已经拥有几十项国家专利、上世纪90年代即开始试验示范的清华大学利用燃煤烟气脱硫废弃物改良盐碱地——“盐碱地改良与生态修复专利池”近日再获四项发明专利授权:“对滨海盐碱地的土壤进行脱盐的方法和系统”“微藻养殖设备”“重度碱化土壤改良剂的应用”与“轻度碱化土壤改良剂及其加工方法”,进一步丰富了清华大学盐碱地改良与生态修复方面的技术储备。
资料显示,目前全世界的盐碱地大约有9.5亿公顷,仅我国就占1/10。从1995年开始,清华大学指派徐旭常院士与陈昌和教授牵头,在国际上率先利用工厂排放的脱硫石膏,尝试对我国多个地区的碱化土壤进行改良。截至2013年底,这一技术的实施范围已经覆盖黑龙江、辽宁、吉林、内蒙古、天津、宁夏、甘肃、青海、新疆、山西等我国北方有碱化土地的大部分省区,改良后种植的作物包括玉米、苜蓿、水稻、向日葵、甜高粱、葡萄和枸杞等,改良规模已达15万亩以上。
在实践中,发明者多次将改良后的作物样本和土壤样本送到国家质检总局、中国土壤检测中心进行最苛刻的检测。结果显示,不仅各项有害指标远低于国家标准,而且各项营养物质指标高于同类作物。专家解释,盐碱地千百年来既未经耕种也没有污染,一旦赋予其生命,作物生长条件自然十分优越,因此这种地里结出的是真正的高品质有机作物。此外,在不增加任何投资的情况下,改良后的碱化土地及其植被每亩每年的碳汇高达2至4吨,具有很高的环境效益。为此,清华大学提出了“利用十几年的时间,为国家改造一亿亩具有农业利用潜力的盐碱地”的战略目标,并且牵头发起组建华清农业开发有限公司,依托清华大学盐碱地区生态修复与固碳研究中心,整合技术、资金与相关资源,打造专业化、规模化的盐碱地改良和农业全产业链管理平台,实施清华大学利用燃煤烟气脱硫废弃物改良亿亩碱化土壤重大工程,推动农业现代化进程与社会经济可持续发展。
改良盐碱地平均每亩造价3000元左右,所需费用最长可30年分担,一次改造终生受益。经改造的盐碱地,第一年作物产量可以达到当地最高标准的60%左右,从第二年起即可比肩当地最优标准。目前,华清农业已在内蒙古自治区准格尔旗、吉林省大安市和河北省张北县各建立一个盐碱地改良示范基地。
知识产权报曾对我国盐碱地化学改良专利技术进行过分析,早在上世纪40年代,人们就已开始了盐碱地化学改良剂(如石膏)的研究和开发工作,几十年的研究和实践成果表明,化学改良盐碱地是集物理、化学和生物三大效应于一体的综合性技术。尽管作用机理还有待完善,但盐碱地改良利用的紧迫性以及化学改良法本身配方灵活、操作便捷的特点已成为促进该技术研发的强大助力。同时,伴随行业人员专利意识的提高,化学改良领域的相关专利申请量也越来越多。
如图所示,以化学改良盐碱地为技术核心的中国专利申请量始终保持高速增长态势,特别是进入21世纪后,该领域专利申请量增长尤为迅猛。据此推算,2010年至2014年,化学改良领域的相关专利申请量将接近甚至超过200件。在申请主体方面,当前的专利申请仍以个人和科研院校为主,这与化学改良本身的技术特点如投资小、对设备依赖度低等密切相关;而工矿企业所占比例较低(仅17.2%),这说明企业作为重要的行业创新主体在专利技术革新方面还有待提高,同时也预示着该领域企业化和产业化的整体水平较低。