同时,摸清了不同地域土地的种植情况。黑龙江的北安地区,因坡地种植所以不蓄水,只要水量足够长势就非常好;云南的雨水多,所以要注意涝的问题。北安地区是黑土,云南是红土,土壤的不同种植效果差异很大。
科研人员还有效解决了汉麻品种问题。我国本土的汉麻是雌雄异株,最大的缺点是雄株早熟,雌雄株不能同时收割。国外品种有的雌雄同株,品质抑制性就比较好。科研人员经过艰苦的摸索,终于完成了对汉麻品种的改良。
“种植试验从2003年开始,军用汉麻研究中心与多个省的农业科技部门合作,这就需要制定一个很好的种植技术规范,否则种植出来的纤维品质就差别很大。”张建春和项目组成员先后研究了汉麻的种植技术,包括汉麻的生长条件、播种、耕作、田间管理、病虫害管理等,同时重点研究了汉麻的种类、种质资源、优良品种、传统改良育种和生物技术育种技术。
2005年,张建春汉麻项目组主办了全国汉麻种植技术会议,12个省、市、自治区纷纷派代表参加,云南省的西双版纳、宝山、冰川、红河,东北地区的黑龙江、吉林、辽宁,西部的青海、宁夏、甘肃,中部河南、山东、安徽等地代表都到会作了报告。经过几年的顽强拼搏,汉麻种植试验结出丰硕的果实。
在开展汉麻种植研究的同时,军用汉麻材料研究中心联合国内有关科研院所,对汉麻加工的多项技术研究进行了大量艰苦细致的探索。
“农民田里成千上万亩的汉麻怎样变成工业原料?这个解决不了,汉麻研究和汉麻产业就等于零。铺天盖地的麻怎样运到工厂,怎样实现皮秆分离?国内国外之前的方法都不灵!这是个卡脖子的问题。”张建春说:“皮秆分离,最落后的方法是手工分离,建立原料加工场需要很大场地,水受到污染并且麻也容易被沤黑。我们研制了一套设备,解决了从收割到成为工业原料的瓶颈,麻秆也不会沤黑。接下来我们攻克了第二项技术难关:汉麻的木质素含量很高,纤维又粗又硬,不能用于纺织,但如果将木质素全部脱出,纤维就太短。我们用几年时间研制成功一整套加工设备和工艺,利用机械、物理的方法,把粗硬的麻皮处理得像棉花一样柔软。这套纤维加工技术是我们的‘绝活儿’,这套加工设备和工艺也是汉麻研发的核心技术,拥有独立自主的知识产权。通过这个技术,可以把过去做粗绳子、麻袋的原料变成高档的纺织品。”
“解决了汉麻种植难题,突破了汉麻皮秆分离技术,攻克了汉麻纤维处理技术,之后的麻秆系列化开发、麻籽的利用等等,都按照产业链的思路去探索。”在汉麻研究立项之初,张建春就将项目确定为汉麻综合利用技术。“汉麻的研究过去不综合。国内很多地区都有种麻的历史,内蒙古、甘肃是为了收获麻籽,麻籽榨出的油非常香,麻皮和麻秆就扔掉;东北、安徽等地种麻是为了要麻皮,用来拧麻绳,作为地毯制作工艺的底层,跟过去做麻袋一个道理,是典型的粗加工。从应用角度说,有的用籽,有的用皮,有的用秆,根、叶、花则长期无人研究甚至无人问津。麻的六个部分,过去的研究大多集中在皮、秆、籽。其实是把很好的资源扔掉烧掉,以至于麻的应用附加值很低。”
按照开发产业链的思想搞科研,这也使得汉麻综合利用研究从零开始、从种植技术开始,逐步建立起一个独特的庞大的汉麻研究学科,涉及育种、种植、纤维、纺织、材料、造纸、食品等多个行业和领域,汉麻研究也最终形成跨门类跨领域的一个技术集群。
通过几年的不懈努力,军用汉麻材料研究中心科研团队采用现代测试手段,测试分析了汉麻在不同地域、不同生长时间、植物不同部位组成变化的规律,全面分析了汉麻韧皮纤维的形态结构、超分子结构和化学组成,提出了汉麻纤维的分子结构模型和形态结构模型;采用先进的测试方法和测试手段,全面测试分析了汉麻纤维的力学性能、表面性能、抗菌性能、吸附性能、抗紫外性能、染色性能、声学性能、热湿性能、绿色环保性能等,并揭示了这些性能与汉麻纤维内部结构组成之间的关系;在结构性能分析测试的基础上,探讨了汉麻纤维的抗菌防臭机理,防紫外机理,吸湿排汗机理,化学吸附机理等,为汉麻纤维纺织功能产品开发奠定了坚实的基础;全面分析了鲜茎剥皮、机械脱胶、生物脱胶、闪爆加工、高温蒸煮、碱处理、液氨处理、热胀染色、二氧化碳超临界处理、潮态纺纱等对汉麻纤维结构与性能的影响,为汉麻纤维新型加工工艺和加工设备、纺纱工艺设备、染整工艺设备以及汉麻增强复合材料的研发提供了理论上的支撑。
至今,他们已出版《汉麻综合利用技术》、《汉麻种植与初加工技术》、《汉麻纤维的结构与性能》、《汉麻籽加工技术及综合利用》等一系列专著,研究出了18台套新型加工设备,申报了40余项国家发明专利,研究成果得到了行业内和国际上的广泛关注。
2008年岁末,包括11位院士和专家组成的鉴定委员会,面对军用汉麻材料研究中心在汉麻综合利用技术、汉麻结构与性能研究等方面的创举,所有的人都称惊道奇,所有的人都为之震撼。
“作为部队的军需研究单位,我们要为全军的吃穿负责,我们有着强烈的社会责任感。我们在汉麻的科研中遇到了很多困难,最大困难是国际国内市场都没有现成的设备,全部要自己研发,很多东西都是自己原创的,每一步都很艰难。”对于汉麻项目目前取得的成就,部队著名功能服装材料专家、军用汉麻材料研究中心常务副主任张华一脸欣慰:“我们很幸运,我们不但做到了,而且做得非常好。”
2006年,云南西双版纳设立汉麻生态农业基地,一期种植了3万亩汉麻。随后,从云南的红河、石林到北方的通辽、呼伦贝尔,汉麻种植的范围迅速扩大。2009年我国汉麻种植面积扩大到10万亩。伴随着汉麻种植业的蓬勃兴起,这些地区经济得到了发展,农民生活得到了改善。
2007年4月,在军用汉麻材料研究中心技术指导下,中国纺织行业龙头企业雅戈尔集团与宜科科技共同投资2亿元,在云南组建了汉麻产业投资控股有限公司,现已达到年产汉麻纤维5000吨的生产能力,将这项领先于国际水平的汉麻纤维开发利用技术成果推上了产业化道路。
2010年10月,六安市汉麻科技产业园正式开工建设,100万亩的汉麻种植基地也随之启动。
汉麻研究国际影响力不断上升
汉麻的研究进展,引起了国际相关机构和研究人员的关注。2008年10月,应联合国粮农组织邀请,张建春赴罗马参加该组织举办的天然纤维论坛,并作了《天然纤维在中国》专题报告,报告中有关汉麻研究成果及其产业化应用情况,得到了与会专家的强烈反响。联合国粮农组织官员对汉麻综合利用提高边远地区农民收入、减少贫困的作用给予了高度评价。“当大家都在想怎么做的时候,中国的张先生已经做到了。”
鉴于中国天然纤维研究水平和汉麻综合开发利用的示范作用,联合国粮农组织决定与中国工程院联合在中国举办“2009国际天然纤维年——中国天然纤维论坛”,并邀请张建春担任论坛主席。2009年4月15日~17日,论坛在云南西双版纳顺利举办,来自12个国家的近400多名代表参加了会议,就天然纤维发展趋势和中国天然纤维研究进行了广泛的技术交流,扩大了汉麻综合利用研究在国际上的影响力。会上,联合国粮农组织为军用汉麻材料研究中心颁发了奖牌,以表彰其为世界天然纤维种植、加工和应用所作出的突出贡献。