——记湖南农业大学教授李超

李 莉  李幸涛　　

　　民以食为安，业以牧为基。当你享用鲜嫩多汁的牛排时，或许不会想到，牛群正在为地球编织一张隐形的温室气体网。牛4个胃室之一的瘤胃中含有的厌氧微生物，在将牧草中的纤维素分解转化时，会产生大量的甲烷，并在牛打嗝时被排到空气中。据统计，每头牛每日通过打嗝释放的甲烷，足够灌满几百个生日气球。这种比二氧化碳强效28倍的温室气体，正随着全球35亿头反刍动物的消化代谢过程不断注入大气层，既加剧温室效应，又造成12%的饲料能量损失。

　　在气候治理与粮食安全的双重压力下，农业工程以智能装备、精准调控和生物质循环为驱动，推动畜牧业完成“量—质”数字化跨越，形成“精准饲喂—排放资源化—智能监测”全链可持续发展范式。甲烷减排技术研发与数据主权竞争已上升为战略要务。湖南农业大学教授李超，深耕反刍动物营养与农业环境工程交叉领域，以“破解瘤胃密码、筑牢数据根基”为使命，带领团队突破国际技术封锁，打造具有完全自主知识产权的国产化装备体系，为我国畜牧业低碳转型与农业数据安全筑起坚实屏障。

　　“畜牧业减排是‘双碳’战略的关键战场，既要让牛羊吃得更高效，也要让每一克甲烷排放‘看得见、算得准、控得住’。”李超用这句话诠释了他十年如一日的科研坚守。

工程视角切入：拓宽人生维度

　　从北欧7载寒暑的科研深耕到成为清华大学“水木学者”引进博士后，从北京市科技新星到湖湘青年英才，1982年出生的李超始终在跨界中拓展人生半径。“人生总得折腾点有意思的事”，这句笑谈背后，是他不断主动走出“舒适圈”的勇气。把科学家思维注入仪器研发，将工程师实践反哺课堂教学，让青年英才培育对接产业需求。这种不断自我刷新的轨迹，恰似他领衔研发的智能化仪器——坚持探求细分场景，致力突破参数阈值。

　　李超本科毕业于湖南农业大学机械专业，留校任教后，他并未沿着既定轨迹前行。两年辅导员工作后，作为南京大学-约翰斯·霍普金斯大学中美中心证书班第20期学员，他开展为期1年的国际能源和政治交流学习，在全球化视野中重新锚定了方向。在事业上升期，李超选择远赴瑞典隆德大学攻读创业学（Entrepreneurship）商科硕士。“当时满脑子都是创业的念头。”李超坦言。

　　然而，硕士毕业后在瑞典生物过程控制公司担任中国区负责人，以及自己企业内部的创业经历，让李超意识到技术壁垒的切肤之痛：真正的商业价值必须根植于核心技术突破。而立之年放弃北京稳定富足的生活，他毅然重返瑞典隆德大学工学部攻读环境生物工程博士。

　　30岁重启学术征程的抉择，远比想象中更具挑战。昔日团队差旅奔劳与客户服务项目推动，在此刻化作满室寂寂的文献翻页声。这种落差，让李超极不适应，到瑞典不到一个月便仓促折返北京。在决定是否继续深造的矛盾挣扎中，突然一个念头被点亮：真正的破局者从不挑选战场。

　　以产业界的工作经验为底，向清洁能源领域的干发酵技术发起冲锋，面对完全陌生的环境生物领域，李超选择正面突围，回到瑞典隆德大学继续他的学业。博士一年级，他主动开启科研论文写作；为补足有机化学基础，李超通宵研读文献；主动申请联合北欧知名药物企业的工程导向课程，他连续3个月补基础拆设备，直至高分通过考核。

　　“实验数据和领域新方法探索等，其实都在否定之前的设想，但解决问题的兴奋感推着人向前。”这种“自虐式”的钻研精神，让李超在缺乏专业背景的情况下，系统攻克了能源作物干式发酵技术难题。

　　李超团队创新性提出仿生型干式厌氧发酵系统架构，借鉴反刍动物瘤胃的液体循环机制，开发出仿生渗滤液定向回流装置。这一系统模拟牛胃流体动力学特征，构建分层多相物质传输通道，显著提升传质效率。针对有机垃圾处理“黑箱化”难题，团队自主研发pH值、挥发性脂肪酸、氨氮等在线监测阵列，并融合近红外光谱动态分析，实现关键参数的毫秒级响应与可视化监控。

　　2017年，成果获《国际生物能源》（Bioenergy International）专题报道。首台样机在瑞典中试成功，标志着这一创新成果已悄然打通从理论创新到产业转化的任督二脉。在科技部国际合作项目与山东民和生物联合支持下，团队通过中欧协同创新机制，构建了以能源作物为核心、集成仿生技术的生物燃气装备体系，推动资源化技术实现跨越式发展。

智能监测突围：打破农业甲烷数据主权困局

　　技术突破的密钥蕴藏于跨域创新之中。李超在瑞典完成学业后，基于清华大学“水木学者”国际博士后项目开展进一步研究，在海外学术训练与清华科研积淀的双重催化下，李超走上了一条独特的创业创新之路。

　　20世纪兴起的“瘘管牛”瘤胃观测技术通过植入式观察窗实时追踪消化过程，为饲料配方优化和胀气诊断提供关键数据支撑。这项推动畜牧学突破的技术虽因动物福利与伦理争议受限，其核心机理却正催生新一代技术突破——李超团队打破沿用30余年的玻璃培养瓶体系，重构仿生软体生物反应器，全球首发MultiTalent iv-24体外仿生系统，首次实现瘤胃消化环境全要素动态模拟。这个系统首创硅胶柔性仿生动态反应器，耦合软体机器人驱动的胃肠蠕动节律模拟技术，内嵌24个独立并行通道；结合超微气体测量模块，可实时捕捉百万分率（ppm）级痕量的甲烷、二氧化碳温室气体，为饲料代谢评估与减排技术开发提供“实验室级”高精度数据支撑。这项突破不仅催生年产值超3000万元的科技成果转化，更为后续产业应用铺设了技术跳板。

　　在夯实体外消化模拟数据基础后，团队并未止步于实验室研究，而是将创新触角延伸至牧场级应用场景，推动基础研究向产业转化的纵深发展。当了解到国际市场上牛甲烷监测设备单价超百万美元，并且还要将数据传往境外服务器时，中国地质大学（武汉）易颖教授、中国科学院亚热带所王敏研究员，从底层重构技术体系。这对科研伙伴以“学术碰撞-技术互补”的独特模式，正着手组建公司推进数据分析与装备产业化。“我们刚结束一场激烈讨论，这样的思维交锋已成为研发常态。”李超笑谈合作中的思想碰撞。

　　2025年问世的牧场即用型反刍动物呼吸监测系统MintFlow，通过智能诱饵投喂引导牛羊主动接近，运用纳米传感器阵列与边缘计算技术，实现个体甲烷排放精准测定与畜群均值计算。“国产装备不仅守护牧场‘碳账本’，更为国家农业数据主权筑起技术屏障。”李超的宣言掷地有声。

　　目前，团队已斩获国内外专利20余项，产品覆盖全国十多家畜牧科研机构。依托覆盖四大牧区的碳排放大数据平台，他们系统攻关饲料-能量-甲烷排放的作用机理，同步构建从底层算法到硬件架构完全自主的监测体系。这种“实验室—牧场”双向贯通的创新模式，催生出贯穿牲畜代谢全周期的技术矩阵——从咀嚼监测、体外仿真到实时气体分析，形成畜牧减排的完整数据闭环。成果借助自主技术标准输出，重塑全球畜牧碳排放治理格局。这场始于实验室的技术突围，正在演变为引领产业变革的生态重构。

以“器”守粮：从甲烷潜力到粪污治理的生态答卷

　　“畜牧业减排，既要盯住瘤胃，也要管住后端。”李超将目光投向农业废弃物资源化利用，带领团队构建起超低流量甲烷潜力测试与智能感知装备体系。针对传统生物降解测试设备“测不准、算不全”的痛点，他原创开发双腔微量气体计量核心部件，攻克环境温湿度干扰补偿难题，测试精度提升35%；主持研制的第三代全自动多通道生物降解测试仪MultiTalent，成为全球首套支持厌氧/好氧双模式。塑料/粪污多场景的智能化装备，一举打破德国瑞典企业技术垄断，被丹麦诺维信、新加坡南洋理工大学等国际机构列为标准设备。

　　“青年科学家最宝贵的财富是想象力与勇气。”李超常以“先开飞机再修飞机”的逆向思维激励团队。在他主导的装备研发中，这种敢为人先的探索精神体现得尤为鲜明：突破传统研发路径，通过快速迭代实现技术跃迁，在农业生物环境与能源工程领域打造出多项拥有自主知识产权的国产化装备。

　　技术的生命力在于应用。李超推动测试体系深度对接产业需求：在山东某上市公司养殖场，团队通过粪污甲烷潜力动态评估，优化发酵工艺参数，使沼气产率提升26%；目前，相关技术在碧臣仪器（北京）有限公司、清华大学和湖南仁和环境科技有限公司进行成果转化和装备研制后，已在清华大学、中国农业大学、香港科技大学、新加坡南洋理工大学、国家能源集团和丹麦诺维信等70余家科研企事业单位应用。

　　2021年单项产品实现销售收入2730万元，远销全球12个国家。2022年，产品入选第十六批北京市新技术新产品，为农林生物质资源化分析仪器的跨越式发展作出了重要贡献。2023年，李超牵头起草国家标准《物料甲烷潜力测试方法》，并代表中国提交国际标准化组织（ISO）国际标准提案，让“中国方案”成为全球规则。2025年他获中华环保联合会青年科技奖。

　　在聚焦畜牧科技的同时，针对种业发展需求，李超也开展了创新探索。他主持的种子活力智能检测装置研发项目已于2024年获批省级重大项目。通过融合荧光传感与深度学习技术，团队正着力构建种子活性早期预测系统，致力于突破国外企业在种质检测装备领域的技术壁垒。“优质检测工具的研发是种业创新的基石。”李超强调其团队定位，“通过开发高精度检测仪器，为育种科学家提供关键技术支持。”

　　从反刍动物消化系统研究到种子活力检测装备开发，李超始终秉持“问题导向—技术突破—产业支撑”的研发逻辑。面对创新过程中的技术瓶颈，他保持着科研人特有的清醒认知：“原始创新必然伴随试错与迭代，重要的是在工程化过程中持续优化解决方案。”这种务实与远见并存的研究风格，正推进着农业科技装备的国产化进程。

装备报国：永葆炽热本心

　　身兼湖南农业大学教授、湖南省厌氧过程控制与智能化仪器工程技术研究中心主任、碧臣仪器（北京）有限公司首席科学家等多重身份，李超始终保持着求学时代的赤子热忱。

　　在“国际清洁能源拔尖创新人才”的学术光环、“湖南省企业科技创新创业团队”负责人的产业肯定与湖南首届“卓越工程师”“省五一劳动奖章”的荣誉褒奖间，李超将忠于本心的选择视为最珍贵的勋章。当同龄人追求体制安稳时，他远赴北欧探寻技术真谛；当学界盛行论文至上时，他躬身推动科研成果工程转化；当创业初具规模时，他又重返校园，在三尺讲台与产业一线间架设桥梁。

　　2022年，李超任教湖南农业大学机电工程学院，回到课堂，他内心有种久违的踏实感。他主导创立了现代实践型农业工程专业人才培养模式，打造“场景-技术-装备”三元教学内容，构建了“宽+专”融合的学生创新培养体系，联合中国电科48所、湘江智能、民和生物和威胜信息等企业建成教学科研实践基地。立足中国南方农业生产特色，致力培养具有国际胜任力与跨文化工程协作能力，掌握智能农业装备研发技术，能够引领学科交叉的卓越农业工程科技人才。

　　李超秉持“以赛促创、以创促学”的理念，积极投身大学生创业指导工作，打造面向未来的创新人才孵化生态。他长期担任本科生创新训练计划项目导师，指导学生围绕农业智能仪器装备等方向开展创业孵化。在2022—2025年，他指导的本科生团队多次获得“零碳未来创新”“可再生能源优秀作品科技”等大赛奖项，其中磁吸作业机器人项目在第十届国际大学生智能农业装备创新大赛中斩获特等奖。在读硕士生李明洋创立的未秧仪器受到多家创投机构关注，学生团队入围湖南卫视《夺金2025》全国总决赛。他和团队系统建立了“教师+企业导师+技术平台”协同育人机制，提升了学生创新创业能力，助力从科研到市场的“最后一公里”突破。

　　立足国家农业生物环境与能源工程战略需求，李超将率领团队布局农业科技装备发展蓝图，重点突破环境感知、智能算法、仪器研制三大技术方向。其团队秉持“工程师思维”定位，不囿于论文产出等量化指标，坚持原理创新与产业应用双轮驱动，专注攻克农业装备“卡脖子”技术，全力构建自主可控的现代农业科学仪器创新生态。

　　“创新者的使命，是永远比问题跑快一步。”从实验室到牧场田间，从三尺讲台到产业前线，李超始终保持着对创新的炽热追求。他的创新创业案例，不仅是新时代科技工作者将论文写在祖国大地上的生动实践，更见证着农业工程领域产教融合的无限可能。

专家简介

　　李超，湖南农业大学教授，博士生导师。入选北京科技新星、湖南“百人计划”特聘专家、湖湘青年英才、清华“水木学者”等高层次人才项目。具有农业生物环境和机电控制等交叉学科背景。基础研究工作涉及农林有机废物资源化处理、环境传感器、仿生蠕动及软体反应器、种子活力检测及过程控制技术等。成果转化工作上致力于开发高通量新型生物降解性分析仪，并针对体外消化仿真难题，开发反刍瘤胃体外消化装置，促进甲烷回收利用和减排技术的发展。申请并授权国内外发明专利20多项，在国际期刊上发表论文50余篇。先后主持了国家科技部中欧国际合作创新基金、湖南省重点领域研发计划、瑞典创新署Links计划、农业部重点开放课题等项目近15项。

　　任《环境科学与生态技术（英文）》期刊青年编委，2025年获中华环保联合会青年科技奖。曾任世界银行能源技术专家，现任国际能源署（IEA）生物能源Task37中国区召集人、国际标准化组织（ISO/TC 255）和中国标准化技术委员会（SAC/TC275，TC515）注册标准专家，并受聘为湖南大学兼职教授。