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用生态手段还大地“一片净土”

花匠小妙招
2024-09-02 13:31

原标题：用生态手段还大地“一片净土”

　　随着生态环保宣传力度不断加大，人们对身边的空气污染、水污染有了很高的警惕意识。但你知道吗，土壤污染的危害丝毫不亚于空气污染和水污染，毕竟我们每天吃的粮食、蔬菜、瓜果等绝大多数都是从土壤种植得来的，猪、牛、羊以及各种养殖禽类也是吃各种种植而来的饲料生长的。“土壤污染的来源有很多，主要有以化学农药为主的有机污染，以工业废水废渣为主的重金属污染，以人蓄粪便和污水为主的病原微生物污染。”太原师范学院教授、山西省腐植酸产业协同创新中心主任张彩凤说，“随着科技不断发展，腐植酸这种有机物质已经不单单是有机肥料，更是能减少土壤污染、使土壤重新充满生命力的良药。”

过去
普遍使用的抗旱肥料

　　腐植酸，这个名字在很多年轻人的印象中，是最近几年才流行的名字，因为绝大多数有机食品的广告宣传语中都会提到它，仿佛使用了它的农作物就一定是绿色、有机、安全的农产品，这样的农产品的价格自然也会高一些。“其实我国早在明代就已经发现了腐植酸，但当时是作为药材使用的。一直到上世纪70年代，才开始有组织地研究利用腐植酸。”张彩凤说。
　　上世纪70年代，王震副总理在新疆生产建设兵团的农业生产中，首先使用了腐植酸。他发现使用了当地泥煤的土地，比没有使用的增产不少，便逐渐向全国推广，我国对腐植酸的研究和应用也在此时起步。从上世纪70年代初期，全国掀起了使用腐植酸改良土壤的热潮，国务院先后在1974年和1979年两次发布1号文件，全面推广腐植酸肥料的综合开发和利用。在当时，几乎每一个县级以上政府都有一个腐植酸办公室，各地都将腐植酸作为抗旱肥料长期储备和利用。
　　但随着改革开放，国外各种化肥进入中国，腐植酸肥料的劣势逐渐凸显出来。“当时进口的磷肥、钾肥等等，对农作物的生长有非常强的刺激作用。农民把化肥施到地里，一两天就能看到庄家噌噌地拔高，效果非常明显。而腐植酸肥料是长期稳定的培肥土壤，在速效性方面比较差，这就直接导致农民都转用化肥，腐植酸的相关研究和发展，也就陷入了停滞。”张彩凤介绍，1998年她考取中科院煤化所，师从李保庆研究员和李善祥研究员攻读博士。李善祥研究员长期致力于腐植酸的研究，尤其是在石油助剂等领域，是行业内知名的专家，科研成果卓著。在腐植酸肥料研究方面，李善祥也是行业先锋，出了很多科研成果，但由于市场接受程度不高，也就很少有企业愿意在这方面投入精力，上市的产品比较少。“但我知道，这么多年的学习，尤其是在国外学习考察的经历，让我认识到腐植酸的价值，尤其是在生态环保和土壤改良方面的巨大作用，它未来的应用非常广泛。”于是，张彩凤跟着导师潜心研究，希望能将腐植酸应用到更多的领域。
　　刚开始，张彩凤研究的方向是腐植酸肥料。“因为过去几十年，我国一直都将腐植酸作为肥料使用，它的优点还是很明显的，只要解决了速效性的问题，腐植酸肥料的无污染、原料广泛、生态环保等优势必然会得到市场的认可。”就这样，张彩凤一头扎进腐植酸的研究中，一干就是二十多年。

现在
治愈大地的“良药”

　　化肥，是化学肥料的简称，是用化学方法制成的含有一种或几种农作物生长需要的营养元素的肥料。在农业生产中之所以使用化肥，是因为土壤中的常量营养元素氮、磷、钾通常不能满足作物生长的需求，就需要施用含氮、磷、钾的化肥来补足。“但是，化肥的使用是有临界点的，也就是说并不是化肥使用越多，农作物生长越好。在到达临界点后，化肥使用量越大，农作物增产效果会逐渐降低，甚至会出现不增长的情况。”张彩凤表示，施用过多的化肥，会导致化肥中的氮、磷、钾等成分没有被农作物完全吸收，进而在土壤内不断积累，导致这些成分在土壤内含量不断升高，形成土壤污染，威胁周边环境及地下水的安全。
　　现在国家要求化肥使用量零增长，就是发现了这样的问题，限制化肥的无序使用。人们也认识到了化肥的危害，开始选择不使用化肥和农药的有机食品。但有机农作物生长也是需要肥料的，腐植酸肥料就再次进入农业生产者和消费者的视线中。“腐植酸肥料最大的优点就是既能够提供农作物生长的营养元素，又可以对土壤质量进行改良，将原本贫瘠、不适合种植农作物的土地变成耕地，把产量低的耕地变成高产的肥地。”张彩凤表示，经过多年的科研攻关，他们已经研究开发出了配方不同、营养成分不同、适用土壤不同的多系列、多品类的腐植酸肥料。在新疆、宁夏、内蒙古、山东、河南、云南等地广泛使用，当地土壤得到了不同程度的改良；在杨梅、葡萄、梨、枣、西瓜等水果，黄瓜、番茄等蔬菜，烟叶、中药材等经济作物的增产提质方面取得了比较理想的效果。“说到腐植酸肥料的用户接受程度，还有一个有趣的故事。”张彩凤告诉记者，他们在研究出某种腐植酸肥料后，河南一家著名化肥企业半信半疑地拿走实验生产的肥料，去农田做效果对比。3个月后的一天，该企业浩浩荡荡来了将近20个人来找张彩凤，由企业老总亲自带队，说要开经验总结会。张彩凤一头雾水，她问道：“发生什么事情了，开什么会？”老总对她说：“你们研发的腐植酸肥，增产效果达到30%以上。要马上总结经验，马上上线生产。”在总结会上张彩凤才知道，在试验田里种植的花生，使用了腐植酸肥的每株有30多粒花生，没使用的只有20多粒，这是种花生的农民一粒一粒数出来的。在田里看到效果后，该老总立刻组织研发团队、生产团队的管理、科研、生产人员，从四百公里外出发直接来找张彩凤，探讨合作生产事宜。“现在，这位老总已经成为我们研究团队的主要资助人之一，不仅给我们提供研究经费，还把他的科研团队交给我，共同开发腐植酸肥。”张彩凤表示，像这位企业老总一样愿意同他们合作开发腐植酸产品的老总还有很多，都是在各个领域取得了一定成绩的企业。张彩凤带领着学校和企业的科研团队，根据企业的需要开发相应产品，或者根据客户的要求，研发能解决农业生产问题的产品交由企业生产，扩大了腐植酸肥料的美誉度和市场接受度。

未来
用途广泛的生态物质

　　“腐植酸不仅仅可以用来做肥料，它的用途非常广泛，尤其是在生态环保方面，可以说能够全方位地解决生态环保问题。”对于腐植酸未来的发展，张彩凤非常自信。
　　首先，从腐植酸的原料来说，热值低的泥煤、褐煤、风化煤就是最好的原料。这些原料过去利用率很低，少数用于燃煤发电，或多或少会对环境造成污染。但用于生产腐植酸，其生产过程是零排放的，不会造成任何污染。“另一大原料来源，就是秸秆。”张彩凤表示，每年小麦、水稻、玉米等秸秆作物收获的季节，各级政府都要投入大量的人力物力，防止农民焚烧秸秆，污染空气。其实这些秸秆也是生产腐植酸的重要原料，只要有相应的设备和技术，就能把秸秆变成腐植酸，可以说是变废为宝。
　　腐植酸的应用就更为广泛了，除了能制作有机腐植酸肥，还能用于土壤改良、污水治理，以及化工行业的废气、废水回收治理。“腐植酸的分子结构是网状的，这就赋予了它吸附各种物质的能力。”张彩凤表示，现在很多畜禽养殖场的畜禽粪便处理是一个大问题，处理不好会污染土壤和地下水。但是把腐植酸产品直接铺到猪圈、牛圈、鸡笼里，畜禽粪便会被腐植酸吸附，不仅减少了养殖场的异味，粪便还在圈笼里直接完成了发酵过程。“这样一来，圈笼清理出来的就不是粪便了，而是经过初步加工的有机肥料，相信会有很多有机肥生产厂家愿意收购。”张彩凤说。
　　山西是能源大省，有众多的煤化工、焦炭企业，在生产过程中会产生很多的废气、废水，为了不让这些废物直接排放到自然中，企业需要投入庞大的资金、技术和人力。“其实煤化工企业排出的这些废气、废水中含有多酚、苯酚、苯等物质，都是化工生产中不可避免的伴生物质，直接排放不仅污染空气、水和土壤，更是把好东西白白浪费掉了。”张彩凤表示，这些物质都可以被腐植酸吸收，再通过一定的技术还原成工业原料，既为企业节约了成本，又减少了污染物质的排放，能够有效地保护生态环境。
　　除此之外，腐植酸在化妆品、医药、电池、染料等方面均有广泛的应用，可以说，看似不起眼的腐植酸，在各个产业行业当中，是高附加值的、无污染、生态环保的助力剂。张彩凤告诉记者，现在他们正在大棚里做实验，检验腐植酸在大气、土壤、地下水的纵向生态修复效果。如果成功，对于我国未来的生态环境修复，将起到重要的作用。

发展
前景广阔的产业链

　　腐植酸如此广阔的应用面，是广大科研人员刻苦钻研的结果。在位于太原师范学院的山西省腐植酸产业协同创新中心，张彩凤带领的团队一直奋斗在腐植酸研究的第一线。对于他们已经取得的成绩，张彩凤感慨地说：“我们取得这一点成绩，离不开各级、各部门领导和我们太原师范学院领导的大力支持。”
　　2004年，在澳大利亚攻读博士后学成归来后，张彩凤在太原师范学院的大力支持下，于次年建立了腐植酸研究所。中国腐植酸工业协会得知张彩凤和研究所的工作成绩后，主动联系她，希望她能牵头组建一个国家级的腐植酸质量检测中心。2006年，在协会和学院的支持下，“中国腐植酸工业协会腐植酸质量检测中心”成立。“腐植酸的原料来源于煤炭等天然资源，其质量品质是不一样的，而中国是世界上最大的腐植酸原料和基础产品的出口国，这就需要对原料和基础产品有一个评价的标准。这就是检测中心成立的初衷。”张彩凤告诉记者，中心成立后，历经10余年不仅在腐植酸原料及基础产品质量评价方面成为全球的行业标杆，更在产品开发和推广方面做了很多工作。检测中心把所有送检的腐植酸样品的数据全部整理，建立了自己的数据库，又依托研究所的科研力量，为企业和企业客户研发符合他们要求的技术和产品。通过多年的努力，在国际腐植酸贸易中，张彩凤的团队已经成为品质鉴定的首选机构。
　　为了更好地扶持腐植酸行业发展，拓展腐植酸应用领域，扩大腐植酸产品市场，2015年，在学院的支持下，山西省腐植酸工程技术研究中心成立。“研究中心是在省科技厅和学院的支持、帮助下成立的，主要解决科研成果的市场转化问题。”张彩凤表示，在研究中心的帮助带领下，很多腐植酸研究成果被企业认可，走进企业的生产车间，走向市场。
　　太原师范学院一直关注、支持着张彩凤团队，他们在科研和产学研结合取得一定成就时，党委书记张惠元、院长梁吉业将他们的工作成果推荐到省里；团队遇到困难，张书记、梁院长总是积极出面协调，为他们排忧解难，鼓励和支持他们把腐植酸业务做大做强，助力山西转型发展。2017年6月，张复明副省长带队，来研究中心调研。在详细了解了张彩凤团队的科研成果和科研成果转化情况后表示，团队现在所做的，是一项非常有前景、有意义的工作，要好好做。在做好科研成果应用的同时，也要做好机理方面的基础研究，要为我省的生态产业发展，尤其是在土壤污染的治理、防治方面，要下大力气。省教育厅副厅长级督学孙世新鼓励和支持太原师范学院把腐植酸产业往深度和广度发展。2017年9月成立了“1331山西省腐植酸产业协同创新中心”。通过创新中心这个平台，整合全国各个腐植酸研究单位、生产企业和销售企业，实现腐植酸产业的全产业链覆盖，全力推动我国腐植酸行业健康有序发展。
　　回首这二十年的腐植酸科研之路，张彩凤感慨万千：“从我上博士时起，我省多个部门和太原师范学院一直都在为我的科研项目保驾护航。多年来，省留学基金委、省人事厅、省教育厅、省科技厅先后以不同方式支持过我的研究。学院更是从场地、人员、经费、科研设备、荣誉等多个方面予以支持。目前我们团队拥有了一千平方米、装饰一新的办公实验场地，上百件（套）各种类型的仪器设备，各种先进的软件用于科研项目。”
　　下一步，张彩凤和她的团队将按照张复明副省长的指示，在腐植酸治理土壤污染方面下大力气，争取在最短的时间里拿出科研成果，为我省、我国的生态发展做出新的贡献。