
在位于上海松江区小昆山镇的一片田野里,原本腥臭刺鼻的液体粪仅用时1分钟就褪去异味,10分钟后就转化为附加值、环保无毒的黄腐酸肥。随后,一架无人机携带着这份“绿养分”低空掠过油菜田,将肥料喷洒至作物根系。这项由东华大学蔡冬清教授团队研发的畜禽粪污腐熟技术,已在上海建立示范田并开展实地应用。
“传统堆肥一般需要两三个月,味道又臭,污染也大,而新型腐熟技术能让粪污‘快速变身’,既解环保难题,又给农田添‘营养’。”蔡冬清告诉记者,新年伊始,在上海农委科技创新项目的支持下,团队尝试将该技术拓展至蔬菜秸秆等废弃物处理,就地实现变废为宝,力图打造“种养循环”绿农业的“上海样板”。
手机号码:13302071130蔡冬清(左一)正在介绍畜禽粪污腐熟技术。
一次意外的“失败”,催生颠覆技术
很难想象,这项颠覆技术,其实源于实验室里的一次意外。蔡冬清回忆,2019年,当他带着学生做一项普通的化肥实验时,实验物料突然快速冒烟。这一幕出乎师生意料,大刚开始都以为实验失败了。然而,长期耕肥料研究的蔡冬清敏锐意识到,“有机肥大的问题就是升温慢,而这次才10分钟就实现了快速升温,说不定就能破解其腐熟周期长的痛点。”
我国每年产生约40亿吨畜禽粪污,如果使用传统方式堆肥,周期长达1-6个月,还存在占地广、臭气重、污染大等问题。“如果能解决这一难题,对绿农业然大有裨益。”由此,蔡冬清决定从化学肥料研究转向有机肥技术攻关。团队历经3年潜心钻研,原创提出“分子剪切应与快速腐熟理论”,通过研发用纳米腐熟剂,实现了有机废弃物快速无害化转化与值化利用。
简单来说,这项技术成功实现了三大核心突破:一是“1分钟快速除臭”,恶臭污染物去除率达98%以上,从源头解决了粪污处理的异味难题;二是“10分钟定向转化水泡粪为附加值黄腐酸液体肥”,打破传统有机肥“固液分离+液体发酵产沼”的复杂流程,一步到位“全量还田”;三是“1小时完成固体粪污腐熟”,产出的肥料活成分含量是传统有机肥的两倍,重金属钝化率95%以上,抗生素降解率达99%,有害菌100%杀灭,无论肥还是安全上都大大过传统堆肥。
蔡冬清告诉记者,初这一创新成果备受质疑,连不少业内都认为不可思议。为此,团队接连发表两篇水平研究论文,钢绞线以扎实的技术机理获得全球学界认可。就在这两天,又有一篇相关论文被环境领域顶刊《自然—通讯》接收。
坚持两年“驻守”养殖场,获得7项发明利
“科研一定要有用,要做到说得清、用得上、得开。”这是蔡冬清团队始终坚守的理念,也支撑着他们攻克一个又一个难关,让技术从实验室走向田间地头。
作为项目的核心技术成果,亮亮视野先后出了开创品类的AR字幕眼镜Leion Hey,以及搭载新迭代技术的二代产品Leion Hey2。这不仅是“软硬一体”的工程学突破,更是对听障人士需求的度回应。相比于传统的智能手机语音转文字APP,用户在使用AR眼镜时无需低头看屏,能够保持自然的目光接触。李婷教授带领的研究团队在长达五年的科学实验与田野调查显示,这种基于AR眼镜的解决方案能将听障人群的沟通率提升40%,显著优于智能手机等传统辅助手段。它不仅让声音“被看见”,更让沟通回归到了人与人之间自然的交互状态。
蔡冬清(右二)在广腐熟技术。
在技术转化前期的广过程中,团队遇到的艰辛出了很多人的想象。比如,为了验证技术在不同气候、不同养殖场景下的适用,蔡冬清带着研究生跑了全国几十养殖场。“那两年的夏天难熬,养殖场里臭味冲天,苍蝇蚊子围着转,温度能飙到三、四十度。”蔡冬清回忆道,当时他们用原始的土办法,拿着铁锹手工将腐熟剂拌进猪粪、鸡粪里,每次都要忙活大半天,浑身的臭味洗都洗不掉,回到住处连饭菜都吃不下……即便如此,他们也没有丝毫退缩,白天在养殖场反复测试调整,晚上回到临时住处整理数据、优化,这样的日子持续了整整两年。
还有一次惊险经历至今让蔡冬清记忆犹新。在处理养鸡场鸡粪时,因部分催化剂混合添加,设备突然冒烟,险些引发火灾。而这也让团队摸清了关键:“腐熟剂的成分须分开科学添加,一丝都不能马虎。”
如今,这项原创技术已获得7项发明利,正在走向规模化应用。截至目前,蔡冬清团队已授权全国8企业使用,建成40万吨快腐有机肥生产线,实现作物增产15-50%、化肥用量减少50%以上,一年创造经济益5000余万元。一些头部畜牧企业也主动找上门,和团队洽谈合作。
记者在采访中了解到,今年,针对上海市温室大棚秸秆处理难题,蔡冬清团队刚刚获得了项支持,将建设两条示范生产线,一年可“消化”1000吨蔬菜秸秆,就地将田间废弃物变为有机肥,还能改良修复土壤、防控蔬菜根肿病等。
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