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竹纤维高分子技术突破草原沙化治理难题 成果水平世界先进

发布时间:2022-04-30 15:59:48

一、技术简介

宁可食无肉,不可居无竹。竹纤维是再生能力强、安全无污染的绿色纤维资源,中国是世界上竹资源最丰富的国家,但是近二十年来竹材价格却—直在每千克0.4-0.6元之间,价格低廉,急需提高竹纤维的附加值。实验室科研团队通过5年的努力,通过核辐照技术定向改性竹天然纤维,得到一种改变其理化性质和化学结构的新型高分子材料,使其具有反复吸水释放能力,实现了3kg竹纤维高分子材料快速吸水 1吨,同时具备可降解、无污染、绿色环保等特点,其被广泛运用于农业、林业、畜牧业等多个领域。

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应用竹纤维高分子材料和共生菌建立根际促生体系,解决重大难题。在林业领域,应用于草原沙化治理和草原鼠害防治,在畜牧业领域,竹纤维应用于饲料生产,形成竹纤维源饲料,在农业领域,用于土壤改良和杂草防除。

二、示范效果

1. 2020年5月,与四川省龙日种蓄场联合申报阿坝州成果转化项目《根际微生态促生系统成果在草原沙化综合治理修复中的推广应用》一项,依托竹纤维高分子材料的牧草根际微生态促生系统研究成果,在阿坝州若尔盖阿西乡阿西村严重沙化草地开展草原沙化综合治理修复研究,规划实施100亩沙化草地综合治理修复示范基地,项目已立项实施。在今年8月的示范基地调查中,科技人员细致测量了植被生长情况、生物多样性、覆盖度及土壤动物分布,抽取了大量的分析土样和植株,并进行了沙化地模拟试验,各项指数表现良好,植株长势喜人,沙化地治理效果显著。项目试验效果受到阿坝州政府及相关部门肯定及重视。

2.2020年—2021年,该项技术用于四川凉山及习总书记家乡陕西渭南石榴的提质增效,示范面积达数百亩,经过两年测试观察,竹纤维高分子技术对果实长势大小、颜色光泽、口感甜度等指标均有显著提升作用,实验处理组与对照组对比差异明显,实验成果受到当地果农高度认可。

3. 2018-2019年,云南省玉溪市红塔区瑞丰、江川区留源、江川区苹果园、江川区元生等4家生猪养殖场推广应用竹纤维高分子饲料,共饲喂800头母猪、32000头肥育猪,两年累计使用饲料 4060吨,其中,母猪料1500吨,育肥猪料2560吨。通过竹应用纤维高分子饲料的应用,每头母猪年提供合格仔猪数(PSY)提高2头,共增加仔猪3200头,创造价值320万元(出售仔猪利润以每头1000元计);育肥猪料肉比(F/G)自3:1下降为2.8:1,每头肥育猪(130kg出栏)节约饲料成本91元(130kg*0.2*3.5元/kg),共计节约饲料成本291.2万元(91元/头*32000头),合计创造利润611.2万元。  4. 2018-2019年,乐山市市中区、沐川县、马边县等区县推广应用竹纤维高分子菌肥累计14000亩,每亩竹笋增加200公斤,以竹笋每千克8元计算,每亩每年增收1600元,14000亩共计增收2240万元。

  5. 基于竹纤维高分子技术衍生的果园“以草治草”技术,在2021年得到大力推广,西昌、盐源、冕宁、新津等地试验示范面积已达上千亩,采用此项技术的园区,杂草得到有效抑制,省药省钱,一次播种,省5年除草人工费,同时水果品质、土壤生态稳步提升。

三、社会评价

2020年5 月 21 日,四川省林学会组织专家对该项技术进行成果评价,评审专家组由四川省林业与草原局、四川大学、四川农业大学、四川省农科院、四川省林科院等单位的专家组成,原四川省林业厅厅长曹正其全程参与评价会。专家组听取了项目组的研究汇报,审阅了相关资料,经过质询和充分讨论,一致认为,该项技术内容丰富,创新性突出,应用前景广阔,科技成果总体达到国际先进水平。

该项技术推广应用以来,受到来自社会各界的关注,多位领导专家到访实验室或示范基地,肯定了科研人员的成果科技含量,对其创新性及先进性给予了高度评价。

四、社会经济效益

1. 社会效益

1)竹纤维高分子技术可以广泛应用于荒漠化防治、防止水土流失和边坡治理及植被恢复、土壤改良和促进植物生长等方面。荒漠化及沙化治理是目前全国面临的重大问题,竹纤维高分子材料的创制与在应用为全球荒漠化及沙化治理提供了新思路;

2)竹纤维高分子技术具有重要的技术创新与科技成果转化示范带动作用,不仅可以大大提升项目单位自身的技术创新研发、成果转化能力与实力,推动荒漠化沙化治理技术科技进步,向地方政府提供咨询服务和技术服务;还可以向类似的中小企业提供经验、模式借鉴,从而实现推动各中小企业的技术进步,促进全面发展;

3)高吸水性竹纤维新材料是一种新型的高效、绿色、环保无污染、节约型的改性竹纤维材料,这种改性纤维材料规模化生产的建立并推广是今后竹产业竹资源的创新发展趋势,遵循可持续发展模式,并且简单易行,成本低、投资少、附加值高,若加工生产成高吸水性材料,可由每吨600元,提升到每吨3万元,附加值提升50倍,将为“三农”经济的发展将注入新的活力、新的资源,易于实现产业化。

2. 预期经济效益

1)竹纤维高分子材料应用于饲料,可明显提高母竹年产仔数量,降低育肥猪料肉比,促进生猪养殖业健康发展并产生良好的经济效益,饲料加工企业也可货色较好的经济效益。以每头育肥猪节约饲料成本90元计算,500万头生猪出栏预计节省饲料成本4.5亿元。

2)竹纤维高分子材料应用于鼠害防治,川西北等高原地区防治鼠害100万亩能减少直接经济损失575万元;竹纤维高分子材料应用于沙化治理,可降低成本50%以上,每亩牧草增产30%以上,以每亩年平均增产节支500元、成果应用100万亩计算,每年可增加社会纯收入5亿元以上。

3)若在干旱和半干旱地区应用20万亩,按每亩增加200元效益,每年可直接产生经济效益4000万元以上,省工省水,有利于区域经济的繁荣发展和社会稳定,具有良好的生态和社会效益。

五、应用前景  

竹纤维作为一种节能环保、性能优异及可持续发展的天然纤维素纤维,其各项性能符合经济社会的发展变化,契合消费者对生活品质的更高需求,具有广阔的发展应用前景,而定向改性竹纤维可达到特定的功能目的。项目组联合科研院所、高校、企业等生产企业,利用不同的技术处理竹纤维并采用扫描电镜和傅里叶红外光谱仪等对竹纤维处理后的分子结构进行解析,测定其吸水性、膨胀性、聚合度、粘度等理化特性,可得到不同性能的竹纤维高分子材料,满足经济社会对天然、无农残、安全优质纤维的需求,带动竹产业的提升发展。本项目提出的高吸水性竹纤维新材料降低了制作吸水材料的成本,可广泛应用于生猪养殖、鼠害治理、园林绿化、治沙固土,不仅可以解决我国可持续发展的难题,还为竹纤维应用开拓出一条全新途径。

六、现实意义

竹纤维高分子技术体系的示范应用,对学校学科发展、硕士点建设及提高办学层次均有较高的现实价值和有力的成果支撑。