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李薇和林荞打定主意用秸秆做文章后,俩人就跟钉在了实验室和农场的加工棚里似的,一天到晚琢磨着怎么把秸秆变成能用的包膜材料。之前算过一笔账,纯壳聚糖做包膜,一吨化肥的包膜成本就要三千多,换成秸秆纤维素,成本能直接砍半,可这“变废为宝”的活儿,真干起来才知道有多不容易。

沈砚舟帮着从附近村庄收了三大车玉米秸秆,堆在农场的空地上,金灿灿的一大片。农民们听说秸秆能卖钱,都乐意送过来,有的大爷拉着沈砚舟说:“以前这秸秆要么烧了,要么烂在地里,还污染空气,现在能换钱,真是帮了我们大忙!” 沈砚舟按每斤一毛钱的价格收,一车秸秆才几十块钱,比买壳聚糖便宜太多了。

可刚一开始处理秸秆,俩人就犯了难。秸秆上沾着泥土、枯叶,还有不少玉米须,得先清理干净。李薇和林荞带着手套,蹲在地上一根一根地捡,把杂质去掉,再切成小段。没一会儿,俩人的手上就磨出了红印子,脸上也沾了灰,活像两只小花猫。陈阳看着心疼,主动找机械系的同学借了台小型粉碎机,“哐当哐当”地把清理好的秸秆打成了细粉末,省了俩人不少力气。

接下来是提取纤维素。李薇查资料说,秸秆里的纤维素藏在木质素和半纤维素里,得用碱水把这些杂质去掉。俩人找了个大铁锅,按比例兑了碱水,把秸秆粉末倒进去,架起柴火慢慢煮。柴火噼里啪啦地烧着,锅里的水咕嘟咕嘟冒泡,一股淡淡的草木味混着碱水味飘了出来。

“得煮够两个小时,才能把杂质分解掉。”李薇一边盯着锅,一边时不时搅拌一下,生怕底下的粉末糊了。煮到一个半小时的时候,锅里的水变成了深褐色,上面飘着一层泡沫,那是煮出来的木质素。林荞用滤网把泡沫撇掉,继续煮。等煮够时间,俩人把锅里的混合物倒进滤网,用清水一遍一遍地冲,直到冲出来的水变清澈,滤网上剩下的就是淡黄色的纤维素粗品。

可这粗品还不行,里面还有不少细小的杂质,做出来的包膜会不平整。俩人又把粗品放进漂白粉溶液里泡了半个小时,去掉色素和残留的杂质,再用清水反复冲洗,然后放进烘箱里烘干。等烘箱门打开的那一刻,俩人凑过去一看,里面是细细的白色粉末,摸起来滑溜溜的,跟面粉似的,这就是纯纤维素了。

“总算把纤维素提出来了!”林荞长舒一口气,手里捏着这来之不易的粉末,心里满是成就感。可这只是第一步,接下来还要和壳聚糖混合,测试包膜效果。

俩人先按7:3的比例混合,70%的纤维素加30%的壳聚糖,再加入5%的淀粉增加柔韧性,2%的纳米黏土填充缝隙。按照之前的工艺,调成包膜液,裹在化肥颗粒上,70c低温烘干。等样品做好,俩人迫不及待地做了测试,结果却让人失望——包膜虽然看起来平整,但一捏就碎,柔韧性太差,放在模拟土壤里才十天,养分就释放了60%,根本达不到60天的缓释要求。

“比例不对,纤维素太多,壳聚糖太少,包膜的韧性不够。”李薇拿着碎掉的包膜颗粒,分析道,“壳聚糖能增加粘性和韧性,纤维素虽然便宜,但太脆,得多加点壳聚糖。”

俩人又调整比例,改成6:4,60%的纤维素加40%的壳聚糖。这次做出来的包膜,柔韧性好了不少,捏起来不容易碎,但缓释效果还是差了点,30天养分释放率达到了70%,比纯壳聚糖的高了10%。

“再加点壳聚糖试试。”林荞说。俩人又改成5:5的比例,这次包膜的韧性和缓释效果都接近纯壳聚糖了,但成本只降了30%,还没达到预期。“能不能再少加点壳聚糖,又不影响效果?”林荞琢磨着。

俩人又试着在5:5的比例里,多加点淀粉和纳米黏土,淀粉能增加粘性,纳米黏土能填充缝隙,增强密封性。这次做出来的样品,包膜表面光滑,柔韧性好,捏不碎,放在模拟土壤里测试,30天养分释放率55%,45天78%,60天达到86%,和纯壳聚糖包膜的效果几乎一样!

俩人兴奋地跳了起来,赶紧核算成本。之前纯壳聚糖包膜,一吨化肥的包膜材料成本3200元,现在用5:5的纤维素和壳聚糖混合,再加上淀粉和纳米黏土,一吨包膜材料成本只要1600元,整整降低了50%!折算到每斤化肥上,成本从1.2元降到了0.6元,只比普通化肥贵2毛钱。

“太好了!成本真的降下来了!”李薇拿着核算表,激动得手都在抖,“农民种一亩地用80斤化肥,也就多花16块钱,可比多收的粮食差远了!”

为了确保效果,俩人又在实验田做了田间测试。她们把用秸秆纤维素混合包膜的化肥,和纯壳聚糖包膜的化肥,还有普通化肥,分别施在三块“旱优1号”小麦田里,其他管理条件都一样。

二十天后,三块田的差别就显出来了。施普通化肥的小麦,叶片有点发黄,长势一般;施纯壳聚糖包膜化肥的小麦,叶片翠绿,长势旺盛;施秸秆纤维素混合包膜化肥的小麦,和纯壳聚糖的几乎没差别,叶片同样厚实翠绿,株高也差不多。

江浩拿着叶绿素测定仪测了一下,结果显示:秸秆混合包膜组的叶绿素值51,纯壳聚糖组52,普通化肥组43。“效果几乎一样!”江浩看着数据,笑着说,“而且秸秆混合包膜的化肥,土壤里的有机质含量还高了一点,因为纤维素降解后能变成有机肥,改善土壤结构。”

又过了一个月,小麦抽穗了。三块田的小麦穗数、穗长也做了对比,秸秆混合包膜组和纯壳聚糖组几乎没有差别,都比普通化肥组多10%的穗数,穗长也长了1厘米。

“太成功了!”陈阳也跑来看热闹,看着长势喜人的小麦,忍不住说,“这下农民不仅能用得起,还能让秸秆变废为宝,真是一举两得!”

沈砚舟也特意赶了过来,还带来了附近村庄的几个农民代表。农民代表王大叔蹲在田里,仔细看了看小麦的长势,又问了化肥的价格,脸上露出了满意的笑容:“这化肥好啊,比普通化肥就贵两毛钱,能多收这么多粮食,我们肯定愿意用!而且秸秆还能卖钱,以后再也不用烧了,既环保又划算!”

李薇给农民代表们算了一笔账:“种一亩小麦,用咱们的化肥,比普通化肥多花16块钱,但能多收100斤小麦,按现在的市场价,100斤小麦能卖120块钱,净赚104块钱,太划算了!”

农民代表们听了,都纷纷点头,说等化肥批量生产了,一定要买了试试。

团队把实验数据整理好,又做了稳定性测试。结果显示,用秸秆纤维素混合包膜的化肥,在干旱、洪涝环境下都能稳定发挥作用,包膜45天降解率90%,和纯壳聚糖的差不多,而且土壤ph值稳定在6.2-6.5之间,不会造成污染。

更让人高兴的是,这个成果还解决了农村秸秆处理的难题。以前农民处理秸秆,要么烧了,污染空气;要么堆在地里烂了,浪费资源。现在秸秆能用来做化肥包膜,农民每亩地能多赚几十块钱,农场也不用再为秸秆处理发愁,还保护了环境,真是一举多得。

“没想到一根小小的秸秆,能解决这么大的问题。”林荞看着田里的小麦,心里满是感慨。从最开始的成本难题,到后来想到用秸秆,再到一次次实验失败、调整,终于成功了。这不仅是技术上的突破,更让她明白,做农业科研,就得贴近农村实际,想农民所想,把复杂的技术变成简单、实惠、好用的东西,这样才能真正帮到农民。

团队成员们都特别开心,江浩说:“现在化肥成本降下来了,品种、设备也都成熟了,咱们的配套技术总算能真正推广开来了!” 李薇也笑着说:“接下来就联系化肥厂,批量生产,让河北、湖南的农民早日用上咱们的好化肥!”

沈砚舟已经开始联系化肥厂了,厂家听说这个技术又好又环保,还能帮农民降成本,特别乐意合作,承诺尽快安排生产线,批量生产这种秸秆包膜缓释化肥。

夕阳下,实验田的小麦随风摇曳,金灿灿的秸秆堆在一旁,仿佛在诉说着“变废为宝”的故事。团队成员们站在田埂上,看着这一切,心里满是希望。他们知道,这个小小的秸秆包膜化肥,不仅能帮农民多收粮食,还能让农村的环境变得更好,这就是他们做科研的意义——用技术改变生活,让每一份努力都能结出丰收的果实。

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