模式,技術水平處于世界領先。

                然后,瞿金平結合ERE技術研發成功多層復合薄膜制造過程自增強技術,制造出了一種厚度與普通地膜相當、使用完可全回收的高性能環保地膜。這種地膜系列產品,可以實現地膜不易破碎、可全回收,對防止殘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層,實際上是三層或者五層交織起來的,就像編織布一樣,那它的抗拉伸能力、抗穿刺能力就非常好,所以這種高保膜可以實現全回收,人手揭膜回收率達到98%以上,機械回收率達到95.48%;回收后性能還比普通地膜國家標準還要高一些,可以實現高值化循環再制造。


            趟平地膜技術援疆之路


                2015年初,瞿金平攜ERE技術選定了在廣東星聯科技有限公司產業化?!拔覀儽祸慕鹌皆菏康念嵏残约夹g所吸引,也很幸運被院士選中?!睆V東星聯科技有限公司董事長張偉明直言,整個項目洽談了不到半年就談妥了?!癊RE技術成果轉化在星聯科技歷時4年,投入近千萬元科研資金,才生產出高保膜?!?/span>

            圖3:廣東星聯科技有限公司董事長張偉明(右)在新疆伽師試驗田了解使用高保膜后棉花長勢情況


                “實驗室的成果需要大田比對的數據來驗證,‘科技援疆膜’的落地需要成果轉化和產業化技術開發?!宾慕鹌秸f,技術成果的成功轉化,離不開產研合作雙方團隊的工匠精神,更離不開政府及時的資金支持。佛山南海區政府及其企業不急功近利,他們支持我們從容地把產業化技術問題一個一個解決掉。

                2016年,瞿金平院士團隊在內蒙古赤峰市對30畝高粱進行高保膜試驗;2017年,與新疆農墾科學院等開展合作,對石河子試驗田50畝棉花進行鋪膜試驗,在棉花收成之際實現了100%回收;2018年高保膜的試驗范圍已經擴大到3700畝,再次實現100%回收;2019年春耕,由佛山市南海區政府投入300萬元專項援疆資金,在喀什地區伽師縣進行了2.5萬畝推廣應用高保膜。

                經過連續4年的田間覆膜試驗,“高保膜”成功解決了當前“殘膜污染”的重大難題。實驗證明,高保膜具有強度高、耐候性好等優點,與普通農膜相比,棉農使用高保膜具有明顯的增產效果。同時實現了一次性機械化回收,力學性能高的回收殘膜能夠進行高值化再利用。該膜不會對土壤造成污染,從而保護耕地安全。

            圖4:新疆伽師試驗田正在使用機械鋪膜作業


                高保膜既有社會效益,又有經濟效益。張偉明給記者算了一筆經濟賬。他說,高保膜費用:21.5元/公斤,每畝使用6公斤,費用:129元。棉花收獲后:增產22.62公斤/畝,增收169.65元,高保膜使用后棉花增產、棉花品質提升、農機使用費下降、薄膜回收分離費用降低、回收的殘膜價值高,這些優勢讓農戶不但免費使用地膜,還能增收。而隨著產業化在新疆的落地,高保膜的成本還能不斷下降。

                “對農民來說,土地就是像飯碗一樣?!毙陆熆h棉花種植大戶李沛看著自家棉田上的地膜被機械一次性回收,他開心地說,“殘膜回收這一塊一直是比較困擾的問題。感謝黨、感謝政府、感謝科學家,這個問題現在終于解決了!今后我家田地全部用這種高保膜!”

                看著農民兄弟開心的笑容,瞿金平心情無比激動。他表示,高保膜,始于初心,生于使命。高保膜落地新疆,既是脫貧攻堅、對口援疆的重大舉措,也是科技興農、治理白色污染的重大成果。未來,我們與星聯科技一起,將高保膜推廣到全疆,甚至是全國更多的地區?!白審V大農戶放心用、大膽種, 搭乘科技扶貧的專車奔向幸福的未來!”瞿金平如是說。


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