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　　納米開啟新時代——寫在山西長治建成全國最大納米碳生產示范基地之際

　　科學家們預測：納米科技應用于農業生產，必將引發世界農業的一次革命！

　　——題記

　　【引言】

　　進入山西省長治市，未到市區，便能遙遙望見一座高聳的金色銅像。這座銅像高39米，是位手捧谷穗的老人。作為城市的標志，他從城市東面的百谷山上俯視著素有天脊之稱的上黨大地。

　　相傳，正是這位老人在百谷山上嘗百草，找到了澤被后世的谷種，開創了中國的農耕文化。他，就是傳說中的中華民族的始祖炎帝神農氏。

　　讓我們穿越幾千年來到史前的那個黃昏。

　　對于當時仍以漁獵和采集為生的炎帝氏族部落來說，饑餓仍是他們最大的敵人。炎帝神農氏，這位出生在陜西寶雞、長著牛頭人身的中華始祖，帶領著他的族人向東開始了漫長而又艱難的遷徙。因為他們相信，“朝著太陽升起的地方走，就會找到溫暖和有食物的地方”。他們來到了黃河中上游一帶，百谷山的所在地古上黨地區。

　　那一日，在對眾多植物經歷了一次次的尋找、嘗試、失敗，一次次身體中毒的苦痛折磨之后，炎帝神農氏竟連中72毒，幾乎死去。但就在那一日，炎帝神農氏終于找到了那顆在日后給予氏族人溫飽，并養育了世代炎黃子孫的種子，而隨著那顆種子——黑黍的找到，中華歷史也跨入了一個嶄新的時代。

　　正是這顆被認定為谷子祖先的谷種，孕育了黃河流域5000年輝煌燦爛的華夏文明，成就了幾千年來中華民族的豐衣足食和文明昌盛。

　　時光穿梭，歲月悠悠。當農業發展經歷了漫長的原始農業、傳統農業之后，進入了以廣泛應用現代科學技術、普遍使用現代生產工具、全面實行現代經營管理為特征的現代農業。綠色農業、有機農業、節水農業、工廠化農業、精準農業、海洋農業、生物農業……應運而生。

　　這是21世紀2007年6月的一天，幾位科學家的智慧在不經意間碰撞出火花——將高科技、全新的納米技術應用到農業生產之中。他們把一種叫做納米碳的材料第一次應用到化學肥料中，開辟了化肥產品全新的領域和概念。

　　2008年至2011年，科學家們縱橫全國16個省、市、自治區，在不同地域、不同土壤、不同作物中開展納米碳增效肥的試驗示范，一舉突破高產瓶頸，掀開了使用先進科技實現農業節肥、增產、增收的新篇章。

　　2010年，神農故里的山西長治正處在轉型跨越發展的關鍵時期，迫切需要以高端、高質的戰略新興產業帶動全市經濟總量高質量翻番。尤其在農業領域，具有世界領先水平、符合產業發展要求的好項目，是推動全市農業增產、農民增收的重要支撐。長治的決策者敏銳地捕捉到：納米科技與農業生產結合的這一創舉，必將引發世界農業的一次革命！

　　2011年3月，山西華農納米科技有限公司年產50000噸納米碳溶膠、2000噸納米碳粉項目落戶山西長治。

　　2012年3月，全國最大的納米碳生產示范基地在長治潞城建成。

　　那位凝眸深思、俯視大地的老人，是否見證了這一切？！

　　上篇：探索與發現

　　神奇納米闖入生活

　　人類文明是一部進步史、發展史，更是一部探索與發現的歷史。

　　正如遠古時期炎帝神農嘗百草、制耒耜、種五谷，解決了民以食為天的大事，為人類由原始游牧生活向農耕文明轉化創造了條件一樣，從蠻荒時代到宗教時代，從戰亂年代邁向現代文明，無不閃耀著科學的光芒：無論是指南針、火藥還是電燈、電視、電話，無論是照相機、計算機、互聯網還是人造衛星、航天飛機，無論是化學肥料、有機食品還是器官移植、試管嬰兒……空間技術、信息技術、生物技術、材料技術……許許多多的探索、發現和發明、創造，使人類許許多多的夢想成為可能，變成現實，并以此推動著社會飛速向前發展。

　　上世紀，人類開始進入飛速發展的科學時代，尤其是從宏觀世界直抵微觀世界，人們認識、改造微觀世界的水平提高到了前所未有的高度。

　　從石器時代開始到現代，人類從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術，都與一次性削去或者融合數以億計的原子以便把物質做成有用的形態有關。“為什么我們不可以從另外一個角度出發，從單個的分子甚至原子開始進行組裝，以達到我們的要求？”1959年，著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼在所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講中指出。費曼說：“至少依我看來，物理學的規律不排除一個原子一個原子地制造物品的可能性。”

　　這便是關于納米技術最早的夢想。

　　70年代，科學家們開始從不同的角度提出有關納米科技的構想。1974年，科學家唐尼古奇最早使用納米技術一詞描述精密機械加工；1982年，科學家發明研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，為人類揭示了一個可見的原子、分子世界；1990年7月，第一屆國際納米科學技術會議在美國巴爾的摩舉辦，標志著納米科學技術的正式誕生；1999年，納米技術開始逐步走向市場。

　　進入21世紀，“納米”這個曾十分生疏的字眼，便開始頻頻出現在我們的視野。微電子、生物、光電、化工、醫學、農業、航空航天、陶瓷、化妝品、紡織品、涂料、抗菌材料等等，“納米”似乎無往而沒有，無往而不能。

　　那么，何謂納米？源自納米的納米科學、納米技術、納米材料是什么？又有什么神奇的作用？

　　納米（nm），是如同人們再熟悉不過的米、分米、厘米一樣的長度單位，1納米等于十億分之一米，相當于4倍原子大小，萬分之一根頭發粗細，比單個細菌的長度還要小。形象地講，一納米的物體放到乒乓球上，就像一個乒乓球放在地球上一般。

　　科學家們研究發現，當物體的尺寸小到0.1至100納米范圍時，將顯示出許多常規尺寸不具有的優異性能，具有高強度、高韌性、高比熱、高膨脹率、高電導率、極強的電磁吸收能力等特性，如原本導電的銅到某一納米級界限就不導電，原來絕緣的二氧化硅、晶體等，在某一納米級界限時開始導電。

　　這種納米尺度范圍的材料就是納米材料，又稱超微顆粒材料，而研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用的技術就是納米技術，亦即在納米尺度（0.1～100納米）上，能夠操縱單個原子或分子進行加工制作的技術，并由此產生了在納米尺度（0.1～100納米）上研究物質的特征和相互作用，以及如何利用這些特征的科學——納米科學，包括納米生物學、納米機械學、納米材料學、原子/分子操縱和表征學、納米制造學等。

　　用納米材料制作的器材重量更輕、硬度更強、壽命更長、維修費更低、設計更方便；

　　如果在衛星上用納米集成器件，衛星將更小，更容易發射；

　　利用納米技術制作的藥物可以阻斷毛細血管 “餓死”癌細胞，納米技術可以觀察病人身體中的癌細胞病變及情況，以便讓醫生對癥下藥；

　　用納米氧化物做成廣告板，在電光的作用下，會變得更加絢麗多彩；

　　用納米金屬顆粒粉體作催化劑，可加快化學反應過程，大大提高化工合成生產率；

　　不用洗滌、不染油污的紡織品，防輻射的服裝，利用納米材料還可以制作出特定性質的材料，如生物材料和仿生材料；

　　……

　　科學家們還進一步憧憬，用碳納米管做的繩索是惟一可以從月球上掛到地球表面，而不被自身重量所拉斷的繩索；

　　如果用碳納米管做成地球～月球的乘人電梯，人們到月球就很容易了；

　　……

　　理查德·費曼的預言變成了現實，人類可以按照自己的意愿直接操縱單個原子、分子，制造出具有特定功能的產品。而這一“可以”帶來的是一場空前的“革命”——

　　21世紀將是“納米”的世界。

　　劉鍵其人

　　隨著科學家們的一次次努力，“納米”已不再是一個冷冰冰的科學詞匯，人們從電視廣播、書刊報章、互聯網絡，一點點認識了“納米”。“納米”已走出實驗室，來到人們的生活中。

　　據估算，至2010年僅納米技術的市場容量就已達到14400億美金。納米技術未來的發展空間無法估量，并與信息科學技術、生命科學技術被譽為21世紀推動人類發展的科技“三劍客”，它們的發展將使人類社會、生存環境和科學技術本身變得更美好。

　　雖然還只是處于基礎研究，距離應用階段還有較長的距離要走，但是由于納米科技所孕育的極為廣闊的應用前景，世界各國都將其作為國家提升核心競爭力的戰略選擇，不惜重金發展納米技術，力圖搶占納米科技領域的戰略高地，美國、日本、英國等發達國家紛紛制定研究計劃，進行相關研究。我國于1991年召開納米科技發展戰略研討會，制定了發展戰略對策。2006年，國家中長期科學和技術發展規劃綱要又將其列為之于蛋白質研究、量子調控研究之后的第三項重大科學研究計劃。近20年來，我國納米材料和納米結構研究成就引人注目，位列世界前列，涌現出了大批從事納米技術研究的科學家和科技人員。

　　劉鍵即是我國著名的納米專家之一，也是曾承擔多項國防重大科學研究項目的首席專家，其納米制備技術研究水平居世界領先地位，并率先實現了納米材料在多個領域的產業化應用。

　　劉鍵，早年畢業于清華大學機械動力系，長期從事材料學研究，現為博士、教授級高級工程師、國家納米工程應用中心特聘教授、清華大學客座教授、北京華龍肥料技術有限公司董事長。

　　當過知青、當過官員的劉鍵被人稱為“當代愛迪生”、“愛迪生Ⅱ號”。劉鍵自小聰明過人、思維獨特，動手能力極強。4年的機械動力學熏陶，劉鍵已成為人們公認的“發明家”。20多年前，當那個神奇的“納米”開始闖入人們的生活時，劉鍵便義無反顧地迷戀上了它，即便是從政的10多年里也從未放棄。

　　2012年4月的首都北京，風和日麗，暖風拂面。記者見到已是花甲之年的劉鍵時，他正埋首于位于北京大興的實驗室進行一種納米材料的試驗研究。見到遠道而來的記者，劉鍵有些無奈和不忍：“我是第一次接受記者采訪。”記者則暗自慶幸一個地方媒體的記者能有機會和大家面對面對話。

　　和藹親切的面龐，簡單樸素的衣著，對于自己傳奇般的經歷幾緘其口，而一說起“納米”則滔滔不絕。

　　劉鍵說：“納米技術是一門交叉性很強的綜合學科，是以現代混沌物理、介觀物理、量子力學、分子生物學等學科為基礎，制造新型物質材料的一種新興科學技術，研究的內容涉及現代科技的廣闊領域，有些目標需要長時間的努力才會實現。”

　　記者幾近囫圇吞棗地接受了一次關于“納米”的科普教育。

　　物體如何就能變成納米大小？什么物質最容易到了納米尺寸？

　　劉鍵的靈感來源于墨。據科學家們考證：最原始的納米材料在我國公元前12世紀就出現了，那就是中國的文房四寶之一——墨。科學家們認為，墨中的重要成分是煙，實際上，煙是由許多超微粒碳形成的，而制造煙和墨的過程中就包含了所謂的納米技術。

　　煤燃燒冒出來的煙聚積成黑灰是制墨的主要原料，煤是最普遍的物質，碳是煤最主要的成分，是一種結構特殊的非金屬材料，在非金屬材料中占有非常重要的位置，有金剛石、石墨、富勒烯、無定型碳等同素異形體。劉鍵選擇了石墨。

　　爆炸還是燃燒？這似乎符合人們的傳統思維。而慣于逆向思維的劉鍵則認為爆炸和燃燒太過原始和低級。不要說污染環境，那四處噴灑的粉塵又將如何收集？況且石墨的熔點又高。劉鍵說，他人生最幸福的事情就是做實驗，把不可能變成可能。

　　石墨硬度很小、導電性強、化學性質穩定，何不用電極的方法？自己造設備、自己裝機器，劉鍵將固態碳制成電極，放入電解質溶液中，加以直流脈沖電流。

　　一次次試驗、嘗試，劉鍵愜意地徜徉在科學創造的天地里。終于，經過十多年的創新性研究，劉鍵用“脈沖式電極法”得到了顆粒度在50納米以下、通常顆粒度可達到20納米的多孔球形納米石墨碳，并相繼獲得了脈沖式電極法制備納米石墨碳溶膠和碳粉的低成本可控納米材料生產技術等多項國家發明專利。

　　科學家們稱，這種利用脈沖式電極法得到的納米碳材料使原有物質的理化性狀發生質變后形成超微顆粒，具有小尺寸效應、表面效應、量子效應和宏觀量子隧道效應，改變了物質的吸附性、柔韌性、磁性、導熱性、導電性等，可廣泛應用于各種導電漿料、蓄電池電極材料、添加劑、磁性材料、發熱材料等多個領域。

　　劉鍵喜形于色，一心想著要把這一成果應用在軍工和化工領域。然而，把這么高精尖的納米技術應用在化學肥料中則純屬偶然。

　　肥料也納米？

　　2007年6月18日，北京。

　　在當天舉行的一次尖端技術和材料制備應用研討會上，劉鍵與馮元琦、張志明不期而遇。

　　馮元琦，原國家化工部總工程師，化工設備研發制造總監，我國知名的化學肥料專家。

　　張志明，中國科學院沈陽應用生態研究所研究員，中國腐植酸工業協會顧問，我國著名肥料專家。

　　科學家們相遇，談論的話題不外乎自己多年致力研究的領域，也對對方的研究充滿了好奇。

　　就在研討會即將結束的時候，幾個人聊得越發熱乎起來。這時，他們的共同話題成為正被人們逐漸熟知卻又不知如何下手的“新玩意兒”——納米。

　　馮元琦向劉鍵道：“納米越來越炒得熱了，您這研究材料的有啥新發現沒？”

　　這可說到劉鍵的心坎上了：“我已自行制備出了納米石墨碳粉，正嘗試著應用在軍工和化工領域呢！”說著，劉鍵把自己隨身攜帶著的“寶貝”——納米石墨碳粉從口袋里掏了出來。

　　沒有那么多的“陽春白雪”。在同深奧的科學技術打了一輩子交道的科學家們心里，科學嚴謹的另一面便是不斷用“通俗”的方式去嘗試、去探索。

　　馮元琦接過劉鍵遞過來的一小袋納米石墨碳粉，左看看右看看，又是摸又是聞：“這東西單憑看是看不出什么特別之處來，都說納米神奇，這要驗證才能知道呀！”

　　聊天聊到這個份兒上，天知道科學家們會聊出什么新思路來！

　　劉鍵眼前一亮：“您老想怎么驗證？”

　　這時，坐在一旁的對我國長效肥料研究、免中耕農業推廣與應用作出劃時代貢獻的張志明若有所思：“我搞了一輩子肥料，和土地打了一輩子交道，能不能把這納米材料加到化肥中？”

　　劉鍵一聽這話，直拍腦門：“對呀！這包納米石墨碳粉就送您了，您拿回去試驗試驗看。”

　　當天會議結束后，張老拿著那包看似沒啥特別的“納米材料”回到了沈陽的試驗基地。

　　沈陽的6月，正是萬物勃發的好時節，試驗基地里的茄子和番茄苗綠油油一片。依張老多年的科研實踐，要想作物增產增收，當土壤、水分、氣溫等一切基本條件不變的情況下，除了選取優良品種之外，另一個重要貢獻者就是化肥。張志明用了一個最簡單的方法：把這包納米石墨碳粉均勻地添加在了化肥中。

　　整地、播種、澆水、施肥，張老辟出一小塊地開始補種上茄子和番茄苗。

　　夏季天長夜短，張老不顧天氣炎熱，整天撲在試驗田里，侍弄著那些茄子、番茄苗一天天長大。

　　這邊張老的試驗仿佛有些離奇，那邊遠在北京的劉鍵也有些好奇，每天穿梭在實驗室中，一旦手中的活兒停下來，就開始“想念”沈陽張老的試驗。

　　一個月后，劉鍵有些等不及了，打電話詢問張老的試驗有何進展。

　　“等等啊，現在我還不敢講……”張老不緊不慢道。

　　“張老，您趕緊講嘛，好就是好，不好就是不好！”劉鍵催促。

　　38天后，張老小心翼翼地收獲了試驗田里的茄子和番茄。一番認真測產和與對照田作比較，結果著實嚇了張老一跳：茄子增產40%，番茄增產80%多，肥料也比原來少用了許多。

　　一向悠悠然的張老有些不知所措：做了一輩子的試驗，見證了許許多多試驗效果，今次的結果令人難以置信！難道是試驗過程中哪里出了問題？張老一遍又一遍地翻看記錄，回憶一個月來的每一次澆水、施肥、管理。

　　劉鍵等不及了，又開始催促。

　　張老犯了難，這一試驗結果大大地超出了張老心中對 “科學嚴謹”一詞的理解，一時不知該如何把這個消息告訴劉鍵。

　　“結果到底怎么樣啊？您老給個話呀!”劉鍵這回真急了。

　　“茄子增產40%，番茄增產80%多！”張老記不得自己是怎么說出這個結果的。

       電話那邊的劉鍵頓時愣住了。稍稍冷靜之后，劉鍵說：“您老來北京，咱們在北京再做一下試驗。”

       于是，張老來到了北京，在中科院大興基地進行試驗,奇跡再次出現。隨后，他們在農業部優質農產品開發服務中心展開了多項實驗，此是后話。

       又過了一個多月，劉鍵把試驗結果告訴了中國農業科學院原副院長、我國著名土壤肥料植物營養學家劉更另院士。劉老當時幾乎沖著劉鍵喊了起來：“這簡直是胡鬧！納米材料這么貴，怎么可以用在肥料上，我一定要親自去看看!”

       第二年夏收時節，劉老執著地來到劉鍵的小麥測產現場。在聽取情況介紹和實地察看后，劉老打消了疑慮。自此以后，劉更另院士的態度180度大轉變，不僅親自試驗，還對劉鍵在全國各地多種農作物中的試驗進行跟蹤，成為這項新技術的“鐵桿”支持者：“在化學肥料中放入一定比例的納米石墨碳粉是一項新技術，建議做深入細致的研究。”

       幾位科學家智慧的偶然碰撞，開拓了納米材料在肥料應用方面的新領域。肥料也納米？或許，這便是深奧科學最終總是落腳到人類最基本的衣食住行上吧！

       中篇：推廣與應用

       撲身中華大地的“巡回猜想”

       自從那位手捧谷穗的老人開創了中華農耕文明，數千年來，農業一直是我們這個世界上人口最多國家賴以生存的基礎產業，并始終朝著作物高產、穩產、優質、高效的目標進發。

       令人意想不到的試驗結果，劉鍵的思維又快速轉了起來。

       進入新世紀，世界各國不僅重視納米技術在工業、高科技產業中的應用，而且也越來越重視其在農業和食品工業中的應用，據美國農業部預測，納米技術將使整個農業生產方式和食品工業發生變革。事實上，納米技術已在精確農業、智能施藥系統、食品包裝與加工、加工與粉碎技術、光催化技術、人工模擬等農業領域得以突破性應用。

       但就肥料領域來講，還未有人涉足。有關數據顯示，我國用占世界耕地總量9%的土地解決了占世界21%人口的溫飽問題，其重要原因之一就是化肥的廣泛應用，帶來糧食作物的增產高產。目前，我國已成為世界上最大的化肥生產國和消費國，年消費接近世界1/3的肥料，且肥料的當季利用率僅為30～35%，需求量還呈現不斷增長態勢。而那些沒有被作物吸收的肥料一部分儲存在土壤中被土壤吸附，一部分以氣態形式進入大氣，成為溫室氣體的主要來源，還有相當多的進入地下水，成為農業面源污染的主要來源，同時，肥料的生產消耗了大量的煤炭、石油、天然氣、電等資源。

       “隨著世界化肥向高濃度化、復合化、緩/控釋化發展，化肥生產工藝的創新、技術的進步、產品結構的優化勢在必行，對于我國乃至全世界農業產業變革、發展農業低碳經濟意義非凡。將高科技、全新的納米技術，應用到肥料領域！”此時，“納米”炒作已掀熱浪，大戰此起彼伏，各種植物生物肥料也是競相涌現。劉鍵毅然決定，利用納米材料的變異特性研究開發納米碳增效肥料，即將一定比例的納米碳材料添加到傳統肥料中，利用納米材料改性傳統肥料，使肥料利用率和作物單產得以大幅度提高。

       這一尚屬國際首創的新型技術，吸引了一批致力農業生產研究的科學家、專家和科研人員。劉鍵注冊成立了擁有多項自主知識產權的高科技創新企業北京華龍肥料技術有限公司，親任董事長，并得到各方大力支持，在北京市大興區有了實驗基地。劉鍵，不再單槍匹馬。

       2007年秋收后，冬小麥播種在即。

       劉鍵和他的團隊爭取到了在北京市朝陽區農業部優質農產品開發服務中心示范園區、中國科學院地理研究所山東禹城站、北京市大興區農業科學研究所進行冬小麥施用納米碳增效肥試驗和節肥試驗。

       選取3種不同的冬小麥品種，設置對照（不施肥）、常規肥、碳酸氫銨、長效碳酸氫銨、納米碳增效碳酸氫銨、納米碳增效尿素、尿素、納米碳等7到8個施肥處理，分底肥、返青肥、拔節肥、灌漿肥4次施用，統一施肥、統一澆水管理。

       度過了漫長的冬天，到了收獲的季節。次年6月夏收進行測產，結果令人震撼：納米碳增效碳酸氫銨、納米碳增效尿素施用量只用了普通肥料施用量的50%，產量卻平均增產在15%以上，遠遠高于其它施肥處理。

       那納米碳增效肥施于不同的土壤、不同的氣候、不同的作物又將如何？從2008年開始，劉鍵和他的團隊縱橫全國各地“巡回猜想”。

       東北的大豆、漢江的水稻、新疆的棉花、北京的黃瓜、四川的獼猴桃、山東的蘋果、山西的旱地西紅柿……

       4年多來，北京華龍肥料技術有限公司會同國家雜交水稻工程技術研究中心、國家大豆工程研究中心、中國科學院東北地理與農業生態研究所、中國農業大學、吉林農業大學、云南省農業科學院、黑龍江省農業科學院等多家科研院所校的科研人員，在東北三省、北京、河北、河南、山西、山東、湖北、湖南、江西、云南、四川、海南、廣西、新疆等16個省市自治區的多個地區，進行了多品種、多地域的納米碳增效肥趨勢性試驗，涉及水稻、小麥、玉米、大豆等糧食作物，蔬菜、水果、花卉、棉花等經濟作物30多種、百余個品種。

       為使作物枝葉茂盛、葉色綠濃，要施用氮肥；為使作物根系發達，增強抗旱抗寒能力，提早成熟、子粒飽滿，要施用磷肥；為促進作物生長，增強抗病蟲害、抗倒伏能力，應施用鉀肥，而納米碳增效肥能起到什么作用呢？

       幾年的試驗，科學家們綜合實驗室和田間試驗數據分析：將粒徑為20納米的多孔型碳材料，以千分之三的比例加入傳統化肥中升級傳統化肥為納米碳增效肥，為世界首創。這一融合了高新技術的新型肥料施入土壤，可有力地促進作物對養分的吸收，促進葉綠體內淀粉粒的合成、運輸，提高作物的光合作用效率，并使作物細胞中的線粒體大量增多，增強呼吸作用，從而加速作物的新陳代謝，促進作物生長，并呈現出增產幅度大、減少施肥量、提高作物品質、減少化肥對土壤和水體等的破壞、減少農民在農業種植中肥料成本的投入等諸多特點。

       成果轉化的艱辛與欣喜（1）

       千百年來，不論是歐洲還是亞洲，人類都把動物糞便當做主要肥料。據古希臘傳說，用動物糞便作肥料是大力士赫拉克羅斯首先發現的。他用河水沖牛糞，沉積在附近的土地上，使農作物獲得了豐收。進入18世紀，隨著世界人口迅速增長，歐洲爆發工業革命，對糧食的需求大量增加，化學家們開始對作物的營養學進行科學研究。19世紀，化學家們相繼合成了尿素，發明了世界上第一種化學肥料磷肥，以及鉀肥、氮肥，然而，直到百年后的20世紀50年代以來，這些化學肥料才得到了大規模的生產和應用。

       如今，化肥已是再平常再普遍不過、農業生產離不了的重要生產資料之一。“的確，人類千百年來的發展史證明，任何一項新技術的推廣應用比其誕生還要艱難。納米碳增效肥技術又何嘗不是？”北京華龍肥料技術有限公司總經理助理馬筠談起4年多來輾轉全國各地的推廣應用之路自是一番感慨，“艱辛曲折。人們對科學從不認識到認識以至追隨需要一個過程，甚至是一個漫長的過程。科學是嚴謹的。納米碳增效肥經過4年的驗證，取得了令人矚目的效果，但還需要進一步驗證，它的推廣應用更需要時間。一項科學技術的推廣應用必須有新理念、新模式、新方法，如此，才能大規模生產，乃至大規模應用。”

       2011年10月14日。山西省長治市潞城市合室鄉熬腦村。

       天還未亮，村民孫軍旺就起來了。因為這一天他施用了納米碳增效肥試驗示范種的13畝大蔥就要收獲了。

       黑著燈摸索著穿好衣服，孫軍旺出了家門直奔地里。來到地頭，早已有和他一樣“參與”了試驗的鄉親等在那里，七嘴八舌地猜想著大蔥的收成。

       熬腦村共有76戶、317口人，耕地面積760畝，其中大蔥面積每年穩定在400畝左右，村里所產的“熬腦”牌大蔥在省內外赫赫有名，村民們對自己一鍬一鏟辛勤培育出來的大蔥無論是產量還是品質確信不疑。但是今年不同了，“一種叫納米碳增效肥的東西攪亂了大伙兒種了20多年大蔥的心”。

       年初，長治市在成功引進山西華農納米科技有限公司納米碳項目后，開始在所屬潞城市進行玉米、旱地西紅柿、青椒、大蔥共計1萬畝納米碳增效肥試驗示范工作。試驗示范區選在翟店、辛安泉、合室、成家川、潞華5個鄉鎮和辦事處的8個村及1個良種場。

       合室鄉熬腦村有200畝地，近一半村民“參與”了大蔥的試驗示范。天亮了，孫軍旺和村民們在試驗示范技術人員的指導下開始統一采收測產。

       一天下來，孫軍旺的11畝示范田和2畝試驗田收獲完畢。顧不上吃飯，整理、扎捆、過秤、核算，孫軍旺樂了：自己的示范田相比對照田“畝增產400多公斤”！全村測產的數字是：畝均增產447公斤，且示范田中肥料減量30%。更讓孫軍旺他們欣喜的是，當年大蔥市場價格一路看好，畝增收近2000元！

       “我種了20年大蔥，數今年收成好。”50多歲的王貴林話語里透著歡欣，“說實話，從心里對這新東西犯嘀咕，生怕收成不好，耽擱了一年的好年景，孩子的學費也泡了湯。”王貴林種了7畝納米碳增效肥示范大蔥，收入近4萬元。

       相對于王貴林，30來歲的新生代農民孫軍旺對新事物很有 “試一試的膽量”。孫軍旺給記者看了一個本子，上面密密麻麻記著他這一年來對試驗大蔥的每一次觀察和管護。孫軍旺說，村里的老輩種了幾十年地，主要是靠天吃飯，施肥種地的方法也比較傳統死板，缺乏科學性，“現在從中央到地方天天在講科技對農業的作用，對‘納米碳’這個科技新成果，我很樂意去嘗試一下”。

       看著頗為專業的筆記和一臉欣喜的孫軍旺，記者想，隨著農民科技意識的不斷提高和科學技術帶給人們的便捷和實惠，納米碳增效肥技術的推廣和應用并非遙不可及。

       馬筠說，我們在納米碳增效肥技術的推廣和應用上設計了兩種模式，一種是“政府+把式+農戶”的模式，即在政府引導、農業技術員指導的基礎上，幫助農民認識新型肥料的科學性，逐步推廣；另一種是聯盟模式，即面對肥料市場的激烈競爭，先通過自行試驗找到肥料用戶，當有銷售市場時，再與肥料生產企業聯盟，擴大新型肥料生產。下一步，我們還要走保險模式，就是先讓農民使用肥料，生產有成效后再支付肥料費用，給農民吃上“定心丸”。

       成果轉化的艱辛與欣喜（2）

       長治市萬畝納米碳增效肥試驗示范是北京華龍肥料技術有限公司2008年以來在全國各地試驗示范的第17站，也是試驗示范面積最大的一次。

       長治，這個中華始祖神農氏炎帝曾在此嘗百草、馴養牲畜、發展原始農業的地方，土地肥沃、四季分明、氣候適宜，農林牧各業歷來重視“精耕細作”。“有收無收在于水，多收少收在于肥”，形象地反映了當地農民對水、肥在農業生產中的作用有著極其深刻的認識。1978年以前，長治耕地施肥主要以有機肥為主，1979年以后，隨著生產力的不斷發展和肥料品種的增加，廣大農民非常重視化學肥料的科學應用，2000年以來，各種復混肥料、微生物肥料、稀土農用技術等開始推廣應用起來，施肥技術水平也不斷提高。

       但是，與全國各地一樣，隨著現代農業的飛速發展，當地農民一方面在化肥使用中，施用量大、利用率低已成為一種普遍現象；一方面也開始從濫用走向合理施用的軌道，減少施用量，提高利用率，節本增效。據統計，長治市2010年耕地面積為519萬畝，肥料施肥量為37萬噸，畝均施肥達到71.3公斤，而利用率僅為35%左右，每年使用的化肥通過地表徑流和地下淋溶的流失量達3043噸。

       正是基于農業增效、農民增收、改善生態環境，2011年，長治市在對國內外新型肥料廣泛篩選、反復對比的基礎上，引進了具有自主知識產權的北京華龍肥料技術有限公司研制的納米碳增效新型肥料，依托山西華農納米科技有限公司納米碳項目，在潞城市進行玉米、旱地西紅柿、青椒、大蔥共計1萬畝農作物的試驗示范，實地研究納米碳技術對農業尤其是對當地農作物的增產節肥作用。

       長治市委、市政府對這項農業新技術試驗示范工作給予高度重視，成立領導組，組建專家組和技術指導組，并財政撥付468萬元，扶持試驗示范工作啟動。

       為保證試驗示范順利進行，長治、潞城兩級市委、市政府領導多次親臨試驗示范區查看作物長勢，現場辦公指導工作，兩級農業部門多次召開專題會議，組織下鄉調研，確定試驗區域，制定試驗方案，編寫技術手冊，量化目標管理，并邀請專家學者對試驗示范區農業技術人員、項目村負責人、種植大戶和農民進行納米碳增效肥使用、主要作物栽培等技術培訓和田間指導。

       試驗示范總指揮、時任長治市分管農業的副市長許霞幾乎跑遍了所有試驗示范點，坐鎮一線解決試驗示范中種子、管理、資金及技術服務等方方面面遇到的困難和難題。許霞說：“納米碳增效肥項目在我市實施極具可行性和實用性。選用好的肥料、科學使用肥料，對于降低農業生產成本，提高糧食和作物單產，提高耕地土壤肥力，提高肥料利用率，改善農產品品質，保護農業生態環境，轉變農業增長方式，促進農業可持續發展，實現農民持續增收，都具有顯著的現實意義。”

       位于潞城的中國大型化肥企業之一天脊集團全力投入、精心組織、嚴格工藝，成功試驗生產出硝酸磷納米肥、尿素納米肥兩個新品種，用于此次試驗示范。

       為確保試驗示范的真實性、科學性、準確性，試驗示范嚴格采取統一供種供肥、統一耕作播種、統一田間管理、統一觀測記載、統一測產驗收的“五統一”措施，并科學地設計了試驗示范方案。

       “一開始，村民們和我們有‘敵對’情緒。不支持、不合作，畢竟這些年，肥料新品種迭出令人眼花繚亂，再者農民群眾的目標很樸素很直接，只盼著有個好年景好收成，誰愿意做冒風險的事兒。”負責此次試驗示范技術工作的潞城市農委總農藝師牛風英說。

       從培訓、選地、播種、施肥到收割，參與試驗示范的40余名技術人員分組包片駐守在試驗示范一線，褲腿一挽徑直走進地里，對試驗示范全過程進行跟蹤技術指導和觀察記錄。“他們一刻也閑不住，一會兒在這塊田里測測土，一會兒到那家地頭指導田間管理，一會兒幫助村民查看農作物病情，一會兒又身背噴霧器到地里噴灑農藥……”成家川辦事處臺東村村民李有生念念不忘技術人員教他學會如何正確給旱地西紅柿施肥，“不過，最主要的還是這‘納米’有效，又增產又增收入。”

       歷時一年的試驗示范成效顯著：在正常施肥量70%的情況下效果最佳，4種作物均有增產效果，3種蔬菜在品質上均有不同程度改善，在節肥30%的基礎上4種作物平均畝產增長6～11%，總節本增效110余萬元。與此同時，施用此種肥料土壤中硝酸鹽的含量明顯降低。

       長治市農委負責人感慨頗深地說：“納米碳增效肥確實顯現出了生態環保、節約肥料、改善作物品質、節約土地的優勢。像這樣大規模、大范圍、大力度的試驗示范在我市還是首次。如果長期堅持下去，將是一項不折不扣的惠民工程，對我市農業健康持續發展有著重要的推動作用。”這位責任人表示，今年長治又在部分農業園區和蔬菜種植大戶中開展了這一新型肥料的試驗示范。

       下篇：前景與展望

       神農故里建基地

       一邊是如火如荼的試驗示范，一邊是緊鑼密鼓的項目建設。

       今年3月，經過6個月的緊張施工和設備安裝調試，位于長治潞城翟店鎮羌城生態工業園區的山西華農納米科技有限公司首批年產100噸納米碳生產示范車間正式投入試生產，并成功生產出第一批合格的納米碳溶膠，這標志著全國最大的納米碳生產示范基地在山西長治建成。

       “4年多來，隨著納米碳增效肥試驗示范在全國各地逐步延伸和逐漸被人們認識，以及納米碳材料在其它領域快速應用，需求量不斷增加，必須依靠實體企業進行成果轉化，大規模大批量生產。”劉鍵說，“目前，我們除了在北京大興區建有試驗基地，長治建成全國最大生產示范基地，河北唐山、廊坊建有中試基地（中間性試驗的專業試驗基地），天津濱海新區生產基地正在建設當中。”

       長治不僅農業發展源遠流長，而且還是一個煤炭資源型城市，長期以來，煤焦冶電倚重的經濟結構嚴重阻礙了長治經濟的持續健康發展。“十二五”開局之年，長治把工業新型化作為轉型跨越的第一著力點、第一推動力、第一突破口，不斷提高招商引資門檻，大力引進建設符合國家政策的新興產業項目，用新興產業引領經濟轉型，轉型跨越發展邁出了堅實步伐，經濟結構實現根本性轉變。山西華農納米科技有限公司納米碳項目就是長治市工業新型化的重點項目之一。

       長治市委書記田喜榮說：“瞄準最強的、盯住最優的、尋找最好的高新技術，著力引進一批高端、高質的戰略新興項目，拓展企業‘擴能增值’發展空間，搶占市場競爭新高地，搶占產業發展制高點，是長治轉型跨越重振雄風的必由之路。納米技術和納米材料是一種全新的領域和概念，對高新技術產業將起到引領和帶動作用，符合我市產業結構調整和經濟轉型發展的戰略要求。”

       對于擁有超過75%農業人口的長治來說，2011年，全市農業總產值實現49億元，糧食總產量達到14.85億公斤。土地不僅是全市農民的命根子，也是全市人民的糧袋子與菜籃子。如何做好土地這篇文章事關農民增收、農業增效、農村繁榮，事關長治經濟社會和諧健康發展。

       “如果1畝地可以節約化肥30%，全市519萬畝耕地節約下的化肥將是一個非常可觀的數字。納米碳技術開辟了化肥產品的全新領域和概念，其推廣使用不僅將有力地推進我們國家農業生產朝著高效、環保、低碳方向發展，對提高土地效益，提升農業綜合生產能力，強化高新科技在農業生產中的推廣應用起著支撐和引領作用，而且納米科技在許多領域孕育著巨大的應用潛力、市場潛力，前景非常廣闊。”長治市委副書記、市長張保在算了一筆細賬后說。

       “真誠，是長治的真誠吸引感動了我們。”馬筠說。2010年9月，在第三屆中國(太原)國際能源產業博覽會上，北京華龍肥料技術有限公司的納米碳增效肥吸引了帶隊參會的長治市主要領導，他們“眼前一亮”，隨即對引進納米碳項目展開“攻勢”。

       立項論證、勘察調研、赴京洽談，“長治的領導沒有官氣，對高新技術興趣濃厚，為企業服務的意識也很強。一次又一次來請我們，劉備三次誠訪諸葛亮便出山輔佐，長治則是‘多顧茅廬’抱得項目歸。”馬筠說。

       2011年3月，山西華農納米科技有限公司注冊成立。4月，占地260畝，總投資約5.5億元，設計年產50000噸納米碳溶膠、2000噸納米碳粉的建設項目，在潞城市翟店鎮羌城生態工業園區破土動工。

       一個具有自主知識產權的高科技創新企業就這樣來到了這個地處太行之脊的內陸小城。

       “從企業的選址、規劃、開工，長治市委、市政府給予大力支持，項目開工建設后，主要領導多次親臨現場辦公，協調解決各種困難，確保了企業各項工作順利進行。”靳凱軼說。

       靳凱軼，山西華農納米科技有限公司投資人、負責人。“近些年在北京等地做過許多領域的投資。當了解到納米碳這項新技術時，感到好多年沒有這么既有挑戰性又有前瞻性的好投資項目了。”

       不過，多年來全國各地投資經驗告訴靳凱軼：要投資項目，就要進行技術轉化，最終實現規模化生產。簡單的拿來主義并不能推動新成果的有效應用，必須創新。

       “這過程簡直是膽戰心驚。”靳凱軼說。

       “11日12:08，周日，生產車間正式投入試生產。”這是2012年3月11日靳凱軼手機上的備忘錄。

       “14日6:32，周三，無事。”顯然這一天在一大早就醒來的靳凱軼看來十分平常，甚至有些平淡。但是，無事的這一天，卻成為一個改寫納米碳生產歷史的重要日子。

       接近中午12時，山西華農納米科技有限公司成功生產出第一批合格的納米碳溶膠。這一成果標志著靳凱軼傾心打造的生產工藝設備“沒有了打水漂的可能性”，更重要的是，這意味著在長治潞城建成了全國最大的納米碳生產示范基地。

       靳凱軼說：“由于這是一項新技術，生產設備工藝都是我們自行設計，設計好后委托設備生產廠家按圖制作。但是一旦設備存在問題，廠家將不負任何責任，畢竟我們設計的是新東西，沒有前車之鑒。價值近千萬元，一旦出了問題損失可不是筆小數目。”

       經過一年多的實踐，自稱是“外行”的靳凱軼依托劉鍵教授的專利技術，通過科學研究試驗，已經成功地掌握了國際最先進的納米碳材料生產工藝技術，實現了規模化、產業化，并通過了中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所、天津市疾病預防控制中心安全性檢測。“產品得到市場的廣泛認可是我最大的欣慰，只要能打開市場，一切的辛苦根本不算什么。”靳凱軼說。

       目前，該公司已建成國內最大的納米碳材料生產車間，年產納米碳溶膠約8000噸、納米碳粉100噸，實現年產值約7400萬元，利稅2975萬元。所生產的納米碳相關產品已同河南、河北、山東、云南、新疆簽訂常年銷售協議，并與中國大型化肥企業云天化工、天脊集團建立了長期、穩定的戰略合作關系，天脊集團還專門成立了天脊華農肥業有限公司。在實現產業化的同時，他們與中國鋼鐵研究總院聯合，同中國煙草總公司、云南省農科院甘蔗研究所等科研所在產品開發、應用上建立起長期的技術合作聯盟。預計項目2013年6月建成全部達產、達效后將實現年產值約8.2億元，利稅約3.03億元，帶動當地400余名勞動力就業。

       “高新技術企業的特點是高投入與高風險，但是，一旦占領了市場，將是高附加值、強競爭力。我們的產品現在主要運用在農業領域，并憑借較低的生產成本贏得了許多合作伙伴的青睞。不過，這不是我們的目的，下一步我們要成立一個國家級納米研究中心，加大產品研發力度，提升產品應用性能，注重產品更新、升級，形成具有國際性的科研、生產、加工一條龍產業鏈，并不斷開拓航空航天、醫療器械、化工軍工等應用領域，瞄準前沿科技，把‘納米’做大做強。”靳凱軼表示。

       世界農業的一場革命

       納米技術“俯身”肥料領域好似一石激起千層浪，質疑聲不絕于耳。但是，但凡見證了納米碳的“神奇”之處后，大都如劉更另院士一樣由“胡鬧”來了個180度的大轉變，成為其“鐵桿”的支持者和推廣應用者。劉更另院士斷言：“納米增效肥很可能是世界農業的一場革命！”

       2008年6月，中國科學院方榮祥院士在參觀納米碳增效肥小麥試驗基地和蔬菜試驗基地后，對納米碳增效肥給予高度評價：“納米碳增效肥對蘿卜、茄子、青椒、番茄的長勢有明顯促進效果，對小麥產量增加有明顯的作用。”

       2008年6月，中國農業大學原校長毛達如教授現場指導納米碳增效肥小麥試驗測產指出：“納米碳增效肥節肥、減排、環保、增產、增效，為土肥資源的高效利用和中國農業的新發展開創了一條全新的思路。”

       2009年6月，“雜交水稻之父”袁隆平院士領導的“國家雜交水稻工程技術研究中心”在洞庭湖、鄱陽湖、江漢平原三大區域與北京華龍合作，展開雜交水稻規模性大田示范。袁隆平院士看到水稻施用納米碳增效肥試驗效果后，高興地說：“納米碳增效肥料肥效好！”

       2009年7月，原國家化工部總工程師、我國知名的化學肥料專家馮元琦，在試驗基地小麥測產會上提出：“從最初人畜糞便制作的農家肥，到能大幅度提高作物單產的化學肥料，而今這種用納米技術改良的納米碳增效肥，可以看作是第三代肥料的雛形。”

       2009年7月，中國農科院原土肥所所長林葆在參觀納米碳增效肥高產水稻試驗基地后說：“在該試驗中可以看出 ‘納米改性肥料’的增產效果，它在高產更高產中有一定的作用。”

       2009年12月19日，由國務院發展研究中心和黑龍江省農業科學院共同舉辦的“納米技術與農業低碳經濟”高級研討會在北京召開。來自國家科技部、農業部、林業局、發改委等政府部門的多位領導，中國科學院、中國工程院的5位院士，以及多家科研單位的40余名教授、研究員參加了會議。會議針對納米碳增效肥3年多來在全國多品種、多地域的增產節肥效果進行了總結，并對其增產節肥機理、安全性評價、產業化進程、意義與前景等進行了研究和探討。納米碳增效肥得到了與會人員的一致認同和高度評價。

       曲高并不和寡。

       2012年4月20日，一場“別開生面”的納米碳增效肥成效展示現場會在素有“蔬菜城”之稱的河北邯鄲永年縣舉行。

       說它特別之處是因為它由經銷商自發承辦。今年春天，一位河北化肥經銷商無意之中得知納米碳增效肥后，自己聯系貨源，在永年縣的蔬菜種植基地搞了黃瓜試驗，結果令菜農一致看好“明年我還用，效果好，施肥也方便，價格也行”。這位經銷商表示：“如果可能的話，我想做納米碳增效肥河北地區的代理商。”

       專家震撼于效果，經銷商們“蠢蠢欲動”又一個“發財良機”來到，農民則看到了致富奔小康的希望。

       靳凱軼說，目前推廣新型肥料，雖不及20多年前推廣化肥時那么難，但是新型肥料推廣路上的關卡還是不少，新型肥料生產企業必須生產既能降低農民生產成本，又能提高作物產量的新型肥料。“納米碳增效肥的推廣比我想像的簡單了不少，原因可能有三個，一是效果的確不錯，二是低生產成本帶來的產品價格相對較低，三是老百姓迫切地想增產致富。”

       科學家們預測：如果這一技術產品能在全世界范圍得到推廣，將使全球的溫室氣體排放量減少約60%，糧食增產10～20%，相當于地球耕地面積增加10～20%，極具遠大的政治意義、戰略意義和巨大的經濟效益、社會效益、環境效益。

       目前，納米碳增效肥系列產品已獲得國家科技部等四部委聯合頒發的“國家重點新產品”證書，以及國家和國際發明專利，并被列入國家“863”專項課題、國家“支撐計劃”、多項國家和省部級重大科研課題，與其合作的科研機構或企業也由國內擴展到東南亞、南太平洋諸國如馬來西亞、菲律賓、澳大利亞、斐濟等。

       劉鍵對未來滿懷信心：要用5到10年打造“華農”國際化企業和中國標準化企業，成為納米碳全球最大供應商、納米高新技術產業輸出型企業。

       “納米”不再陌生，也不再深奧，更不再遙遠。

       倘若始祖神農有知，定會和我們一同邁步——

       走進納米時代，創造人類未來！