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创新为热带农业插上科技翅膀

创新为热带农业插上科技翅膀

本报记者 李庆海 邓卫哲


  5秒一刀,又快又好。在刚刚结束的海南白沙第6届割胶技能竞赛上,中国热带农业科学院(以下简称中国热科院)研发的电动胶刀一鸣惊人,这把只有350克的电动胶刀,攻克了机械割胶这一世界难题,单株割胶效率是传统胶刀的2倍至3倍。

  2018年4月13日,习近平总书记在庆祝海南建省办经济特区30周年大会上,作出“做强做优热带特色高效农业”“打造国家热带农业科学中心”的重要战略部署。

  中国热科院作为我国唯一的国家级热带农业科研机构,当好带动热带农业科技创新的“火车头”、促进热带农业科技成果转化应用的“排头兵”、培养优秀热带农业科技人才的“孵化器”和加快热带农业科技走出去的“主力军”,是中国热科院院长王庆煌和每一名热带农业科技工作者始终牢记的职责使命。

  电动胶刀的研制成功,只是中国热科院科研创新的一个缩影。创新,不仅为热带农业插上了科技翅膀,也诠释了科技支撑热带农业提质增效的使命担当。



  一把割胶刀,划出完美弧线


  小胶刀里有大民生。中国热区是典型的老、少、边、穷地区,农业人口1.3亿,涉及36个少数民族。热区农民约50%的收入来源于热带经济作物。天然橡胶在我国的种植面积约1800万亩,60多年来,一直依赖人力割胶,人工成本已占到生产成本的60%以上。国内外专家一直在探索机械采胶,却始终未能有实质性突破。据统计,由于专业胶工严重短缺,胶园弃割、弃管现象严重,每年直接损失超过15亿元,迫切需要加快机械化、智能化割胶装备的研发与推广应用。

  听说要成立电动胶刀技术攻关团队,中国热科院橡胶所研究员曹建华第一时间申请到科研一线。科研梦想,让这些长期从事橡胶科研、育种、管理的科学家,大胆地迈入他们此前从未涉猎的领域。

  一切从零开始,“5+2”“白+黑”成了曹建华和团队科技人员的常态。晚上12点,实验室仍灯火通明;凌晨2点,他们戴着头灯,跟着胶工在胶园里学习割胶技术,了解技术需求难点;回到宿舍,又继续在网上查看各种机械原理。

  解决产业难题,是每名科技人员的初心与使命。“作为热带农业科研国家队,就应该有国家队的担当。”曹建华说,为了节约时间,他经常煮一大锅米饭,一吃就是两三天。因长期熬夜,他的左眼几近失明,医生两次开具病休通知书,都被他悄悄装进了口袋。

  无数个不眠之夜的坚守与付出,源于内心对“三农”事业的热爱与执着。经过数百次反复试验,第16款样机试制出来后,科研团队觉得性能还行,信心满满地拿给胶工试用,得到的结果却是“不行”。

  虽然前面有险滩,沸腾的心越挫越勇敢。“割胶效果与实际生产需求差距较大,胶工们说不行,那就推倒重来。”曹建华说。在综合传统胶刀平推式割胶与石磨转动平动之间相互转化、完美结合的原理后,团队明确了全新的研发思路。

  如何解决传统割胶刀难学、伤树、效率低等技术难题?如何实现集电机、动力传输结构、电子控制器、电源微小型化、人机工程学于一体?曹建华团队通过收集上千名胶工的试用意见,对机器不断改进,机械结构、材料、电池,甚至小到一颗螺丝钉都不放过。2019年10月,经全面升级优化的蓝宝4GXJ-2型电动割胶刀问世,解决了手撕老胶线难题,割胶效率提升30%。

  以往,培训一名一级胶工,至少需要3个月时间。电动胶刀,只需要3天就能熟练使用。有着12年割胶经验的一级胶工董秀乾感慨地说:“有了电动胶刀,割胶不再是高技术、高强度的工作,又快又省力,确实好用。”

  曹建华认为,电动胶刀最大的进步是,使割胶工艺由技术依赖型转变为“傻瓜”型。电动胶刀主体部件至少可使用2年至3年,按一个胶工割胶50亩来算,加上更换易损部件和刀片费用,每亩胶园每年的机械使用成本约20元至30元,胶农用得起。同样时间,一个胶工每天可多割20%至30%的胶树,节本增效明显。

  目前,电动胶刀已在国内主要产区以及马来西亚、印度尼西亚、斯里兰卡、越南、泰国等13个主要植胶国推广应用,沿着“一带一路”,划出一条条完美弧线,在全球掀起了一股采胶机械研发热潮。



  一次大整合,激活科技新动能


  广东湛江,我国最大的菠萝产区,种植总面积超过50万亩。一直以来,加工菠萝罐头后剩下的大量皮渣让企业头疼。只要有人愿意把这些皮渣拉走,企业不要钱都可以。

  如何变废为宝?中国热科院加工所的一项科研成果让行业看到了商机——从菠萝皮渣中提取高活力菠萝蛋白酶,药用级每千克卖1.2万元,食品级每千克卖1700元,供不应求。

  此项技术一出,湛江当地两家企业很快就以300万元和150万元的价格分别签下药用级和食品级菠萝蛋白酶生产科技合作协议。中国热科院加工所副研究员周伟称:“高活力菠萝蛋白酶是公认的药物吸收促进剂,酶活力超过120万就算药用级,我们可以稳定做到200万以上酶活力甚至超过300万酶活力,技术处于国际领先水平。”

  科技创新,只有敢于突破现有的条条框框,实行大联合、大协作,才能跟上新时代步伐,焕发新活力。中国热科院鼓励多个科研所、团队,进行科技协同创新。

  中国热科院加工所实施“大课题组制”,将农产品加工业从传统的食品加工向医药、化妆品、机械装备制造等行业延伸。以菠萝加工课题组为例,该所共整合了热带果蔬加工、作物加工、食品营养与健康、副产物综合利用、加工装备5个研发团队。

  今年4月,该课题组推出了国内首款菠萝机械化采收机,每小时可采摘2亩多,较传统人工采收效率提高3倍以上。搞食品加工的团队,研发出了机械化采收装备,让很多人觉得不可思议。

  大课题制,让科研人员敢想敢干了。通过协同创新,实现全产业链加工技术支撑,有效解决了制约菠萝、高良姜等热带特色经济作物的机械化采收和产品深加工技术瓶颈,实现产业增效、农民增收。目前,中国热科院联合热区九省区组建了全国热带农业科技协作网,同立项、同攻关、同发展,解决科研“最后一公里”落地问题。



  一个大格局,推动成果惠全球


  论文写在大地上,成果留在千万家。截至目前,中国热科院集成新品种、新产品、新装备、新模式等科技成果1000余项,年组织科技下乡派出专家2000多人次,培训技术人员和农民2.3万人次,为我国热区农业发展、农村繁荣和农民增收提供了强有力的科技支撑。

  中国热区小,世界热区大。5361.8万平方公里、138个国家的世界热区,是我国热带农业“走出去”的重要目的地,“一带一路”沿线主要农业国多位于这片区域。

  有什么样的胸怀,就有什么样的未来。中国热科院立足中国热区,面向世界热区,做强做优热带特色农业,科技支撑我国热带农业“走出去”,带动全球热区产业升级。

  自2015年起,中国热科院品资所副研究员黄小明大部分时间都在刚果(布)工作,最近这次超过一年。在当地新冠疫情肆虐的情况下,黄小明克服重重困难,完成了与世界粮食计划署合作的两期木薯生产与加工培训,73名学员受益。

  “请祖国放心,我们会在保障自身安全的情况下,积极开展科技援外工作。”黄小明说,在中国热科院的技术支持下,刚果(布)木薯产量从每公顷不到10吨,提高到30吨以上,有效解决了当地粮食危机。

  为了让援外科技服务更加务实有效,中国热科院先后建立了中国援刚果(布)农业技术示范中心、中国-厄瓜多尔热带农业科技研发中心、FAO热带农业研究培训参考中心等一大批国际合作平台。依托这些平台和基地,中国热科院与16个国际科技组织、30多个国家和地区建立了学术交流与合作研究关系,与热区各国共享热带农业科技成果。

  向前奔跑,强者才能独领风骚。插上科技翅膀,中国热带农业必将越飞越高,成为新时代闪亮的主角。