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在位于上海松江區小昆山鎮的一片田野里,原本腥臭刺鼻的液體糞僅用時1分鐘就褪去異味,10分鐘后就轉化為高附加值、環保無毒的黃腐酸肥。隨后,一架無人機攜帶著這份“綠色養分”低空掠過油菜田,將肥料精準噴灑至作物根系。這項由東華大學蔡冬清教授團隊研發的畜禽糞污高效腐熟技術,已在上海建立示范田并開展實地應用。
“傳統堆肥一般需要兩三個月,味道又臭,污染也大,而新型腐熟技術能讓糞污‘快速變身’,既解環保難題,又給農田添‘營養’。”蔡冬清告訴記者,新年伊始,在上海農委科技創新項目的支持下,團隊嘗試將該技術拓展至蔬菜秸稈等廢棄物處理,就地實現變廢為寶,力圖打造“種養循環”綠色農業的“上海樣板”。
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蔡冬清(左一)正在介紹畜禽糞污高效腐熟技術。
一次意外的“失敗”,催生顛覆性技術
很難想象,這項顛覆性技術,其實源于實驗室里的一次意外。蔡冬清回憶,2019年,當他帶著學生做一項普通的化肥實驗時,實驗物料突然快速冒煙。這一幕出乎師生意料,大家剛開始都以為實驗失敗了。然而,長期深耕肥料研究的蔡冬清敏銳意識到,“有機肥最大的問題就是升溫慢,而這次才10分鐘就實現了快速升溫,說不定就能破解其腐熟周期長的痛點。”
我國每年產生約40億噸畜禽糞污,如果使用傳統方式堆肥,周期長達1-6個月,還存在占地廣、臭氣重、污染大等問題。“如果能解決這一難題,對綠色農業必然大有裨益。”由此,蔡冬清決定從化學肥料研究轉向有機肥技術攻關。團隊歷經3年潛心鉆研,原創性提出“分子剪切效應與快速腐熟理論”,通過研發專用納米腐熟劑,實現了有機廢棄物快速無害化轉化與高值化利用。
簡單來說,這項技術成功實現了三大核心突破:一是“1分鐘快速除臭”,惡臭污染物去除率達98%以上,從源頭解決了糞污處理的異味難題;二是“10分鐘定向轉化水泡糞為高附加值黃腐酸液體肥”,打破傳統有機肥“固液分離+液體發酵產沼”的復雜流程,一步到位“全量還田”;三是“1小時完成固體糞污腐熟”,產出的肥料活性成分含量是傳統有機肥的兩倍,重金屬鈍化率95%以上,抗生素降解率達99%,有害菌100%殺滅,無論肥效還是安全性上都大大超過傳統堆肥。
蔡冬清告訴記者,最初這一創新成果備受質疑,連不少業內專家都認為不可思議。為此,團隊接連發表兩篇高水平研究論文,以扎實的技術機理獲得全球學界認可。就在這兩天,又有一篇相關論文被環境領域頂刊《自然—通訊》接收。
堅持兩年“駐守”養殖場,獲得7項發明專利
“科研一定要有用,要做到說得清、用得上、推得開。”這是蔡冬清團隊始終堅守的理念,也支撐著他們攻克一個又一個難關,讓技術從實驗室走向田間地頭。
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蔡冬清(右二)在推廣高效腐熟技術。
在技術轉化前期的推廣過程中,團隊遇到的艱辛超出了很多人的想象。比如,為了驗證技術在不同氣候、不同養殖場景下的適用性,蔡冬清帶著研究生跑了全國幾十家養殖場。“那兩年的夏天最難熬,養殖場里臭味沖天,蒼蠅蚊子圍著轉,溫度能飆到三、四十度。”蔡冬清回憶道,當時他們用最原始的土辦法,拿著鐵鍬手工將腐熟劑拌進豬糞、雞糞里,每次都要忙活大半天,渾身的臭味洗都洗不掉,回到住處連飯菜都吃不下……即便如此,他們也沒有絲毫退縮,白天在養殖場反復測試調整,晚上回到臨時住處整理數據、優化配方,這樣的日子持續了整整兩年。
還有一次驚險經歷至今讓蔡冬清記憶猶新。在處理養雞場雞糞時,因部分催化劑混合添加,設備突然冒煙,險些引發火災。而這也讓團隊摸清了關鍵:“腐熟劑的成分必須分開科學添加,一絲都不能馬虎。”
如今,這項原創技術已獲得7項發明專利,正在走向規模化應用。截至目前,蔡冬清團隊已授權全國8家企業使用,建成40萬噸級快腐有機肥生產線,實現作物增產15-50%、化肥用量減少50%以上,一年創造經濟效益5000余萬元。一些頭部畜牧企業也主動找上門,和團隊洽談合作。
記者在采訪中了解到,今年,針對上海市溫室大棚秸稈處理難題,蔡冬清團隊剛剛獲得了專項支持,將建設兩條示范生產線,一年可“消化”1000噸蔬菜秸稈,就地將田間廢棄物變為高效有機肥,還能改良修復土壤、防控蔬菜根腫病等。
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