蓖麻油是重要的战略物资,在军事装备、航空航天、精密仪器制造、医学等领域有广泛的应用,被誉为“土地里长出的石油”的作物。内蒙古自治区是我国蓖麻种植、采收和深加工的重要产业基地,科左中旗素有“蓖麻之乡”之称。

近年来,受产量低、收割成本高、初级加工方式等的影响,加之经济效益低迷,科左中旗蓖麻种植面积急剧缩减,蓖麻深加工企业陆续被迫停产,农户们守着“金色的种子”,却难以收获“金色的日子”。北京化工大学聚焦蓖麻产业发展困境,组建专家团队并联合内蒙古民族大学、科左中旗相关企业,从蓖麻育种及种植,到蓖麻收割机械研发,再到蓖麻油高值化利用,开展专项攻关,经过10年的探索和实践,为科左中旗定制了一条蓖麻全产业链振兴方案,开启了一段从田间地头到国家战略供应链的“点油成金”的时代篇章。

北京化工天堂鸟的养殖方法大学:写在科尔沁草原上的“金色答卷”

习指出,要深化东中西部科技创新合作,积极培养引进用好高层次科技创新人才,努力攻克一批关键核心技术,推动传统优势产业升级、提质、增效,提高资源综合利用效率和产品精深加工度,为中西部地区乡村振兴作出应有贡献。

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北京化工大学党委坚持以习新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻落实习关于乡村振兴战略的重要论述,进一步挖掘和发挥高校科技、教育、人才优势,构建“四轮驱动”帮扶模式,为科左中旗打赢脱贫攻坚战,全面推进乡村振兴贡献北化力量。

科左中旗总土地面积9811平方公里,全旗总人口54万人,其中蒙古族人口40万人,是全国县级区域蒙古族人口最多的旗县,是内蒙古自治区农牧业大旗。科左中旗素有“蓖麻之乡”美誉,全旗蓖麻种植面积240万亩,年产量约6万吨,占全国总产量的四分之一,在全国占据重要地位。

在广袤的科尔沁草原上,乡村振兴的号角正激昂吹响,每一寸土地都焕发着崭新的生机与希望。而蓖麻产业却遇到了极大的困境:尽管历史上这里的蓖麻籽产量曾占据全国的四分之一,但传统的种植模式与低级加工方式,却让这一战略作物陷入“大而不强”的窘境。种植收割成本高、经济效益持续低迷,蓖麻种植面积急剧缩减,这些蓖麻深加工企业陆续被迫停产,农户们守着“金色的种子”,却难以收获“金色的日子”。更严峻的是,作为航空航天、精密机械等领域不可或缺的润滑油原料,蓖麻油关乎国家战略物资安全,而我国每年仍需大量进口。科左中旗的蓖麻产业,不仅关系一地发展,更牵动着一份沉甸甸的国家期待。

2015年,北京化工大学专家团队在科左中旗调研中发现了蓖麻产业发展的瓶颈和其背后蕴含的巨大潜能。蓖麻深加工与高值化转化,恰恰与北京化工大学在生物、化工、机械等学科优势高度契合。由此开始,北京化工大学组建了专家团队开始围绕蓖麻产业链的各项技术需求展开深度调研,逐步建立了北京化工大学通辽技术转移中心,菁英领航人才工作站、蓖麻油深加工绿色制造联合研发中心、生物菌肥中试基地、现代农业科技推广中心等产学研联合体,并以此为平台,联合内蒙古民族大学、科左中旗相关企业,开始围绕蓖麻育种及种植、蓖麻收割机械研发、蓖麻油高值化利用展开攻关。一场以科技赋能传统产业、从育种到销售的全链条升级攻坚战,在科左中旗全面打响。

产业振兴,种业先行。面对科左中旗蓖麻产业“大而不强”的困境,专家团队深刻认识到,要实现全产业链的转型升级,必须从源头上破解品种瓶颈。科左中旗虽然有着悠久的蓖麻种植历史,但当地长期沿用的传统品种已经明显跟不上现代农业发展的需求:植株较高,单株占地面积大,收割困难,加之耐盐碱性差、果实成熟期不一等问题,导致蓖麻亩产低、成本高,越来越多的老百姓不愿意种植蓖麻,这些问题束缚着这片“蓖麻之乡”的发展脚步。

经过前期周密的调研,北京化工大学携手内蒙古民族大学,组建了一支多学科交叉的“育种攻关联盟”。这支联盟不仅汇聚了生物工程技术专家、作物遗传育种专家,还吸引了当地农业技术推广站的实践专家共同参与。他们深入田间地头,与种植户面对面交流,精准把握产业需求;他们反复研讨,确定育种目标:缩小植株,虽然植株小了,但种植密度高了,亩产提升了,同时要对品种进行改良,出油量更高,更要适应当地土地贫瘠、盐碱化严重、水资源不均等问题。

在育种过程中,团队采用了现代分子育种技术与传统育种方法相结合的技术路线。科研人员们常常顶着烈日,在试验田里细致观察记录每一株蓖麻的生长情况;他们挑灯夜战,在实验室里分析数据,调整育种方案。经过数年的不懈努力,团队终于成功培育出蓖麻新品种。这个新品种展现出显著的优越性:田间试验数据显示,新品种作物秆较低能够密植,有非常好的耐旱、耐盐碱、耐贫瘠的特点,非常适合科左中旗的土壤条件。

育种成功后,着手推广种植,左中优质土地大部分都用于玉米等高产作物的种植,蓖麻被挤压得很厉害,根据现实情况,推广团队在传统的种植方式之外,使用改良品种,在相对贫瘠的耕地种植,同时依托驻村所在村,带动农牧民在庭院、废旧地种起蓖麻,为广大老百姓带来实实在在收益。

种植过程中,北京化工大学生物制造领域科研团队还针对蓖麻生长特性研制了生物肥,该生物肥复配多种微生物,通过微生物分泌的有机酸中和土壤碱性,分泌的活性物质增强蓖麻的抗逆性,促进蓖麻生长。从科学育种到靶向生物肥,蓖麻的产量足足提高了20%,地力较好的地块甚至能达到400斤每亩以上的产量。

蓖麻新品种的培育和种植模式的突破,为后续的机械化收割和精深加工提供了优质的原料保障,为全产业链升级奠定了坚实的基础。金色的种子孕育着金色的希望,科技的种子正在这片古老的土地上生根发芽,绽放出产业振兴的绚丽之花。

良种还需良法配。当一株株蓖麻在科左中旗的土地上茁壮成长,丰收的希望在地平线上显现时,另一个严峻的挑战却悄然浮现:蓖麻果实带刺,遍地的蓖麻植株需要人带着专用手套一棵棵收割,收割慢且成本高,一个娴熟的采摘者每天只能收2亩地,需要支出300元。由于农村劳动力大量转移,雇工难、雇工贵成为普遍现象,许多农户望着丰收的蓖麻地却愁眉不展。古老的采收方式已然成为制约产业规模化发展的最大瓶颈。“请不到人,眼看着成熟的蓖麻果实在田间裂荚落粒,那种心疼无以言表。”一位大户的感慨道出了整个产业的心声。

面对这一制约产业发展的“卡脖子”难题,北京化工大学迅速组织机械专业的专家教授,成立蓖麻机械化采收技术攻关小组。团队成员多次深入田间地头,与农户同吃同住,实地观测蓖麻植株特性、果实生长位置、茎秆力学性能等关键参数。他们发现,蓖麻采收的难点在于果实分层生长、蒴果易裂、茎秆粗壮等特点,使得通用收割设备难以直接应用。同时,由于蓖麻种植量相对玉米等主要作物较小,且分布比较散,大型的收割机成本过高,大家希望有一种小型灵活、操作简单的收割机器。攻关团队从零开始,针对蓖麻的特殊生物学特性,进行了创新性的设计。最终设计研发了一种适合矮秆密植蓖麻的小型收割机和脱壳机。这种机器效率高、成本低,每天能收10亩地,相当于以前5个人的工作量。

这项技术创新不仅解放了劳动力,更彻底改变了蓖麻的生产方式。机械化采收的实现,使规模化种植成为可能,为蓖麻产业的现代化发展奠定了坚实基础,也让农户们真正感受到了农业科技带来的变革力量。

有了优质的原料和高效的采收保障,产业链升级迎来了最关键的核心环节:精深加工。以蓖麻油为原料生产12羟基硬脂酸是一种广泛应用于各类润滑油、润滑脂和聚酯材料、合成树脂的重要工业原料。目前国内外一直采用高温加氢-皂化-酸水解的化工工艺,存在产品纯度不高、副产物多、废水排放多、能耗高等不足。面对这一瓶颈,北京化工大学展现了其作为化工领域顶尖高校的专业优势,将科技的锋芒直指产业痛点。

北京化工大学由绿色生物制造全国重点实验室组建了由院士牵头的科研团队,深入当地龙头企业通瑞达公司,开展全方位的技术诊断与升级攻关,利用北化已有的酶促油脂改性基础开发蓖麻油生物催化生产蓖麻油脂肪酸和羟基硬脂酸的绿色生产新工艺,筛选和构建酶制剂和工程菌,突破脂肪酶水解蓖麻油、水合酶羟基化蓖麻油酸和油脂酶促过程强化等关键技术,解决传统工艺的技术水平低和产品品质低的两大瓶颈,将普通的蓖麻油转化为高纯度的特种润滑油基础油、生物基航油添加剂等高附加值产品。同时,科研团队将榨过油的蓖麻籽油饼进行资源再利用,开发成生物肥,用于高端种植业的肥料,再次提升了产品整体效益。

原先每吨售价1万余元的初级蓖麻油,经过精深加工后,产品价值提升至每吨2万元。“每年销售1000吨,就能赚2000万,比以前翻一番!”通瑞达公司负责人对这一变化异常惊喜。北京化工大学利用在化工行业的资源优势,积极帮助企业推介产品,目前,科左中旗蓖麻油成功进入了中国石化的采购体系,这标志着科左中旗的蓖麻产业正式融入了国家能源战略供应链,为乡村振兴注入了强劲的科技动能。

订单的签订,犹如为科左中旗的蓖麻产业注入了强心剂。生产线开足马力,满载着高端蓖麻油的罐车缓缓驶出厂区,驶向远方的石化基地。这些来自草原的“液体黄金”,即将应用于航空、军工、精密制造等国家重点领域,真正实现了从田间地头到国之重器的价值跃升。它如同一个支点,撬动了整个产业链的价值提升,让这片土地上的蓖麻花开得更加灿烂夺目。

新时代的帮扶工作是一项系统工程,需要多方协同、形成合力。本项目成功构建了“高校牵头、地方政府支持、企业主体、农户参与”的多元协同机制。在校内,整合化工、机械、生物等多学科力量形成帮扶团队;在校外,与内蒙古民族大学等高校开展合作,与通瑞达等本地企业共建研发平台,与中石化等市场需求方建立战略合作。通过建立定期会商、信息共享、项目共建等工作机制,有效整合了技术、人才、市场、资金等各类要素资源,形成了上下联动、左右协同的帮扶工作格局,最大限度释放了帮扶政策的聚合效应。

高校帮扶工作要取得实效,必须充分发挥自身独特优势,找准与帮扶地区资源禀赋的最佳结合点。蓖麻作为重要的工业油料作物,其整个产业链条从种植、采收再到精深加工和产品应用,都与化工学科领域高度契合。北京化工大学正是立足这一关键点,精准聚焦科左中旗作为“蓖麻之乡”的产业基础与现实困境,将学校在相关学科优势与地方产业发展需求进行深度对接。通过组建跨学科攻关团队,针对蓖麻产业中的育种种植、机械化采收、精深加工等关键环节开展技术攻关,真正实现了“高校所长”与“地方所需”的有机统一,为帮扶工作取得实效奠定了坚实基础。

乡村振兴背景下,高校帮扶工作要突破单一技术支持的局限,必须创新帮扶模式,构建覆盖全产业链的赋能体系。本项目在实践中探索形成了科技创新—产业升级—人才培养三位一体的帮扶新模式。在育种环节,联合内蒙古民族大学所开展技术攻关;在采收环节,研发专用机械解决劳动力瓶颈;在加工环节,通过技术创新大幅提升产品附加值;在市场环节,助力对接中石化等龙头企业。这种全产业链赋能模式,不仅解决了产业发展中的具体技术难题,更重要的是通过构建完整的产业生态,增强了地方经济的造血功能,确保了帮扶成效的可持续性。

从一颗金色的种子到驶向国家战略供应链的成品油,北京化工大学用科技之笔在科尔沁草原绘就了一幅产学研深度融合的生动画卷。这条贯穿育种、种植、采收、加工、销售的全产业链升级之路,不仅是高校赋能地方产业发展的经典范例,更是新时代教育强国服务乡村振兴战略的精彩实践。通过精准对接科左中旗的资源禀赋与北化的学科优势,曾经的“蓖麻之乡”焕发出新的生机,实现了从传统农业到现代产业的华丽蜕变。

展望未来,这条“金色产业链”正在向更远处延伸。蓖麻饼粕的高值化利用、蓖麻基新材料的研发、蓖麻生态种植模式的推广,一个个新的课题正在等待破解。北京化工大学将继续深化与科左中旗的战略合作,以蓖麻产业为支点,推动更多科技成果在广袤田野落地生根,为乡村振兴贡献更坚实的北化力量!