结缘农业走向农科路
1977年恢复高考后,我有幸考上全省唯一重点院校“大寨农学院”的农学专业,1978年3日人学,1979年第二学期从昔阳县迁至太谷并入山西农业大学,1982年1月毕业分配到山西省农业科学院农业自然资源与农业区划研究所工作,主要从事旱地农业研究,2001年任研究员,2020年山西省农业科学院与山西农业大学合署改革后,所在的研究所并入山西农业大学。由于难以割舍“崇学事农”的情怀,2016年从二级研究员岗位上办理退休手续后,到2022年仍然坚持奋战在农业科研一线。回想起1977年到1982年在山西农业大学的学习经历,由于珍惜所以专注,我专注地学习每一门课程并汲其营养。大学学习是辛苦的,更是幸运和充满喜悦的。1982年分配到山西省农业科学院工作后从事农业自然资源方面的研究,在山西农大的所学所识有了用武之地,是山西农业大学培养我走向农科路。
“崇学事农”做好农科工作
在从事农业自然资源和旱作农业科研工作的四十年里,我始终把充实学问探索科学原理有所科学发现与解决农业实际问题的技术发明有机地联系在一起,终于在旱作农业科技创新方面闯出一条成功之路。1984年在进行数理统计分析工作中遇到难题,曾去华中理工大学求学并引回灰色系统理论和方法,知识和技能方面有了长足的进步,随之提出并在学报上发表由3个定理2个推论组成的“双带边矩阵的转换原理”,成功应用到县域农业生产布局规划设计中,1994年又发现复杂性问题参数构建的决策矩阵中存在着一个怪异现象,为从科学上探索其究竟,1994年赴加拿大YORK大学地理系做访问学者,向世界级大师求学“多准则决策分析方法”,取回真经后在权重计算和灵敏度反馈方面有了独到的创新,与省财政厅及山西省信托投资公司合作,选用4个公理基础上定理产生的代表性计算方法,建立一套多准则决策分析评估支持系统MCDA-DSS,对判别复杂性问题进行综合决策时的信息处理非常有效,研究成果达到国际先进水平,1999年获得省科技进步一等奖。由于擅长在应用数学和系统科学方面的多维度思考,在复杂性问题方法论方面有所建树,对解决山西农业干旱问题方面进行深入研究,系统地分析总结山西半干旱地区的降水发生的分布规律和水分利用开发潜力,最早提出小雨资源化利用是提高半干旱地区雨养农业发展的重要途径的观点。在这一发现的基础上,受到秸秆覆盖和地膜覆盖的启发,构思出一种既能渗水又能保水的覆盖材料,并着手技术发明,经过刻苦攻关,研制发明具有微米级局部双层小孔结构的可以渗水、保水、增温、调温、微通气的渗水地膜产品和开沟探墒覆盖渗水地膜的VVV形覆盖的现代旱作农耕新技术模式,农田应用增产幅度同比增加30%以上。理论研究成果发表在“渗水地膜与旱地农业”《自然资源学报》1998年4期,“降水资源有效化与旱地农业”《资源科学》1999年2期。技术发明成果发表在“渗水地膜研制及其应用”《作物学报》2000年2期,“渗水地膜技术研究”《塑料》2003年3期。渗水地膜研制及其应用研究成果达到国际先进水平,2001年获山西省科技进步一等奖。
为了便于推广这项现代旱作农耕技术成果,又后续建立渗水地膜“三行五微沟”波浪形覆盖探墒沟播机械化穴播种植模式,一次性完成多道机械作业工序,免间苗、免除草、省人工、将无效降水汇集成局部大雨高效利用,增产幅度大、易推广。2016年起在山西省大面积推广,成绩斐然。2017年又推广到全省40多个县以及长城沿线的陕西省佳县等地,效果很好。2018年被科技部聘请为“东西部合作科技支宁专家”,在长城线上宁南山区年降水量仅320mm的海原县王塘村建立了千亩“渗水地膜机穴播谷子”示范基地,单产成倍数级增长,创造了旱地谷子亩产1292斤的高产记录。科技部副部长曾在国新办举办的发布会上说:“开展东西部合作,像渗水地膜,是山西姚建民老师的成果,我非常敬佩,他工作做的非常漂亮,在全国各地推广了很多。农民就靠这一项技术,收入更高,这就是科技的力量。”2016年到2021年末,渗水地膜覆盖旱作技术模式,在长城沿线推广500多万亩,广泛应用到谷子、高粱、玉米、大豆、马铃薯、糜子、燕麦、春小麦等农作物上,增产幅度明显,将科研论文写在脱贫攻坚的战场上,为脱贫攻坚取得真真切切的实效。
老骥伏枥继续前行
在国家“十三五”重点研发计划项目的资助下,将渗水地膜的增产作用与生物降解材料消除面源白色污染的环境保护结合起来,山西农业大学农业经济管理学院与中科院长春应化所以及山西微通渗水膜生物科技有限公司合作,2020年通过材料与土艺创新又研制出具有渗水、保水、微通气、可降解、能高效利用半干旱区小雨量无效降水资源时0.007mm的PPC基全生物降解渗水地膜产品,比国标0.01mm生物降解地膜节省用量成本30%,走在全国前茅,2021年10月应科技部邀请参加国家“十三五重大科技成就展”。从2018年到2022年PPC基全生物降解渗水地膜产品及其配套的波浪形覆盖机穴播旱作技术,在晋冀蒙、陕甘宁等长城沿线以及青海新疆等地成功示范推广15万亩。带领渗水地膜有机旱作高产技术研发团队,既研发渗水地膜系列产品,也研发铺膜播种机系列产品和波浪形覆盖集流高效用水的现代旱作农耕技术模式,获得了多项发明专利。全生物降解渗水地膜覆盖的“秋雨冬储春夏用”的谷子冬播旱作技术在山阴县、潞城区和屯留区等地试验成功,2021年丰收节期间在央视新闻直播间专题报道。
2021和2022年在国家科技部组建的“渗水地膜旱作技术试点示范”科技特派团中,任首席专家,在山西、河北、内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆和新疆建设兵团组织试点示范推广。2022年参加由山西农业大学农业经济管理学院牵头的山西省重点研发项目“PPC基全生物降解渗水地膜产品关键技术研究”,并主持一个产品核心技术研发课题,目标任务是进一步研发出0.006mm的PPC基全生物降解渗水地膜产品,比国标0.01mm生物降解地膜节省用量成本40%。2022年参加由清华大学牵头主持的“十四五”国家重点研发计划项目“绿色可降解地膜专用材料及产品创制与产业化”,承担建设一个万亩示范区的产品展示任务。
退而不休,自抗重任,不断完善现代旱作农耕法,为我国有机旱作农业发展、为加快全生物降解地膜取代聚乙烯地膜的更新换代步伐,早日消除农田面源白色污染,促进乡村振兴,发扬山西农大学子的崇学事农开拓创新精神,老骥伏枥继续前行。
(本文选编自“我们的故事”征文集,作者姚建民为农业经济管理学院研究员,农学专业78级校友)