鞠正山：讓鹽堿地煥發(fā)生機

王涵

2016年6月，“鹽堿地暗管改堿與生態(tài)修復技術開發(fā)與應用”項目成果入選由科技部組織的國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展，同時獲得國土資源科技進步獎一等獎。

“我國約有1億畝鹽堿化耕地需要治理和改造，目前仍舊沿用傳統(tǒng)的大水壓鹽、明溝排鹽技術模式。這種粗放、低效的治理方式嚴重滯后于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，引起的水鹽失衡、次生鹽漬化及生態(tài)風險加劇等問題亟待解決。而國外已進入以暗管為核心，以大型開溝鋪管機為標志的現(xiàn)代化工程技術階段。與國際相比，我國最大的差距，一是工程技術落后，大型專業(yè)化工程機械自主研制能力不足，嚴重受制于國外技術壟斷。二是產(chǎn)業(yè)化滯后，缺乏成套技術產(chǎn)品與服務的支撐。”該項目的總負責人、國土資源部土地整治重點實驗室副主任鞠正山說“基于上述差距，我們迫切需要研制出具有自主知識產(chǎn)權的大型開溝鋪管機，跟上國際工程技術發(fā)展步伐，建立起鹽堿地治理現(xiàn)代工程技術體系，滿足我國多樣化的治理需要。”自主研發(fā)

破解國際技術裝備壟斷

“這個項目的突出貢獻，就是成功研制出了我國第一套具有自主知識產(chǎn)權的大型開溝鋪管裝備，打破了國外壟斷，填補了國內(nèi)空白。”鞠正山說。

靠什么來打破壟斷、填補空白？自然是創(chuàng)新。從項目一開始，鞠正山就希望能在控制技術上做出原始創(chuàng)新性的突破。經(jīng)過幾年的攻關，他的團隊首創(chuàng)了基于GPS和激光技術的高程協(xié)同控制技術、基于神經(jīng)網(wǎng)絡與遺傳算法的作業(yè)功率自適應控制技術等多項創(chuàng)新成果，有效提升了開溝鋪管機作業(yè)功率的整機效能，保障了機具的可靠性和經(jīng)濟性。他們所研發(fā)的開溝行走自動導航技術將百米偏航誤差精確控制在20cm以內(nèi)，為高精度的質(zhì)量控制和無人駕駛提供了保障。而基于機、電、液一體化控制的集成技術，也為他們的集成創(chuàng)新體系增添了一抹亮色。

在開溝鋪管機研制過程中，技術人員研制的開溝鏈條的使用壽命達到了16萬米，而國外同類產(chǎn)品的設計使用壽命僅為其一半，這一設計直接縮減了設備后期的運營維護成本。難道國外的技術水平達不到？“非也。”鞠正山揶揄地說，“這就是壟斷惹的禍，原因很簡單，裝備只有我有，用的耗材部件只能向我買。一根鏈條幾萬元的價格，不便宜啊，這不是技術問題，是壟斷問題在作怪，”

隨著項目的完成，鞠正山團隊打造了一個個獨具匠心的創(chuàng)新成果。“我們的裝備在動力機械領域短時間內(nèi)趕超國際先進水平還是很困難的，需要積累，但我們在信息化和智能控制方面創(chuàng)新靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)趕超。”他很自豪地說，“我們的裝備具有非常高的自動化、信息化水平，很多都是電子控制的，而國外的技術還沒有達到這個要求，與此同時我們還比國外的運行成本更低。”

“技術壟斷的打破，直接導致該產(chǎn)品的市場價格由500萬元以上降低到300萬元以內(nèi)，并有效降低了設備的后期運營與維護成本，整體成本降低了1/3。”鞠正山補充道。

暗管排鹽打開農(nóng)田灌排新思路

我國鹽漬土面積之大、分布之廣世界罕見。多種類型的鹽堿地給鞠正山的研究團隊帶來了不小的挑戰(zhàn)。

項目初期，鞠正山團隊在東部沿海研究暗管排堿配套技術。他們首創(chuàng)了基于多級暗管鹽堿地灌排模式轉(zhuǎn)換技術，實現(xiàn)節(jié)地10%，綜合節(jié)水提高了16.3%，淋洗脫鹽率提高了14.5%，成效顯著，體現(xiàn)了國際上農(nóng)田灌排渠系發(fā)展的最新水平，在推動我國由傳統(tǒng)的“明灌明排”的“渠道水利”向“暗灌暗排”現(xiàn)代化的“管道水利”轉(zhuǎn)變方面，意義重大。

在天津，他們首創(chuàng)了濱海新區(qū)城市生態(tài)綠化暗管改堿關鍵技術，解決了城市綠化喬灌草不同組合需求的暗管鋪設關鍵與配套技術，創(chuàng)新了暗管排鹽新型外包濾料設計技術，為工業(yè)固體廢棄物循環(huán)利用開辟了新的途徑。在河北濱海地區(qū)，他們研發(fā)了“下控中淋上移”鹽分調(diào)控技術，實現(xiàn)了土地由低產(chǎn)到高產(chǎn)的快速提升，技術成果達到國際先進水平。在江蘇淤積型濱海灘涂，他們研發(fā)了新淤灘涂鹽堿區(qū)暗管排鹽關鍵技術和灘涂鹽堿區(qū)暗管排鹽濕地建設配套技術，為我國沿海新圍墾區(qū)鹽堿地治理提供了新的技術手段。

走向新疆拓展內(nèi)陸暗管排鹽新領域

在濱海鹽堿區(qū)取得了一系列成功應用之后，鞠正山團隊將目光轉(zhuǎn)向了遙遠的西部。“盡管東部很成功，但是我國鹽堿地的核心在西部，尤其是新疆，約占全國鹽堿地分布的70%，治理的需求更迫切。只有西部成功了，暗管排鹽技術才算真正成功。”說是這么說沒錯，但是，新疆地區(qū)的水鹽條件和東部沿海很不一樣，很多權威專家對于這項技術應用到新疆都不看好。

除了專家不看好，鞠正山團隊還要承擔項目本身的壓力。一般來說，這種大型土地整治類項目的工程投資上千萬，建立上千畝試驗田也需要幾百萬，一旦項目失敗，團隊將無法承擔巨大的工程投資風險。即使在這樣艱難的環(huán)境中，鞠正山團隊還是堅信暗管排堿技術在新疆鹽堿地的可行性。于是，背負著巨大的壓力，他們背起行囊，毅然決然地奔赴新疆，開啟新疆鹽堿地治理之路。

初入新疆，鞠正山團隊就直面了令人心酸的一幕：在和田調(diào)研中，當?shù)卮笃瑮椓忠蛲寥来紊}漬化而枯萎死亡，農(nóng)民無奈在田中深挖一個大坑，靠天蒸發(fā)降低地下水位這種最原始的方法與鹽堿抗爭，此情此景深深刺痛了這個年輕的研究團隊。在實現(xiàn)了飛船奔月、蛟龍入海的今天，面對無奈挖坑的人們，科技去哪兒了？地因鹽而棄，人因鹽而貧。為了解決這個問題，在無國家項目支持的情況下，團隊自籌經(jīng)費，行走在大漢綠洲之間，一干就是5個年頭，終于完成了萬畝鹽堿地治理的技術示范工作，創(chuàng)新地研發(fā)出新疆內(nèi)陸干旱區(qū)暗管改堿關鍵及配套技術，實現(xiàn)節(jié)地10%、節(jié)水17.2%、增產(chǎn)44.58%，土壤平均排鹽率達到了49%，為新疆鹽堿地治理探索了一條重要的現(xiàn)代技術實現(xiàn)途徑。“事實證明，暗管排堿技術在新疆內(nèi)陸鹽堿區(qū)的效果和意義要遠遠大于在濱海鹽堿區(qū)。”鞠正山欣慰地說。

最終，鞠正山團隊面向全國研發(fā)了6套暗管改堿關鍵與配套技術，申請了24項技術專利，頒布了《鹽堿地暗管改堿技術規(guī)程》等10項行業(yè)、地方與企業(yè)標準。圍繞暗管排鹽工程技術全鏈條研發(fā)，組建了包括土地整治行業(yè)應用部門、高校科研院所、大型裝備制造與新材料研發(fā)等高新技術企業(yè)，以及工程實施等產(chǎn)、學、研、用在內(nèi)的相對穩(wěn)定、跨領域、全鏈條近百人的研發(fā)團隊。

暗管排鹽技術成果在山東等7個省（市、區(qū)）推廣應用20萬畝，引導投資近30億元，新增耕地5萬畝，技術成果被國家發(fā)改委、國土資源部等多個部委文件引用。央視新聞聯(lián)播、新聞直播間和科技之光等欄目，《中國國土資源報》《科技日報》《兵團日報》等多家主流新聞媒體進行了系列、深度的專題報道，形成了廣泛的社會影響力，引領了新的研究熱點。

而鞠正山對于這個研究熱點的形成是樂見其成的。他經(jīng)常說：“做科研最重要的是解決實際問題，鹽堿地的相關問題可能技術含量不高，但解決了這個問題卻能讓我國上億畝的鹽堿地煥發(fā)生機。展望未來，我們的眼光將轉(zhuǎn)向有世界上約70%鹽堿地分布的‘絲綢之路經(jīng)濟帶，爭取在鹽堿地領域開展國際合作，為絲路經(jīng)濟帶國家戰(zhàn)略增添一條新的聯(lián)系紐帶。”

雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越，暗管改堿項目研發(fā)團隊，愿繼續(xù)裹緊行囊，在深度和廣度上進一步拓展暗管改堿技術應用潛力。