调制溶液配比、添加微量元素,将其喷到平面上,一小时后就结成一张透明薄膜……在湖北工业大学能源技术基础实验室,张志超正带领团队成员开发新的液态地膜配方,以适用于更细分的农业生产场景。
这支由本科生组成的团队,平均年龄只有21岁。但正是这样一支年轻的队伍,凭借“将虾壳固废制成液态地膜”的创新实践,在去年12月举行的中国国际大学生创新大赛(2023)中脱颖而出,斩获“青年红色筑梦之旅”赛道金奖,同时也是湖北省在该赛道的唯一金奖。
“吃出来”的选题
湖北是小龙虾生产大省,更是消费大省。小龙虾以其麻辣鲜香俘获“吃货”们的味蕾,但虾壳固废问题一直难以解决。
团队实地调研武汉5家大型垃圾处理厂发现,仅湖北省每年就产生约80万吨虾壳固废。“这个数据十分惊人,我们觉得一定有更好的处理方式。”张志超回忆。2021年,团队决定瞄准“固废资源化”研究方向,和小龙虾“死磕到底”。
虾壳里含有丰富的甲壳素,具有良好的成膜性能。“曾经有印度研究者成功将甲壳素加工成生物可降解塑料,我们是否可以将其制成农业地膜,既解决固废污染问题,同时解决农村白色污染问题。”张志超说。
提取甲壳素并非难事,但甲壳素需要溶于一定比例的酸性溶液中才能成膜。溶液用哪种?比例是多少?没有公开的数据,团队只能一遍又一遍地试。十几个人泡在实验室,从天亮到天黑。配比,失败;再配,再失败……
“我都快要怀疑自己了。”团队成员张晨晖说。她是团队里为数不多的文科生,原本负责营销推广工作,但为了实验尽快推进,从零开始自学理科知识、动手实验。每当坚持不下去时,“技术骨干”蓝津会鼓励她:“做实验本来就不可能一眼看到结果,再坚持坚持。”
一个月内,他们进行了超过200次重复实验。终于在一天下午,溶液在铁盘上凝固了。
“成膜了!”喜悦的气氛洋溢在整个实验室。那天,许久没团建的他们一起出去聚了餐,那是他们一段时间以来吃过的最香的一顿饭。
从校园走向田野
技术有了,下一步是转化为产品。
可生产需要资金支持。资金从哪里来?张志超想到去参加创业路演拉投资。
2022年底,团队在光谷科技园开启了第一场路演。台下是几十个公司的老板,台上是羽翼未丰的他们,才刚从校园迈出半步,就要面对投资人严格的考验。
“评委提问很犀利。有人问,你们和武大、华科的学生比,优势在哪里?液态地膜的实际效果到底如何?”张志超回忆,尽管对产品抱有充分信心,但评委的“灵魂拷问”,以及路演后的无人问津,还是让团队士气陷入低谷。
项目第一指导老师胡常春半开玩笑地鼓励他们:“雷军当年在商场外面推销小米产品时也不被认可。这是常态,千万别气馁。”
收拾心情再出发。这次,团队改变策略,暂时搁置批量生产的念头,先依托横向项目生产一批试验品,然后回到各自家乡,在田间地头收集试验数据。
2023年暑期,李梦璟提着一桶试验品乘火车回到家乡新疆,挨家挨户敲门谈合作。村民看她穿得光鲜亮丽,不像会干农活的,就找借口拒绝了她。后来,她换上队服、戴上草帽,打扮成“村民信任的样子”,终于从一对种棉花的夫妻手中借到一亩地。
以往夫妻俩都是在4月中下旬铺设地膜。“现在7月份,棉花都到花铃期了,咋铺地膜呢?”他们疑惑不解。李梦璟把产品均匀喷在土壤表面,告诉他们,“液态地膜不受时间限制,而且环保,现在铺膜可以防虫,您就等着看效果吧”。
一个月后,好消息传来:虫子比以前减了不少。李梦璟激动地将这一消息告诉团队。那时,团队成员正准备前往湖北恩施开展“三下乡”活动,打算借用当地200多亩茶园进行大规模试验。
有了新疆的成功案例,大家信心满满。然而,在后续试验过程中,新的困难又出现了。
为乡村“提质增绿”
地膜是农业生产中最重要的生产资料之一,具有保温、保肥、除虫、除草等功能。虾壳制成的液态地膜和传统塑料地膜相比,有诸多优势:一是环保,减少塑料残留;二是价格实惠,比传统地膜的综合使用成本低;三是使用简易,即使在坡耕地也能快速完成铺设。
但农田环境和实验室有着天壤之别。在实验室铁板上能成膜的配比,到了凹凸不平的土壤上,时常难出效果。
“有种一腔热血被浇灭的感觉。”张志超坦言。
村民看不到成效,自然不会去了解液态地膜的优势,试点也就无从谈起。团队只能“恶补”农业知识,根据土地类型、作物种类、气候条件的不同,因地制宜重新调整配方,让产品适用于不同场景。
增加甲壳素的比例后,液态地膜得以在茶园土壤上成膜。试验结果也令人惊喜:因为地膜能够抑制水分蒸发、提高水分利用率,土壤含水量提高约15%以上;降解后的地膜成为天然肥料,使作物增产约5%至15%。
恩施试点的成功,让团队成员尝到了甜头。此后,他们依托学院力量招募社会实践队员,将液态地膜试点扩大到黄冈、咸宁等省内其他市州,乃至贵州、江苏等省外农村地区,共计205个点。团队还受邀参加化学品三公约缔约方大会“2050:展望零塑星球”主题边会,向世界推介中国方案。
“几经波折,我们终于通过了考验。”李梦璟说,有了试验结果和试点成效,下一步团队打算重新拉投资,将产品批量化生产后推向市场,每亩用量定价在80到130元之间。
三年摸索,他们在乡村振兴的田野上找到了青春价值。
“一切都来之不易。”另一位指导老师隋海清表示,“我很高兴看到他们把课堂知识应用到实际,为美丽乡村建设贡献青春力量。”