——聚焦广西科学技术奖部分优秀项目成果
广西日报 2016-09-21 ■ 李新雄 关妮纳 朱广晖 邹青青 何丽珍
白先进仔细观察葡萄生长情况。
陈代喜的杉木良种选育技术使9年生的良种杉木胸径达22.3厘米。
吕智(中)荣获人造金刚石诞生50周年“突出贡献专家”称号。
石德顺看护首例转基因克隆牛。
研发团队在分析车型零件结构。
李新雄 关妮纳 朱广晖 邹青青 何丽珍
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为贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中全会精神,大力实施科教兴桂战略、人才强桂战略和创新驱动发展战略,2016年广西科学技术奖励大会对我区155项研究水平高、带动效益好的科研项目成果给予奖励。
创新引领突破,荣誉见证辉煌,成就的取得离不开广大科研工作者的艰辛付出。为弘扬我区广大科技工作者求真务实、勇攀高峰的优良品质和精神风采,笔者走访了荣获广西科学技术奖的部分代表,向公众展示他们的先进事迹、主要成就,让广大观众近距离感受他们孜孜不倦、潜心钻研、创新奉献的优秀品质和闪亮风采。
广西葡萄一年两收创奇迹
——记广西科学技术特别贡献奖“广西葡萄一年两收栽培技术研究与示范推广”
“广西农科院的葡萄一年两收技术就像点金术,种植一年两收葡萄以来,我的收入大幅增加。”天等县上映乡葡萄种植协会会长许绍弟指着300亩葡萄园乐呵呵地说。
广西曾经被认为是不适宜种植葡萄的地区,广西农科院院长白先进及其团队研发的冬葡萄和夏葡萄一年两收错峰上市技术,让广西成为了葡萄一年两收特色优势产区。日前,广西葡萄一年两收栽培技术研究与示范推广,获得了2015年度广西科学技术特别贡献奖。
“葡萄禁区”变成“葡萄优势产区”,奥妙何在?葡萄原本耐旱怕雨,盛产于北方。广西夏季高温多雨,葡萄病害难防,因此广西历来被视为“葡萄禁区”。常规的广西葡萄一年一收栽培,葡萄鲜果上市时间是6-9月,10月以后没有鲜果采收上市。“能不能在气候条件合适、良好土肥技术的基础上,再多收一次果,从而增加农民收入?”一年两收的美好愿景召唤着白先进及其团队为之探索奋斗。
一年两收技术就是在一茬果采收后,经过一个月左右的恢复期,将全部枯叶修剪、催芽破眠之后,刺激其当年萌发,生产第二茬果,由此开启另一个生长周期。
“葡萄一年两收栽培技术的关键点,就是要破眠。一定要突破需冷量的难关,南方才可以栽培葡萄。”白先进介绍了探索研发征程上最大的“拦路虎”。
为了扫除“拦路虎”,他们孜孜以求。就以研发葡萄出芽必须的破眠剂为例,光是探索其精准的科学配比,专家多年来就尝试了上百次。
“我们利用生物调节,解决了葡萄休眠不足的问题,果农7月份收了一茬果后,对葡萄进行修剪和生物处理调节,它就可以再长芽结第二次果。第二茬果在元旦和春节期间成熟,这时候全国都没有葡萄上市,物以稀为贵,我们的葡萄就能卖好价钱了。”广西农科院葡萄与葡萄酒研究所所长文仁德称葡萄错峰上市让果农尝到了甜头。
成功调节第二茬果上市期,冬葡萄的概念就此在广西诞生。目前广西在葡萄创新技术方面已领先全国,获9项发明专利授权,不仅实现了葡萄一年两收的奇迹,而且两收的葡萄夏果早、冬果晚,这一早一晚主攻市场空档,竞争力强,果农赚得更多。
“第一茬夏葡萄在桂林是7月上旬成熟,而在南宁则是6月上旬成熟,比北方主产区提早1-2个月。第二茬冬葡萄由于秋冬阳光好、雨水少,昼夜温差大,有利于培育优质浆果。值得一提的是,科技人员正通过技术改进和品种多样化,根据市场需求,将在广西实现葡萄鲜果的全年供应。”文仁德说。
这样一组振奋人心的数据佐证了一年两收技术的巨大成就:2005年推广葡萄一年两收技术的时候,广西整个葡萄产业的产值大概是2.4亿元,2014年,广西葡萄产值超过20亿元,原来种植面积10几万亩,现在接近50万亩,葡萄一跃成为广西第三大产值的水果产业。
目前,这一技术成果也在福建、广东、云南、海南等地应用推广。此外,广西还在国内首次成功实现了酿酒葡萄一年两收栽培的技术突破,对促进我国南方葡萄酿酒产业发展具有现实意义。
用工匠精神选育杉木良种
——记广西科技进步奖一等奖“广西杉木良种选育及大中径材高效培育技术研究与示范”
从杉树良种选育的“门外汉”到对杉木良种选育一知半解,再到成为该领域理论功底扎实、实战经验丰富的权威行家,细细算来,陈代喜在杉木良种选育道路上跋涉了34年。梦想照进了现实,由陈代喜牵头负责的“广西杉木良种选育及大中径材高效培育技术研究与示范”项目成果达到了国际同类研究先进水平,获2015年广西科技进步一等奖。
这项达到国际领先水平的技术“牛”在哪里?
“林以种为本,种以质为先。林木良种是林业可持续发展的基础。杉木良种最高年生长量达到每亩2.4立方米,是普通品种的4.3倍。有了广西杉木良种选育及大中径材高效培育技术研究与示范这项技术,9年生的良种杉木胸径就可达到22.3厘米,高度达19.2米,而普通杉木至少得生长20年。节省了10年左右的时间。”陈代喜介绍说。
我区杉木林有131.1万公顷,占全区乔木优势树种组的14.5%。然而,传统杉木种植多以中小径材为经营目标,难以满足社会经济建设对大中径材的需求。同时,由于良种使用、种植栽培技术问题的阻碍,杉木整体造林成效一直不够显著,尤其是缺乏大径材,使得造林市场上其表现远不如外来树种按树有优势。
广西杉木良种选育及中大径材高效培育技术研究与示范,解决了杉木传统人工栽培产量低、大中径材缺乏,无法满足社会经济发展需要的缺陷。从上个世纪八十年代开始,广西林科院就组织专家开展杉木的良种选育和栽培技术研究。相关科研工作也相继被列入国家“六五”至“九五”攻关课题。通过种质资源的搜集,以及多年、多点的重复选育工作,科研人员逐渐建立了拥有1200多份的种质资源库和5000多亩良种繁育基地,筛选出300多份优良种质材料,选育审定通过了21个优良品种。2002年,科研人员又展开了对杉木大径材的良种培育研究工作。
科研团队一次次奔赴林场山间,夜以继日在实验室分析、处理海量的数据,反复论证,精益求精,备尝艰辛。
他们以来自广西、福建、广东、湖南、贵州和浙江等省(区)的562个半同胞家系和不同层次群体转化的129个无性系,以及广西早期营建的杉木种子园控制授粉的120个杂交组合为研究对象,采用完全随机区组设计和完全谱系试验设计,于1984年、1985年、1986年、1987年、1991年、1992年、1993年和1994年进行造林试验,最终以2014年底测定的生长量数据为基础,综合评定决选出一大批优良种质材料,为广西杉木良种事业发展打下了良好的基础。其中,有11个家系和7个无性系以及3个杉木种子园种子通过广西林木良种审定。
同时,团队还创建出一套成熟的杉木大中径材高效培育技术体系,使用规范容器培育杉木良种,提高了杉木壮苗生产的技术含量。
30多年的持续攻关,科研人员的心血没有白费。陈代喜表示,这项技术不断得以推广,将促进杉木产业快速发展。杉木每年的造林面积将达到100万亩以上。现在一个由良种生产、高效培育技术推广和木材加工利用的杉木产业链正在快速兴起,极大推动了广西林业和社会经济的发展。
国际定价权这样争取来!
——记广西科学技术特别贡献奖“高效加工金刚石工具的开发与应用”
高效加工金刚石工具产品性能指标达到国际领先水平,使广西在玻璃磨轮及打孔钻产品上具有国际定价权;首次提出以最小单位体积破碎功为目标值的工具设计理念,使超硬材料工具制造从技艺走向科学;在国际上首次将产品应用到非石材矿山开采和铁族材料加工,颠覆金刚石不能用于黑色金属加工的理念……“高效加工金刚石工具的开发与应用”项目以其独一无二的技术创新亮点使全球同行刮目相看,为实现中国超硬材料的强国之梦打下了坚实的基础。日前该项目斩获了2015年广西科学技术特别贡献奖。
从最初不太情愿搞金刚石工具研究到后来痴迷研发,“高效加工金刚石工具的开发与应用”项目负责人、中国有色桂林矿产地质研究院院长吕智幽默地说:“这辈子我就交给金刚石工具研究了。”
长期以来,我国的金刚石工具制造和应用技术远远落后于欧美发达国家,高效加工金刚石工具领域都被外商垄断。10年前,吕智暗下决心:用自主研发的技术突出洋品牌重围,让“中国制造”扬眉吐气。从此,金刚石高效加工工具研发征程上多了一位无怨无悔、迎难而上的探索者。
高效加工金刚石工具开发属于特定行业的专业性尖端技术,科研机构对此研究甚少,加上国外对我国制造高档金刚石工具技术实行封锁,因此可供参考的前期研究资料几乎是一片空白。吕智的团队想方设法坚持两条腿走路——一方面在海量的文献数据里检索,希望能收获可供借鉴的蛛丝马迹;另一方面追本溯源,从实验室实验开始探求。
研发高效加工金刚石工具的难点是如何达到工具效率与寿命的完美统一。瞄准这一目标,吕智及其团队跟研发难关较上了劲。熟悉吕智的人都知道他是个工作狂,他总有做不完的试验、想不完的问题。多少年来,几乎没有节假日和休息日,一旦试验进入关键节点他还要熬夜。上天仿佛有意考验他,有时候研发的工具切割效率不错,但使用寿命不如人意;有时候情况正好相反。靠着十年磨一剑的努力,吕智团队研发的高效加工金刚石工具填补了国内该领域技术空白。
凭借自主研发的深厚“内功”,吕智团队研发生产的金刚石绳锯目前不仅在国内几乎占领百分之百的市场,还在国外轻松占据50%以上的市场份额,“我们的目标是再过3-5年,产品完全占领国际市场”,吕智信心满满地说。
值得一提的是,吕智团队在国际上首次将产品应用到非石材矿山开采和铁族材料加工,开辟工具应用新领域,颠覆金刚石不能用于黑色金属加工的理念。玻璃磨轮及打孔钻产品达到国际领先水平,牢牢把握了国际定价权。
还是用数据来说明“高效加工金刚石工具的开发与应用”项目的巨大成就吧:创新金刚石表面处理及胎体改性技术,解决了工具效率与寿命无法同时提高的行业重大技术难题;获国家专利105件,其中国内发明28件、国际发明2件;该项目技术已在国内全面推广使用,已累计实现销售收入近30亿元,利税近3亿元,创汇3亿多美元;已使我国金刚石绳锯、高端玻璃磨轮及超薄壁打孔钻头等产品由90%以上依靠进口变为90%以上国产化,并实现批量出口……
让“水牛谷”更“牛”
——记广西自然科学奖一等奖“水牛体细胞克隆和干细胞建系关键技术与机理的研究”
水牛作为南方一种宝贵的家畜品种资源,被联合国粮农组织誉为最具开发潜能的家畜,特别是水牛奶的酪蛋白含量是黑白花奶牛牛奶的4倍。
广西是中国存养水牛最多的省份,因而被称为“水牛谷”。虽说水牛是广西的一大特色,但长期以来水牛主要作为役用,乳肉生产性能低。如何利用水牛体细胞克隆技术和干细胞技术实现水牛的定向遗传改良和快速扩繁,突破水牛产业发展的瓶颈?广西大学的“牛人”们瞄准这一技术空白,领命出征。
1957年和1974年,中国农科院广西水牛研究所分别从国外引进乳用河流型摩拉、尼里拉菲水牛,对广西本地水牛进行了科学改良,使得广西的水牛既耕田又产奶。
1991年,水牛研究领域的领军人物,现任广西大学动物科学技术学院院长、动物繁殖研究所副所长的石德顺学成回国。凭借扎实的理论和过硬的技术,他先后在国内建立了一套高效的牛体外受精程序,繁殖试管牛犊230余头,各项主要技术指标达到国际先进水平。随后的研究征程上,以石德顺为代表的“牛人”们不断创造“神话”。
2004年成功研究世界首例体细胞克隆水牛,2005年研究成功世界首例成年体细胞克隆水牛……一次次突破,一次次成功,见证了石德顺团队勇攀科学高峰的执着。
经过几代“牛人”系统地深入研究,初步探明了水牛卵母细胞成熟机理、体细胞重编程的机理、核质互作关系及克隆效率的影响因素,成功建立了一套高效的水牛体细胞克隆技术体系,先后获得了世界首批体细胞克隆水牛6头。弄清了水牛干细胞自我更新和多能性维持的分子原理,建立了水牛ES和EG细胞的分离培养,在国际上首次获得了水牛ES、EG和iPS细胞系;并首次成功培养获得了来自水牛精原细胞的精子细胞。
水牛体细胞克隆和干细胞建系关键技术与机理的研究项目也因此获得了2015年度广西科学技术奖自然科学奖一等奖。
他们常说:“成就不是个人的,而是几代人共同努力的结果。”
广西大学动物科学技术学院博士生导师陆凤花回忆起上世纪八九十年代搞研究的情景时,用“非常艰苦”来形容。研究设备、实验室简陋,资金、人才缺乏,文献资料稀少……研究人员迎难而上。为了得到新鲜的水牛卵巢,课题组成员凌晨四五时便分头骑自行车去各个屠宰场收集。为了保证卵母细胞有良好的活力,他们拿到水牛卵巢后一刻都不敢耽误地赶回实验室做实验,实验一做就是一上午甚至一天,饭都经常顾不上吃。“搞水牛研究没有秘诀,必须能吃苦受累、有耐心、有定力。”
挑战这一处在世界前沿的研究,需要团队成员持续不断地创新,摸索适合水牛研究的方法,自主设计、生产相关设备。为了让体细胞和卵母细胞更好地融合,他们想方设法设计出了独特的电极。“既要保证细胞的活力,又要保证体细胞能够融入卵母细胞,我们对于电极的使用研究进行了很长时间的探讨、实验。”经过一次次试验,最终使细胞融合的成功率从40%提高到了90%。
在几代科研人员的不懈努力下,广西已经获得了世界首例的体外受精水牛、性别控制水牛、克隆水牛、转基因克隆水牛和水牛诱导多能干细胞,在水牛的胚胎生物技术和干细胞技术研究中走在了世界前列,这是广西的技术优势。水牛体细胞克隆技术的发展必然给广西水牛产业化的发展带来良好的社会效益。
挺起“国民神车”的脊梁
——记广西科技进步奖二等奖“紧凑型商务车整车工程创新技术及应用”
突破国际汽车公司的技术封锁,自主研发出以五菱宏光为典型的紧凑型商务车整车工程创新技术;引领国内微车的发展方向;五菱宏光自上市以来缔造了各种销售传奇,连续5年蝉联国内MPV销量冠军,带来巨大的经济效益……这一系列骄人的成就和荣誉是荣获2015年广西科技进步奖二等奖的“紧凑型商务车整车工程创新技术及应用”项目在短短几年时间内创造的业界神话。该技术从诞生之日起就凭借其强大的体系竞争力,把五菱宏光打造成了中国国民“神车”。
“紧凑型商务车整车工程创新技术及应用”项目由上汽通用五菱汽车股份有限公司负责研发,李江柳是主要负责人。“我们想创立一整套基于用户需求为导向的整车集成设计理论与设计方法,以实现产品升级与转型。我们的研发过程可以用屡败屡战、越挫越勇这两个成语概括。”李江柳对那段迎难而上的探索经历记忆犹新。
没有任何可以借鉴的资料,要突破国际汽车公司的技术封锁,只能边学边摸索。困难显而易见,研发团队成员一头扎进实验室,加班加点地跟技术难题“死磕”。把头脑里成百上千的想法梳理后结合各种参数设计图纸,再按图纸组装骡子车(指在产品开发最初期,使用手工制造零件或手工改制零件搭制的样车),研发团队经过18个月头悬梁、锥刺股的勤奋努力后,向成功迈进了一大步。
样车弄出来了,还要检验它性能如何。试车过程的刺激惊险和煎熬不亚于拍美国大片。
在新疆吐鲁番火焰山近50℃高温下,骡子车好比桑拿笼,李江柳和团队成员挑战耐热极限,挥汗如雨反复试车,曾有司机因此中暑……
在东北极寒地区,研发人员曾经连续20天每天凌晨3时,在低于-40℃的严寒时候冒险到户外测试车子。在冰面上车子刹车打不打滑,电动开关系统能否正常运转,车子暖气够不够……刺骨的寒风无情地考验研发团队……
在崎岖不平的山路上,骡子车颠簸得厉害,好几次司机握不稳方向盘差点翻车。
李江柳和团队凭着精益求精、奋勇创新的理念扫除了前进道路上的“拦路虎”。
权威评价显示,紧凑型商务车整车工程创新技术的创新点包括:研究用户导向的产品开发系统,形成基于成本与质量平衡、性能驱动为主的紧凑型商务车设计与质量控制体系;针对产品开发验证周期长、市场响应慢的问题,提出了一套结合虚拟分析与集成优化的平台化、模块化、差异化的短周期正向开发方法;突破了汽车生产一致性控制要素多的难题,形成了保障汽车关键性能的生产制造稳健控制技术。运用该创新理论开发的五菱宏光车型在动力性、经济性、空间、操作稳定性、NVH舒适性等性能指标方面全面超越国内外同级别对手。
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