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北大荒日报:校企合作开创水稻生产新纪元

来源:北大荒日报责任编辑:闯垒发布时间:2019-12-15浏览次数:344

《北大荒日报》2019年12月13日第4版


校企合作开创水稻生产新纪元

——建三江水稻产业创新研究院工作纪实


闯垒 闻世宇 耿丽雪 孙春雷 张鹭

编者按

今年126日是建三江水稻产业创新研究院揭牌一周年纪念日。也是在这一天,八一农垦大学与建三江管理局召开了水稻研究院建设总结会。回顾一年来,八一农大从顶层设计、政策出台、组建机构等方面的各项举措;农学、工程、食品、电气与信息4个学院的专家团队围绕“四位一体”建设,紧锣密鼓地推进15个联合攻关项目,建立试验点45个,对接80余次,投入师生170余人次,开创了校企共建火热的新局面。今天,在这里介绍的7个典型项目涉及秧盘播种、水稻育秧、田间管理、收获仓储、秸秆利用、稻米加工,几乎贯穿了水稻生产的整个环节,彰显了八一农大水稻科研的丰硕成果。


32道关键节点的考验

 “太慢了!太慢了!”在浓江农场稻谷烘干现场,面对水稻智能烘干设备的高效表现,农户们觉得地里水稻收获太慢,根本跟不上这套烘干设备的节奏。

这套优质水稻智能调控保质干燥与生物质供热装备由八一农大工程学院车刚团队研发,采用水稻秸秆作为供热原料对稻谷进行烘干,这种“原汤化原食”的方式做到了秸秆有效利用;配合净洁除尘技术有效沉降滤除氮氧化物、氯化氢和颗粒物等有害物质;研发的自适应智能控制系统可调控水稻的干燥品质,同比食味值提高两个点以上,并大幅度节省人工,做到了提质、节本和增效。车刚教授说:“从去年11月设计咨询到今年11月企业验收,整个研发过程一共经历了32道关键节点,每个节点都是一次严峻考验。”今年923日,恰逢“第二个中国农民丰收节”期间,项目进入第28道工序——生产调试。但当时赶上暴雨天气,造成水稻大面积严重倒伏。面对农户盼望收获的急切心情,研发团队决定提前开工,联系农场先对受灾倒伏严重的地块进行抢收烘干。一位农户种植了900多亩水稻,倒伏了300多亩。当他看到经过水稻保质干燥机烘干后,稻谷色泽和未受灾时一样,连连赞叹:“真厉害!这300亩水稻算捡着了!”“这一年来,团队从八一农大到浓江农场往返了30余次,确实比较累、比较辛苦。”回忆起项目建设过程,车教授由衷地感叹,“但一看到稻农们喜悦的笑容——值了!”


为水稻倒伏开“药方”

如果说车刚团队在水稻倒伏方面做到了事后补救,八一农大农学院孔祥清教授带领的植物化学保护团队则是预防先行。今年,孔祥清带领团队在勤得利、洪河、大兴、二道河、前进、七星农场及建三江科研所布了7个试验点,使用调节剂开展抗倒伏和抗低温冷害试验,这道预防灾害的药方“疗效”显著。从2012年开始,孔祥清教授把研究重点放在用生物和化学调节剂提高水稻抗倒伏性方面,并在垦区东部管理局开展试验,今年在建三江管理局又应农场水稻生产需求增加了抗低温冷害试验。两项试验表明:“密高水稻壮秆剂”有效地提高了水稻的抗倒伏能力,平均增产5%,投入产出比达到1﹕4以上;“密高水稻抗寒营养剂”“密高水稻授粉增进剂”在今年极端低温、寡照的情况下,平均增产8%,投入产出比为1﹕6.4以上,两项试验降低了倒伏和低温冷害对产量和品质造成的影响,其效益极其可观。

如果数据乏味枯燥,通过上面这张照片就能看出“药方”的效果。在倒伏比较严重的地块形成了一道奇观,周围水稻出现大面积倒伏,而唯有施用壮秆剂的地块水稻长势好并几乎没有倒伏。稻农听说后,成群结队前来参观,看过后都感到很震惊,纷纷表示明年也要使用。“用老百姓一句话:‘不倒不是稻花香’。因此,往往越是品质好的水稻,越容易造成倒伏。抗倒伏不是最终目的,还要提高产量,确保水稻品质不下降。”孔祥清教授说,“使用调节剂抗倒伏也不是绝对的,还要看灾害程度,但对抗一般灾情比较显著。”孔教授表示要将研究继续进行下去。真是学无止境,科研也无止境。


校产货”实现“零”突破

今年春耕季节,二道河农场的水稻种植户多了一个“新帮手”——水稻秧盘起盘机。这台机械是由八一农大工程学院李渤海团队自主设计研发的,样机研制全部在校园内完成,是个典型的“校产货”!同时,它还填补了垦区水稻秧盘起盘机械的空白。

垦区水稻生产机械化水平高,从耕播到收获,唯独没有起盘机械。秧盘起盘移栽人工投入多、劳动强度大,怎么解决?农场给前来调研的工程学院专家出了这道考题。李渤海团队接到任务已是12月份,要抢在第二年春播前造出这套机械,时间紧!任务重!

李渤海先带领团队到建三江各农场搞调研,回到学校,大家放弃了课余、寒假和春节休息时间,全心进行设计研发。由于没有任何参照,研发过程是“摸着石头过河”,团队成员昼夜忙碌,共设计出10余个方案,经过优化整合、激烈讨论才最终定稿。为了抢工时,5名教师在工程学院训练中心内自己动手完成了零件加工和样机组装。期间,工程学院10多位专家协助攻关技术难题,一批批研究生参与进来,那段时间实验室里热火朝天。“没有这些师生的参与,样机就不会这么快完成,连最初的试车也是在农学院水稻中心的帮助下完成的。”一说起项目研发,李渤海充满了感激。

54日,建三江管理局在二道河农场召开现场会,一台红蓝相间的水稻秧盘起盘机闪亮登场,“黑龙江八一农垦大学工程学院研制”的字样十分显眼。在众人的目光下,起盘机开始工作,顺利完成秧盘的起盘工作,机器工作性能已基本达到作业要求,顺利完成“首秀”。“这么短的时间研制完成这样的机器,实属不易!”建三江管理局领导和各农场农业、农机管理人员竖起了大拇指。“目前,水稻秧盘起盘机已申请了专利,正在对集盘总成进行试验,之后需要提高自动化程度、降低能耗。”谈起下一步工作,李渤海干劲儿十足,“虽然距离应用还有很长一段路要走,但是我们有信心完成好这份答卷。”


一个敢于啃“硬骨头”的团队

前进农场于2018年从国外引进的水稻秧盘播种生产线难以实现自动化作业,投入人力成本高,生产效能也受到限制。农场领导找到了八一农大工程学院黄操军教授。经过实地考察和论证,黄教授和团队提出一整套生产线自动化改造方案,得到农场领导、用户单位、农技中心的认可。

这个改造项目涉及一个庞大的技术体系和大量组件的设计、加工及制造。为此,黄教授组建了包括机械工程、电气工程、电子工程等领域专家在内的精干团队,从原理和系统层面分工合作,团队成员各司其职,放弃了节假日,抢在9月底完成系统设备制造。“十一”期间,团队抵达农场,计划利用小长假完成设备安装。与此同时,农场对改造系统的功用提出了更高的要求,如满足条件则要变更大量机械结构和测控手段,改造将变得更加复杂,返回大庆重新设计制造已来不及。

面对眼前的形势,黄操军横下一条心:“一定要啃下这块硬骨头!说啥也要在年内完成组装!”他先让其他教师返校上课,一人扛起所有工作,在农场一蹲就是45天。为加工精度高的组件,他找寻到70公里外的专业工厂。为节约项目经费,他除了干本职的自动化系统工程师,还边学边摸索地当起了机械设计师、电焊工、机加工、叉车工,致使两件工作服在机件打磨和电焊过程中报废。

此时的工程难度远远超出了一个人的能力范畴,但黄操军不是一个人在战斗。遇到难以解决的问题,他就请教企业工程师朋友,或打电话求助工程学院的教师团队,学院领导得知情况后派来经验丰富的高级技工助阵。让他感动的是,无论是不是这个团队的成员,老师们都尽力提供技术支持,解决了一个个棘手问题,助推改造项目度过了艰难时刻。

近日,返校稍作休整的黄操军又带领团队赶赴前进农场,听他在电话里的声音,透出胜利在望的喜悦。“设备装配接近尾声,很快就能完成调试……明年春耕试车,我一定会在现场,既然承诺为农场解决这个难题,就要一管到底。”

据悉,项目完成后,或将成为垦区首批投产的自动化水稻秧盘播种生产线。这套升级改造的生产线集机械化、自动化、智能化于一体,只需两人就能实现4条生产线同时高速运行,将大幅节约用工成本,提高生产效能,生产质量得到充分保障;可满足4个水稻品种同时播种,确保用种量均匀、成苗一致,真正做到经济高效地用种、用肥、用药,起到示范引领作用。对垦区水稻生产来说,这是一项重要突破。但对黄操军教授团队来说,意义不仅于此,或许在攻坚克难中体现出的“迎难而上、坚韧不拔、精诚团结”的精神,才值得他们倍加珍惜,因为正是这种精神,锻炼出这支敢啃“硬骨头”的团队,并将成为团队的恒久标签。


为了老百姓吃得更放心

 “就算没有专项经费,我们也要将项目做成!”。这句话说得斩钉截铁,说这话的是八一农大食品学院稻米加工专家翟爱华教授。

今年3月,翟教授团队承接了建三江水稻产业创新研究院的对接项目,任务是通过制定和严格控制储藏、加工企业的技术规程,达到稻米品质的提升。她带领团队在七星农场、大兴农场、浓江农场与多家米业对接,就企业生产现状、所需技术成果、烘干设备及仓储设施建设、在建水稻仓储及精深加工等方面情况展开调研。通过实地走访,反复沟通洽谈,最终与七星农场北农米业集团有限公司、大兴农场大兴农业发展有限公司(中合供销)达成合作。

项目团队经调研发现,目前企业存在的问题是能耗高、出米率低,缺乏系统的安全质量管理措施,建档立案不规范。对此,他们从两个方面采取措施:一是建立管理规范。为企业制定设备操作规程;改进操作工艺,设置关键控制点;免费为企业建立一整套标准卫生操作规程(SSOP)记录档案,精细到从化学药品使用记录到库房清洁检查记录,使企业管理做到规范化和标准化。二是优化工艺流程。将企业原有的“二砂(砂辊米机)二铁(铁辊米机)”改为“一砂三铁”的串联组合碾米工艺,实现“多机轻碾”,减小碾米压力,提高米粒光洁度,适合本地长粒型稻米加工;将润糙和抛光技术成果运用到生产中,严格控制初始含水率、单次加湿量和润糙时间,使整精米率提高1.2%,碾米能耗降低15%-20%;严格控制抛光水温、加水量和抛光次数,使碎米率最低降至.1%,提高整精米率2%,通过对30多个米样的食味值和理化指标检测结果来看,明显改善了稻米的食味和外观品质。

目前,稻米加工企业多数是中小型民营资本,无法负担设备改造的成本,团队只能与规模较大的企业合作,这让翟教授略显无奈。“我们用自己的科研经费做技术服务,目的是让企业看到,我们是实实在在地为他们做事。我们拿出诚意,企业才有决心按照我们的方案改造。”

翟爱华教授将稻米加工环节的控制比作“无形的粮田”,提高的是大米产量和品质。“如果种植业的专家将论文写在大地上,加工行业专家则要将论文写在生产线上。把好这通往餐桌的最后一道关口,不仅仅是为企业谋效益,更关系到百姓的食品安全。为了这点,花再多的钱也要做!”


干点儿利国利民的大事儿

在八一农大农学院水稻研究中心承担的对接项目中,“水稻秸秆全量还田综合配套技术”和“基质板育苗技术”分别由郑桂萍教授和李红宇副教授牵头进行试验示范。两项技术均比较成熟,都是针对秸秆和农业废弃物的综合利用寻找突破口,后者还实现了少土或无土育苗。用李红宇的话说:“都是利国利民的大事情,保障水稻产业健康持续发展。”

 “育苗移栽”是黑龙江省水稻栽培模式的基本模式,每年育苗取土量巨大,仅黑龙江的育苗取土量,排成横截面1平方米的条带,3年就可绕赤道一圈。为了取苗床土,造成对优质良田、山地、滩涂、湿地的巨大破坏。同时,每年秸秆产生数量巨大,焚烧秸秆带来的环境污染已不容忽视。节约苗床土和秸秆再利用是当前黑龙江水稻生产的两个亟待解决的问题,也是建三江管理局提出重点要解决的问题。

郑桂萍教授团队针对这些问题,与企业合作历经5年联合攻关,突破了基质板吸水慢、出苗不齐、前期脱肥等技术难题,终于成功研制出“水稻育秧基质板”,实现了少土或无土育苗。该产品以作物秸秆、植物纤维、菌渣等农业废弃物为主要成分,作为原料和生物质能源可消耗对应土地面积10%的秸秆,不但为秸秆综合利用提供新出口,还省去了取土、运土、筛土、混拌壮秧剂的农艺环节,减轻了摆盘的工作量,平均每栋大棚节省人工7.7个。经过在七星农场和洪河农场开展试验示范,结果表明基质板处理秧苗素质主要指标达到或超过常规秧苗,尤其是在根系方面,较常规秧苗可增加1.5-2条根,每亩节约成本22.7元。

秸秆全量还田综合配套技术”在大兴、创业、前哨、胜利4个农场展开对比试验,通过对秸秆、施氮量、促腐剂、石灰粉和灌溉方式等因素的5种处理,研究每种处理对秸秆腐解率、水稻生长发育和产量品质、稻田土壤理化性状和生物学性状的影响,从而找到最佳的解决方案。李红宇说:“这两项试验结果的检验是一个长期的过程,短期内很难给出较为严谨的结论,水稻团队会一直做下去,争取早日开花结果,让两项成果真正发挥‘利国利民’的作用。”