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耕耘者 | 姚义清:变废为宝的“碳”路者

2025-06-27 19:10:56   

在覆盖着白色农膜的田垄间,在现代化养殖场的围墙外,一个棘手的“黑色”难题长期存在——每年近40亿吨的农业废弃物污染水土,侵蚀着农业绿色发展的根基。

如何让这些被视为负担的农业废弃物“脱胎换骨”,转化为驱动绿色发展的“金色”资源?西北农林科技大学机械与电子工程学院副院长、生物质能源与材料交叉研究中心主任姚义清教授,自2019年入职以来,便以科技为犁,深耕于生物质能源与材料的沃野。

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他带领团队,不仅一次次突破技术瓶颈,将实验室的奇思妙想变为田间地头的实际效益,更构建起贯通产学研的桥梁,让“变废为宝”的绿色实践从陕西辐射西北乃至全国,为中国农业的低碳转型开辟了一条充满希望的“碳”路。

破题:变废为宝的“点金术”

面对农业废弃物多元高质化利用的迫切需求,姚义清团队持续探索,致力于最终实现工业化规模应用或安全高效还田,并不断取得技术突破。

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例如,针对高浓度氨氮导致传统厌氧发酵系统“中毒崩溃”这一世界性难题,团队创新性地提出在超高氨氮浓度下重构厌氧发酵功能种群的思路,成功实现了厌氧发酵在氨氮浓度高达5500-6500 mg/L条件下的稳定运行,一举填补了该领域的技术空白。

与此同时,团队积极推动技术转化。依托秦创原平台,通过与西安青予环能科技股份有限公司深度合作,该技术已从实验室成功走向产业。预计到2025年,日处理农业废弃物将超百万吨,年减排二氧化碳20万吨,有力推动农业废弃物从“污染源”向“能源站”与“财富源”的转化。

在农业废弃物肥料化领域,姚义清团队同样取得了显著进展。面对传统堆肥中氮素损失严重导致肥效不足、木质纤维素降解不彻底、腐殖质转化效率低等普遍问题,团队研发的专利技术——“一种农业有机固废好氧堆肥保氮促腐方法”带来了改变。

该技术的核心创新在于添加含次生矿物的土壤作为堆肥增效剂,利用其强大的吸附与离子交换能力,如同为堆肥过程加装了“智能锁”与“加速器”。

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应用效果立竿见影。在宁夏壹泰丰生态肥业有限公司的应用实践中,堆肥总氮含量最高提升48.05%,腐殖质增量达25.9%,显著提升了产品品质,助力企业实现了年产2万吨高品质有机肥的目标。“农业废弃物肥料化要真正有用、好用、用得上,关键在于提升腐熟效率和保障施用精准性。”姚义清强调道。

此外,团队还积极开发如无醛胶黏剂、生物炭等绿色新材料,探索农业废弃物材料化利用的新途径,为健康环保产品提供源头解决方案。

从田垄间的“黑色”困扰,到实验室里的“绿色”突破,再到产业端的“金色”效益,姚义清团队紧握变废为宝的“金色钥匙”,为中国农业的可持续发展开启希望之门。

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架桥:贯通产学研的“摆渡人”

科技成果若止步于论文与专利,终将是锁在柜中的明珠。姚义清深谙此道,他不仅是一位扎根实验室的科研人员,更是一位卓越的产学研协同“架构师”。“科研人员专注创新,企业聚力转化,平台赋能加速。”姚义清如此总结其成功转化模式。

这一模式在与青予环能公司的合作中得到了生动诠释。双方界限分明却又水乳交融:团队潜心攻克微生物耐受机制、电子传递调控等基础科学难题;企业则发挥工程化与市场优势,搭建中试基地与应用场景,打通产业化的“最后一公里”;秦创原平台则提供政策、资金与产业链的全方位支持。

青予环能工艺技术负责人姚广龙对此深有感触:“我们与姚教授团队的合作,始于对‘变废为宝’的共同信仰。我们甘当科研创新的‘服务者’与‘铺路人’,促进从0到1的原始创新,加速科技成果向新质生产力的跃迁。”

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“让知识从书架上转移到货架上,实现产业化落地,我们看到了希望,也充满信心,必须持续推动科研成果推广。”姚义清坚定地表示成果转化的最终目标是落地应用。

为了让成果惠及更广阔的土地,姚义清带领团队依托农业农村部农村可再生能源开发利用西部科学观测实验站与西北农林科技大学的学科优势,整合农业工程、环境科学与工程、林产化工、微生物等多领域力量,创建了生物质能源与材料交叉研究中心,构建起“基础研究-技术攻关-产业落地”的全链条体系。

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技术推广始于三秦大地。团队在杨凌示范区、延安梁家河等地,以“畜-沼-果”循环模式为核心,打造千亩有机种养循环基地,集成厌氧发酵、生物炭制备、有机肥精准还田等技术,形成了“零污染养殖+清洁能源供给+沃土增产”的绿色循环范式。

姚义清更积极化身“科普使者”。在陕西省农业农村厅科技教育处指导支持下,依托陕西省农业绿色低碳产业技术体系,他带领团队在潜心研究的同时,更致力于将技术成果播撒田间地头。作为“典赞·科普三秦”科普人物、陕西省科协首席科普专家,他线上线下累计服务受众28万人次,将深奥的技术转化为农民听得懂、用得上的致富真经。

传薪:育才树人的“播种者”

在姚义清的科研版图中,人才培养是与科技创新并重的另一块基石。他带领着一支19人的研究生团队(博士生6人,硕士生13人),在生物质能源与材料的前沿领域深耕不辍。

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毕业生的多元发展令人瞩目,既有赴北大、哈工大等顶尖学府深造的学术新星,也有入职徐工、中国铁塔等龙头企业及政府部门的专业栋梁,深刻诠释了“学术卓越-实践创新”的双向育人成效。

一系列卓有成效工作的背后,是姚义清独特的育人理念与实践。团队硕士研究生杨欣娅深情回忆:“从第一篇SCI论文的逐字指导,到国家项目的实战锤炼,姚老师言传身教,教会我‘以实践思维做科研’,既深挖机理,也验证应用。他常说的‘数据不说谎’,塑造了我严谨求实的科学态度。”

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姚义清坚持“跟踪国际前沿+深度学术研讨”的培养方式,将知识传授与价值引领熔于一炉。他更以自身谦和务实、不懈求索的精神,引导学生理解科研人的责任与担当——既要仰望星空追求真理的深度,更要脚踏实地“把论文写在祖国大地上”。

回望七年耕耘路,从实验室反应器中的微观世界,到黄土高原上千亩果园的丰收图景;从攻克超高氨氮厌氧发酵的技术难题,到让农业有机固废提质增效技术惠及万千农户——姚义清在生物质能源与材料的交叉领域,开辟了一条“变废为宝、点绿成金”的创新之路。

他深知,在“双碳”目标引领的绿色革命浪潮下,农业废弃物的高值化利用,关乎生态文明建设的宏图,更系着亿万农民的福祉。

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在陕西省农业农村厅的推荐下,今年上半年,“十四五”国家重点研发计划“农业面源、重金属污染防控和绿色投入品研发”重点专项项目“西北绿洲面源污染防控及农业绿色发展技术集成示范”获批并在陕西杨凌启动。作为项目负责人姚义清目光坚定:“农业绿色低碳事业大有可为。”

他望向远方充满生机的田野,“我期待更多人加入这支队伍,共同描绘农业绿色低碳循环的新图景,让更多科技成果落地生根,真正惠及千家万户。”这位永不停歇的耕耘者,正以科技为犁,以大地为卷,继续书写着让“废料”焕发新生、沃土飘香的绿色传奇。

农业科技报·中国农科新闻网记者 张婉 谷幸

来源:中国农科新闻网
编辑:于婷婷
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