運用新技術(shù)讓植物秸稈造福更多農(nóng)民

卞文志

我國是糧食生產(chǎn)大國，也是秸稈生產(chǎn)大國，秸稈產(chǎn)量在我國農(nóng)田生產(chǎn)總量中與糧食產(chǎn)量幾乎平齊，甚至超過糧食產(chǎn)量。有關(guān)專家建議，未來可以通過中外技術(shù)交流，為中國秸稈產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供技術(shù)、資本、資源的有效對接，更好地推進秸稈新技術(shù)新成果落地，促進秸稈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，讓植物秸稈造福更多農(nóng)民。

秸稈產(chǎn)業(yè)是生物質(zhì)能源新亮點

農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物一半在果實，一半在秸稈。多年來，在我國的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常重視果實而忽視秸稈，大量的秸稈未被科學利用，而且就地焚燒，不僅浪費了資源，也污染了環(huán)境。所以說，運用新技術(shù)積極發(fā)揮農(nóng)作物秸稈的作用，是一件利國利民的大好事。因為充分利用秸稈的價值，不僅是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的一部分，也是利用秸稈生產(chǎn)生物質(zhì)能源的新亮點，更是農(nóng)業(yè)跨產(chǎn)業(yè)融合的新示范。

目前，盡管中國是世界第一秸稈生產(chǎn)大國，但產(chǎn)業(yè)化水平卻很低，而且發(fā)展緩慢，尤其是在新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用方面，仍然存在較大困難。為此，有關(guān)專家分析了中國循環(huán)農(nóng)業(yè)和新能源的發(fā)展趨勢后指出，中國現(xiàn)在深化現(xiàn)代化建設(shè)，強調(diào)綠色發(fā)展，需要進一步推進能源革命，把現(xiàn)在以石化和煤炭為主的能源格局，轉(zhuǎn)變成未來以可再生能源為主的新結(jié)構(gòu)，這將給使用生物質(zhì)能源帶來廣闊的前景。

實際上，目前在我國國內(nèi)，有些地方對秸稈的利用和研發(fā)已出現(xiàn)一些新的成果。比如山東省農(nóng)作物秸稈中心主任張世明研發(fā)的秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，在國內(nèi)已處于領(lǐng)先地位，他經(jīng)過多年的探索和研究，不僅為農(nóng)業(yè)帶來了一場新的革命，同時也為農(nóng)民帶來了福音。

張世明從小就喜歡研究農(nóng)作物秸稈，這位畢業(yè)于山東農(nóng)業(yè)大學的農(nóng)家子弟，2010年因發(fā)明秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)榮獲聯(lián)合國糧農(nóng)組織第27屆農(nóng)業(yè)科技成果最高獎，成為世界農(nóng)作物秸稈利用的頂尖教授。他從上大學開始，就有一個心愿，要用最先進的理論和技術(shù)武裝農(nóng)民的頭腦，為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)農(nóng)民增收盡力。走上工作崗位以后，他用畢生精力推廣新技術(shù)，腳踩泥土在田間地頭與農(nóng)民交流，傾聽農(nóng)民朋友的心聲，這也是張世明日常工作的常態(tài)。

在苦苦探尋中發(fā)明秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)

2010年9月27日至10月1日，聯(lián)合國糧農(nóng)組織主辦的第27屆農(nóng)業(yè)科研成果及科教電影評獎大會在斯洛伐克的尼特拉市隆重舉行，由中國推選、山東省秸稈生物技術(shù)研究中心主任張世明發(fā)明的秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，在此次大會上榮獲最高獎。此間專家認為，該項技術(shù)具有世界前沿性和獨創(chuàng)性，屬世界首創(chuàng)。據(jù)悉，自該獎項設(shè)立以來，這是第一次由中國人獲得。“能為社會作些貢獻，為祖國贏得榮譽，我感到非常自豪。”張世明說。

1975年，張世明高中畢業(yè)后回到家鄉(xiāng)山東省曹縣邵莊鄉(xiāng)王集村，被安排在農(nóng)科隊勞動。那時，愛動腦子的張世明就在思考：農(nóng)作物的產(chǎn)量是怎樣形成的？農(nóng)作物是“吃”什么長大的？這些問題讓張世明著迷。1977年恢復(fù)高考，張世明高考填報的三個志愿全是農(nóng)學院，他下決心探索農(nóng)作物高產(chǎn)問題。在山東農(nóng)學院農(nóng)學系，經(jīng)過系統(tǒng)學習，他明白了植物生長是光合作用的結(jié)果，植物在光的照射下吸收二氧化碳和水，合成有機物，光照、二氧化碳、水是植物生長的決定因素。

上大學的時候，他去農(nóng)場勞動，麥收時有些偷懶的學生把麥秸藏到棉花地里不往外拿。一個多月后，張世明發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象：周圍有麥秸的棉花結(jié)的棉桃特別多，落鈴少，而且鈴大。難道是這些麥秸在起作用？難道秸稈會產(chǎn)生二氧化碳？一個大膽的問題在他的腦子里形成：植物在生長時期到底需要多少二氧化碳？他決心通過試驗來探討這個問題。他在密閉的環(huán)境下對棉花加施二氧化碳，結(jié)果棉花長得特別好，看來，二氧化碳的濃度是決定農(nóng)作物產(chǎn)量的一個重要因素。

從農(nóng)學院畢業(yè)以后，張世明先后在山東省農(nóng)科院、菏澤市科技局、山東省科技廳工作，不管在哪里，他心里一直在想著農(nóng)作物高產(chǎn)的問題，一直在做科學試驗。經(jīng)過反復(fù)的試驗研究，在掌握大量研究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，1986年，張世明提出了“植物饑餓理論”。他認為，制約農(nóng)作物產(chǎn)量的主要因素是二氧化碳，沒有它，植物就會因饑餓而死。

那么，怎樣在生產(chǎn)中為作物提供更多的二氧化碳呢？經(jīng)過反復(fù)考慮，張世明決定在農(nóng)作物秸稈上做文章。他認為，要讓秸稈產(chǎn)生二氧化碳氣體，必須用微生物發(fā)酵的辦法，但秸稈在發(fā)酵過程中除產(chǎn)生二氧化碳外也同樣會產(chǎn)生其他有害氣體。怎樣趨利避害，讓秸稈定向產(chǎn)生二氧化碳？這是張世明苦苦探尋的問題。也就是在苦苦摸索中，他經(jīng)過20年的艱苦努力，終于發(fā)明了秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)。

植物秸稈是地球上第一大可再生資源

有數(shù)據(jù)表明，我國每年有近30億噸秸稈得不到有效利用，大部分被白白地焚燒掉，造成嚴重的環(huán)境污染。與此同時，我國每年化肥施用量近5000萬噸，化肥的有效利用率不到35%。長期過量使用化肥、農(nóng)藥和生長素，土壤質(zhì)地和作物生長環(huán)境逐步惡化，土壤越來越瘠薄，病蟲越來越猖獗，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)前景令人擔憂。

張世明研發(fā)的這項技術(shù)是以秸稈替代化肥，以植物疫苗替代農(nóng)藥，結(jié)合農(nóng)村實際，促進資源循環(huán)增值利用和多種生產(chǎn)要素的有效轉(zhuǎn)化，同時使食品安全和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，可謂一舉多得。張世明介紹說，秸稈反應(yīng)堆技術(shù)之所以好處很多，是因為它的先進性。所謂秸稈反應(yīng)堆技術(shù)，即采用生物技術(shù)，將秸稈定向轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物所需要的二氧化碳、熱量、抗病孢子、有機和無機養(yǎng)料，改善作物生長環(huán)境，促進作物生長發(fā)育，提高光合效率，進而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和無公害農(nóng)產(chǎn)品的一項農(nóng)業(yè)先進適用技術(shù)。

張世明介紹說：“生物反應(yīng)堆用秸稈作原料，通過一系列轉(zhuǎn)化，能綜合改變植物的生長條件。”更重要的是，微生物與有機物的結(jié)合，在一定設(shè)施條件下發(fā)生鏈鎖式反應(yīng)，它所產(chǎn)生的巨大的生物能和生物能效應(yīng)，極大地改變了作物的生長條件和環(huán)境。可以說，它類似于原子反應(yīng)堆，所以把這種生物反應(yīng)的設(shè)施裝置，取名為生物反應(yīng)堆。在張世明眼里，植物秸稈及其下腳料是地球上第一大可再生資源，它“取之不盡用之不完”，而且秸稈取材廣泛、投資小，轉(zhuǎn)化成植物需要的物質(zhì)成分多，利用率高，全面推廣后，可以造福農(nóng)民。

在二十多年間，張世明為實現(xiàn)自己的夢想，腳踩泥土，走遍了祖國的鄉(xiāng)村大地，將秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)送到全國28個省（市、區(qū)）的田間地頭，累計推廣農(nóng)田面積達1400萬畝，在使農(nóng)作物秸稈得到有效利用的同時，也讓千千萬萬農(nóng)民從中受益，實現(xiàn)了增產(chǎn)增收。

讓秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)惠及更多農(nóng)民

其實，早在20世紀90年代，張世明就在滕州市設(shè)立了示范基地，在實驗中，他把秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)應(yīng)用到了當?shù)剞r(nóng)村。在滕州市龍陽鎮(zhèn)從條村，村民劉科濤種植的5畝小拱棚馬鈴薯采用了張世明的“內(nèi)置式秸稈反應(yīng)堆技術(shù)”，他種地不用化肥，并且收獲早，產(chǎn)量高，商品性能好。

1999年，中國工程院院士、山東農(nóng)業(yè)大學教授余松烈3次赴滕州示范基地考察，對秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)給予了高度評價，稱其“將會引發(fā)一場農(nóng)業(yè)革命”。

更讓張世明感到驕傲的是，秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)獲得國際大獎后，已在德國、英國、法國、美國等四十多個國家得到廣泛應(yīng)用，開始造福世界人民。然而，對于這樣的輝煌成績，張世明并不滿足。在他看來，這樣的技術(shù)推廣速度并不算快，推廣面積也并不算大。他認為，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)觀念和技術(shù)的阻礙制約了該技術(shù)更大面積的快速推廣應(yīng)用。為此，張世明每年舉辦幾十期農(nóng)民培訓班，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)會議室的講臺上，在田間地頭的大棚里，他努力把先進的理論灌輸?shù)睫r(nóng)民的頭腦中。張世明說，加強農(nóng)民的培訓和宣傳推介，讓大家了解、會用，從聽到看到到親手干起來，這樣才會收到實效。

為了擴大秸稈生物反應(yīng)堆的實用規(guī)模，張世明正在積極籌建更大面積的生產(chǎn)基地，但是資金成為制約該項技術(shù)快速推廣應(yīng)用的主要問題。張世明說，建設(shè)一處能夠滿足推廣應(yīng)用面積1000萬畝的生產(chǎn)車間設(shè)施，需要投入2億元。目前他們正在尋找有實力、對生物科學感興趣的企業(yè)開展合作，準備建一個菌種和疫苗工廠化、規(guī)模化生產(chǎn)企業(yè)，這樣成本將會大幅下降。秸稈利用是他畢生的事業(yè)，希望這樣一個利國利民的技術(shù)能得到更大面積的推廣應(yīng)用，惠及更多的農(nóng)民。