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世界杯足球場所用的暖季型草坪，在干旱缺水條件下生長速度變慢、部分區(qū)域泛黃，因此灌溉問題更為緊迫。為保證球場草坪質(zhì)量符合賽事要求，冬季的卡塔爾，每座球場每天至少需要消耗1萬升淡水。矛盾的是，這里嚴(yán)重缺少淡水資源，海水淡化技術(shù)則高度依賴化石能源。小小草皮，竟然成了能源問題。
科技日報記者?王迎霞 策劃 趙英淑?滕繼濮?林莉君
“踢起來感覺怎么樣？”
北京時間11月22日晚，卡塔爾世界杯揭幕戰(zhàn)剛結(jié)束，寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院兼環(huán)境工程研究院原院長孫兆軍急忙撥通一個電話。
“挺好的，現(xiàn)場維護(hù)人員都說，草坪質(zhì)量很好，草比較低，球的速度很快。”電話那頭說。
球員們頑強(qiáng)拼搏的綠茵場，既是球技的比拼，更是智慧的彰顯。用中國技術(shù)增進(jìn)人類福祉，科技工作者責(zé)無旁貸。
2020年8月，在科技部和寧夏科技廳的支持下，寧夏大學(xué)、卡塔爾NAAAS集團(tuán)、華新國聯(lián)（北京）企業(yè)管理有限公司三方簽署12.64億美元協(xié)議，在卡塔爾開展智能風(fēng)光互補(bǔ)節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)備及相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)移，將其用于園林綠化、農(nóng)業(yè)開發(fā)等項目建設(shè)。
卡塔爾的草坪上，C羅、梅西依然是最閃耀的球星。面對兩人榮譽(yù)簿上的最后拼圖，寧夏科技人忍不住喊話：“放開踢，別忘了給我們的草坪代個言！”
草皮背后
位于波斯灣西南岸的卡塔爾，被550公里海岸線環(huán)抱，大部分地區(qū)為荒漠。
這里屬熱帶沙漠氣候，炎熱干燥，年均降水量僅75.2毫米。4—10月為夏季，最高氣溫可達(dá)50攝氏度；冬季涼爽干燥，最低氣溫7攝氏度。這也是本屆世界杯首次在北半球冬季舉辦的原因。
并不是什么草都適用于足球場草坪，更何況在卡塔爾。
“和普通綠地不同，運(yùn)動場草坪養(yǎng)護(hù)管理比較特別，比賽前后都需要采取相關(guān)措施。”寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院講師鄧建強(qiáng)博士畢業(yè)于蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，他認(rèn)為冬季運(yùn)動場草坪養(yǎng)護(hù)注意事項除了雜草防治、草坪修剪、施肥外，關(guān)鍵一環(huán)就是灌溉。
之所以說它關(guān)鍵，是因為灌水量一定要充足，滲透深度達(dá)40至50厘米，最淺也要超過30厘米，這樣才能保證草坪在冬季正常使用。
而本屆世界杯足球場所用的暖季型草坪還面臨一個難題——在干旱缺水條件下生長速度變慢、部分區(qū)域泛黃，因此灌溉問題更為棘手。
據(jù)英國《衛(wèi)報》報道，為了保證球場草坪質(zhì)量符合賽事要求，冬季的卡塔爾，每座球場每天至少需要消耗1萬升淡水。矛盾的是，這里嚴(yán)重缺少淡水資源，海水淡化技術(shù)則高度依賴化石能源。它的鄰國沙特約有30座海水淡化工廠，每天需要消耗原油30萬桶。
小小草皮，竟然成了能源問題。
正當(dāng)卡塔爾為了草坪大傷腦筋的時候，遠(yuǎn)在萬里之外的孫兆軍已帶領(lǐng)團(tuán)隊完成了智能風(fēng)光互補(bǔ)節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)備和相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，并將其在中國西北及阿拉伯國家推廣應(yīng)用，改變了我國干旱貧困地區(qū)節(jié)水設(shè)備研發(fā)長期處于“跟跑”和依賴進(jìn)口的被動局面。
這不得不說孫兆軍另外的兩個身份——教育部中阿旱區(qū)特色資源與環(huán)境治理國際合作聯(lián)合實驗室主任、寧夏旱區(qū)資源評價與環(huán)境調(diào)控重點(diǎn)實驗室主任。
中阿友誼源遠(yuǎn)流長，歷久彌新。
2014年6月5日，國家主席習(xí)近平在中阿合作論壇第六屆部長級會議上，提出了探討設(shè)立中阿技術(shù)轉(zhuǎn)移中心的重要倡議。
科技部積極響應(yīng)，寧夏率先行動，爭取中阿技術(shù)轉(zhuǎn)移中心落戶銀川。2015年9月10日，中國—阿拉伯國家博覽會盛大開幕，在科技部、寧夏回族自治區(qū)人民政府及8個阿拉伯國家科技部長的共同見證下，中阿技術(shù)轉(zhuǎn)移中心揭牌，寧夏科技廳成為中方執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并承建和具體管理銀川總部。
賀蘭山下，黃河之濱，悠揚(yáng)的駝鈴聲曾在絲綢古道上響徹2000多年，而今又以另一種方式大放異彩。
針對阿拉伯國家旱區(qū)節(jié)水技術(shù)、智能裝備缺乏的迫切需求，2016年起，寧夏科技廳設(shè)立中阿科技合作與技術(shù)轉(zhuǎn)移專項，支持寧夏大學(xué)實施“中阿綠色智能節(jié)水裝備與技術(shù)示范基地建設(shè)”等項目。
正是從那一年起，孫兆軍團(tuán)隊多年的心血走出國門。
孫兆軍的老家寧夏中衛(wèi)市海原縣，是個十年九旱之地。眼睜睜看著“一方水土養(yǎng)育不了一方人”，他從小就立志幫助家鄉(xiāng)解決灌溉困難，2010年成功研發(fā)智能風(fēng)光互補(bǔ)節(jié)水灌溉系統(tǒng)，并獲得國家專利。
兩年后，孫兆軍被選派到吳忠市同心縣王團(tuán)鎮(zhèn)大溝沿村開展科技扶貧工作。利用這個機(jī)會，他提出在村里建設(shè)百畝節(jié)水灌溉示范區(qū)的想法。
受水資源匱乏制約，大溝沿村一直在貧困線上掙扎。旱塬上能不能搞成節(jié)水灌溉？一時間，村民質(zhì)疑聲很大。
第二年開春，孫兆軍和何俊、韓磊等幾位博士頂著六七級大風(fēng)，到田間安裝節(jié)水管道和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電設(shè)備，硬是在一個月內(nèi)完成示范區(qū)建設(shè)。
隨后的幾年里，他們聯(lián)合多家單位推廣了10多項旱作節(jié)水技術(shù)成果。在“一年兩季甜瓜+芹菜”種植模式下，當(dāng)?shù)匚鞴袭a(chǎn)量每畝2600公斤以上、芹菜2000公斤以上，畝產(chǎn)值首次超過1萬元。
多年撂荒的農(nóng)田變成了高產(chǎn)田，這讓孫兆軍在節(jié)水灌溉領(lǐng)域聲名鵲起。
橡膠廠的靈感
“我們在阿拉伯國家主推三大技術(shù)：滲灌、智能控制、太陽能發(fā)電提水。”孫兆軍告訴科技日報記者，卡塔爾足球場草坪用的就是滲灌技術(shù)。
這項技術(shù)在寧夏并不新鮮。早在2009年底，孫兆軍帶著課題組在寧夏北部一個叫西大灘的地方開展鹽堿地治理項目時，就考慮把滲灌技術(shù)運(yùn)用其中。
滴灌是通過管道把水滴到作物根區(qū)，為其提供水分的灌溉方法，滲灌則是將水通過埋在地下的管道均勻可控地滲入土壤，給作物供水。在鹽堿地治理過程中，孫兆軍發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)滴灌技術(shù)容易導(dǎo)致鹽堿增加，于是突發(fā)奇想，管道能不能埋到地下？
幾年間，團(tuán)隊一直在尋找合適的材料，選了好多種，但都不理想。2011年，孫兆軍從北京林業(yè)大學(xué)博士畢業(yè)后正式著手干這件事。
早些時候，國內(nèi)也有知名高校在研究滲灌技術(shù)，但他們用的是復(fù)合材料，做了幾年覺得成本太高，沒有推廣前景，就不再做了。這反倒激發(fā)了孫兆軍的斗志：“寧夏沙化面積很大，滲灌是非常適用的技術(shù)，我們本地科研人員一定要做出來！”
寧夏大學(xué)旁邊有個橡膠廠，孫兆軍和同事董良沒事就去找“靈感”，他搞移動式節(jié)水灌溉用的一種塞子就是用熟橡膠做的。
熟橡膠在制作過程中不易黏結(jié)，容易散成片狀，但滲水性很好。一天，望著四處堆砌的廢舊輪胎，孫兆軍突然發(fā)現(xiàn)了“新大陸”：這是個好東西，可以用在滲灌上！
隨著汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，廢舊輪胎量激增，以此為原料加工耐高溫、抗老化的管道，成本低、來源廣，符合現(xiàn)代循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢。
收購一個廢舊輪胎才10塊錢，把它粉末化再加入黏結(jié)劑，做成管道鋪到地里，五六個就能保證一畝地所需用的橡膠管。所有顧慮迎刃而解。
從理論到實踐，拒絕空想，需要實干。此后兩年，孫兆軍和團(tuán)隊成員緊鑼密鼓地開始了加工試驗，據(jù)不完全統(tǒng)計，他們至少進(jìn)行了300多次試驗。
2015年，科技部批復(fù)由寧夏牽頭集成全國科技創(chuàng)新要素和技術(shù)資源，打造中國對阿拉伯國家技術(shù)轉(zhuǎn)移和創(chuàng)新合作的高效務(wù)實平臺。很快，這項工作有序推進(jìn)。
6月份，寧夏科技廳組織相關(guān)專家到阿聯(lián)酋實地考察，孫兆軍作為節(jié)水灌溉領(lǐng)域權(quán)威人士，挑起了大梁。
在寧夏推廣順利的滲灌技術(shù)和設(shè)備，到了阿拉伯國家也同樣適用嗎？他心里并不是很有底。
然而，科研的魅力正是能夠無限拓展人類認(rèn)知的邊界，從而獲得精神上的愉悅。很多時候，這種愉悅超過了對物質(zhì)生活的向往。
孫兆軍和韓磊、齊拓野、焦炳忠等博士生，帶著南方一家企業(yè)生產(chǎn)的普通材質(zhì)的滲管，在迪拜一個公園將其埋在地下做起了試驗。
這時，難題來了。
高溫條件下，試驗區(qū)幾乎寸草不生，裸露在地面的滲管，經(jīng)過暴曬輕輕一捏就成了碎渣。怎樣能讓嬌嫩的瓜苗享受到寧夏滲灌技術(shù)，孫兆軍冥思苦想好幾天，終于有了辦法。
他和同事找來一個花盆，倒扣在瓜苗上，把陰面剪開，方便透氣，陽面留著遮光。在花盆上面，他套上了保鮮袋，再用重物壓實。
焦灼的等待中，四五天后，有瓜苗探出腦袋。又過了10天，不到兩畝的試驗田里，翠生生的小芽齊刷刷都冒了出來。
“你不知道我當(dāng)時有多高興！”時隔多年，孫兆軍回想起這一幕，依然情不自禁地笑出聲。
后來的實踐證明，對于草坪、果樹種植連續(xù)灌溉過程中存在的生物堵塞、地面蒸發(fā)、滲漏嚴(yán)重等問題，這種微孔式全滲管道或出水與不出水間隔式滲灌管道，實現(xiàn)了出水與輸水同管的重大突破，且出水間距和出水量可調(diào)，適合不同植物灌溉需求。
特別是將廢舊輪胎經(jīng)過破碎脫硫、高溫合成等工藝加工而成的管道，具有節(jié)水、環(huán)保、可回收、抗老化、抗生物堵塞等特點(diǎn)，使用壽命可達(dá)10年以上，非常適合阿拉伯國家高溫旱區(qū)沙漠環(huán)境。
結(jié)緣“美麗多哈”
中國的滲灌技術(shù)在阿聯(lián)酋取得了成功，這讓所有人大吃一驚。
“大熱天能種出東西，迪拜人沒見過，他們甚至懷疑我是不是用了特殊制劑。”孫兆軍肯定地回答，“水源是你們的，瓜苗是你們的，我們靠的就是技術(shù)！”
彼時，當(dāng)?shù)卦诤艽笠粋€公園里專門辟出一塊地，讓各個國家進(jìn)行灌溉試驗，比如西班牙的滲灌。中國旁邊那塊地也是一個節(jié)水灌溉實力很強(qiáng)國家的，但地里一直沒有動靜，聽說他們看到中國技術(shù)成功了，就悄悄撤了。
阿聯(lián)酋對中國技術(shù)另眼相看，除了給寧夏科技廳寫信表達(dá)感謝，還邀請寧夏大學(xué)科研團(tuán)隊再次前往。
第二年5月，孫兆軍和團(tuán)隊在園林綠化、特色經(jīng)濟(jì)作物上試驗成功。雙方簽訂了在迪拜示范應(yīng)用風(fēng)光互補(bǔ)節(jié)水灌溉設(shè)備的技術(shù)轉(zhuǎn)移合作協(xié)議，協(xié)議總金額1530萬元。
寧夏農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)成功走出國門大顯身手，表現(xiàn)優(yōu)異的不光是滲灌，而是三方面的集成發(fā)明。
我國和阿拉伯國家農(nóng)田灌溉粗放，勞動成本高，水資源利用效率和智能化控制水平低。孫兆軍團(tuán)隊率先完成了極端旱區(qū)灌溉系統(tǒng)智能化，聯(lián)合企業(yè)開發(fā)出手機(jī)App智能控制系統(tǒng)，設(shè)備具有成本低、抗干擾、精準(zhǔn)灌溉、無人值守的優(yōu)勢。
針對中阿高溫旱區(qū)野外無電網(wǎng)配套、化石能源發(fā)電提水成本高的問題，項目組提出了風(fēng)能和太陽能發(fā)電變頻水泵提水思路，結(jié)合智能控制技術(shù)，開發(fā)出耐高溫風(fēng)光互補(bǔ)提水灌溉成套技術(shù)及設(shè)備系統(tǒng)。
三管齊下，優(yōu)勢明顯。寧夏節(jié)水灌溉搞得好，這一消息在阿拉伯國家迅速傳開。
在阿曼，孫兆軍、何俊、李茜等人自主研發(fā)的智能控制地下滲管沖鋒陷陣。跟他們在蘇丹卡布斯大學(xué)同臺競技的據(jù)說還有來自德國、意大利的專家，阿曼把所有試驗田都放到一起，誰的效果好就跟誰合作。
寧夏大學(xué)原班人馬成功種活草坪、檸檬、美人蕉、西瓜、夾竹桃等，成活率和株高都比當(dāng)?shù)氐喂喾N的高出21%以上。最讓孫兆軍印象深刻的是夾竹桃。“長得很漂亮，滿地紅花，當(dāng)?shù)厝硕寂艿轿覀兊牡乩锱幕榧喺铡！彼f。
在科技專項的支持下，2017年7月，寧夏大學(xué)與阿曼卡布斯大學(xué)農(nóng)業(yè)與海洋學(xué)院簽訂了教學(xué)科研合作協(xié)議，共同開展旱區(qū)智能節(jié)水灌溉技術(shù)與設(shè)備研發(fā)、共建節(jié)水灌溉聯(lián)合實驗室、共同申報國際合作項目、聯(lián)合培養(yǎng)本科生和研究生；9月，寧夏大學(xué)又與阿曼卡布斯大學(xué)阿卜杜伊斯瑪儀教授簽訂了技術(shù)轉(zhuǎn)移合作協(xié)議，協(xié)議總金額1.1069億元。
由于在阿曼、迪拜實施效果好，孫兆軍團(tuán)隊還在埃及申請了國家科技援助項目。有了前期大面積、多國別示范推廣基礎(chǔ)，卡塔爾有關(guān)部門向?qū)幭拇髮W(xué)節(jié)水灌溉技術(shù)伸出了“橄欖枝”。
2020年1月12日—14日，孫兆軍、何俊一行應(yīng)邀赴卡塔爾多哈開展科技交流合作。期間，相關(guān)人員陪同考察了2022年世界杯綠化工程、當(dāng)?shù)赝寥乐脖坏惹闆r并進(jìn)行座談。在聽取孫兆軍題為《旱區(qū)智能節(jié)水灌溉技術(shù)成果》的匯報后，卡塔爾自貿(mào)區(qū)首席執(zhí)行官表示希望能引進(jìn)這項技術(shù)，參與“美麗多哈”重大項目的建設(shè)。
當(dāng)時，卡塔爾所用的PE管，老化速度很快，兩三年就得換，而且管壁很厚，埋到地下不出水。最關(guān)鍵的，要綠化的是鹽堿地，他們束手無策，請了好多專家支招都沒成功。
這恰是寧夏大學(xué)科研團(tuán)隊的強(qiáng)項。
孫兆軍和何俊到卡塔爾看了地，備好物料，選了廠房，對方又到寧夏大學(xué)對實驗室進(jìn)行現(xiàn)場考察，彼此產(chǎn)生了強(qiáng)烈的合作意愿。
在中阿技術(shù)轉(zhuǎn)移中心的積極促使下，2020年6月23日，寧夏大學(xué)、華新國聯(lián)（北京）企業(yè)管理有限公司、卡塔爾自由區(qū)管理局就轉(zhuǎn)化應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，支撐“美麗多哈”節(jié)水綠化、糧食生產(chǎn)、生態(tài)保護(hù)等項目開展線上深入交流。
8月10日，這筆金額高達(dá)12.64億美元的三方協(xié)議正式簽署。一個月后，中阿技術(shù)轉(zhuǎn)移中心與卡塔爾自由區(qū)管理局就培育建設(shè)中國—阿拉伯國家（卡塔爾）技術(shù)轉(zhuǎn)移中心達(dá)成合作意向。
“沙棗樹”精神
“美麗多哈”項目期5年，然而自簽約兩年多來，新冠肺炎疫情在全球肆虐。
怎么辦？世界杯期間卡塔爾綠化工期不能耽誤，必須全力以赴！
無法親臨現(xiàn)場的寧夏大學(xué)科研團(tuán)隊，及時通過技術(shù)轉(zhuǎn)移委托企業(yè)到卡塔爾施工，他們則不分晝夜進(jìn)行線上技術(shù)指導(dǎo)，這才得以讓中國節(jié)水灌溉技術(shù)在卡塔爾世界杯期間閃亮登場。
有條件要上，沒條件創(chuàng)造條件也要上。這種勁頭，源自寧夏大學(xué)建校64年來倡導(dǎo)的“沙棗樹”精神。
在西北，沙棗樹是一種生命力極強(qiáng)的落葉喬木，抗旱、防風(fēng)沙、耐鹽堿、耐貧瘠。在它的激勵下，寧大師生形成了“不怕困難、不畏風(fēng)寒、根深葉茂、本固枝榮”的風(fēng)貌。
科研人員不遠(yuǎn)萬里到阿拉伯國家推廣技術(shù)，便是最好的例證。
孫兆軍團(tuán)隊共涉及寧夏大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院、生態(tài)環(huán)境學(xué)院、外國語學(xué)院、阿拉伯研究院等多個部門；兩個中阿重點(diǎn)實驗室52人，其中20多名是該校青年教師和學(xué)生。
“試驗選在溫度最高的6月份進(jìn)行，我們必須在高溫條件下觀察滲灌管的適應(yīng)性。”孫兆軍回憶，有一天室外溫度高達(dá)近50攝氏度，年輕博士齊拓野剛走下出租車，就被迎面而來的熱浪“打”了回來。
那樣的條件下，科研人員穿著薄薄的防曬衣，要在室外待10多分鐘。為了防止中暑，他們一邊干活一邊往頭上澆礦泉水。等上車時，大家從頭到腳都在滴水，衣服緊緊黏在身上；到回國時，人人皮膚黝黑，臉和胳膊曬得爆皮。
都說科研苦，不苦哪有甜？寧夏大學(xué)師生采得百花終成蜜。
這項技術(shù)在寧夏創(chuàng)建省部級重點(diǎn)實驗室2個，在阿曼、埃及共建實驗室2個，聯(lián)合西北農(nóng)林科技大學(xué)、寧夏水科院等單位在我國西北旱區(qū)建立示范基地6個，在阿曼、埃及、阿聯(lián)酋、卡塔爾等國建立示范基地7個，形成了中阿旱區(qū)綠色智能高效節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)與裝備規(guī)模化應(yīng)用成果，開發(fā)的成套設(shè)備控制面積248.95萬畝，綜合節(jié)水21%以上。
目前，整套技術(shù)共申請到國內(nèi)外38項專利，其中發(fā)明專利19項，實用新型專利多項，入選第三屆中阿技術(shù)轉(zhuǎn)移與創(chuàng)新合作大會十項主推技術(shù)之一。團(tuán)隊舉辦國際學(xué)術(shù)研討會和培訓(xùn)班22期，培訓(xùn)23個國家2764人次。
“寧夏節(jié)水灌溉技術(shù)能夠高質(zhì)量服務(wù)‘一帶一路’建設(shè)，得益于科技部、寧夏科技廳的大力支持，得益于寧夏大學(xué)的通力協(xié)作。”中阿技術(shù)轉(zhuǎn)移中心主任黃瑩如是說。
在承載促進(jìn)中國與阿拉伯國家科技交流合作的國家使命中，該中心先后建設(shè)阿盟、沙特、阿聯(lián)酋（迪拜）、約旦、阿曼、埃及、摩洛哥、蘇丹8個中阿技術(shù)轉(zhuǎn)移國外雙邊中心，建成綜合信息服務(wù)平臺，舉辦四屆中阿技術(shù)轉(zhuǎn)移與創(chuàng)新合作大會，促成合作協(xié)議88個，有效推動我國高效節(jié)水灌溉、馬鈴薯種薯繁育與標(biāo)準(zhǔn)化種植、衛(wèi)星遙感監(jiān)測等領(lǐng)域一批先進(jìn)適用技術(shù)與裝備走出國門。
12月上旬在沙特召開的首屆中國與阿拉伯國家峰會，將為中阿戰(zhàn)略伙伴關(guān)系注入更多內(nèi)涵。用黃瑩的話說，“我們堅信中阿科技交流合作道路更加廣闊，前景更加光明。”
在寧夏多源鑫科技有限公司位于吳忠市同心縣的生產(chǎn)車間，4條生產(chǎn)線正馬力全開生產(chǎn)地下滲灌管。兩年前，“中卡協(xié)議”三方就委托該公司啟動生產(chǎn)，并與卡塔爾、阿聯(lián)酋的多家企業(yè)合作在卡組織應(yīng)用。
剛剛退休的孫兆軍，將大部分時間和精力都用在了此地，對企業(yè)提供技術(shù)設(shè)計與指導(dǎo)。
在他看來，我國西部和阿拉伯地區(qū)的節(jié)水產(chǎn)業(yè)永續(xù)前行，綠色、低成本、無污染產(chǎn)品應(yīng)用前景廣闊，不但能降低對傳統(tǒng)能源的依賴，還能帶動太陽能、風(fēng)能和塑膠管道材料等相關(guān)行業(yè)的興起。
孫兆軍團(tuán)隊要讓中國先進(jìn)技術(shù)造福全世界。
以夢為馬，星河可及。
