农田秸秆快腐处理及配套技术研究

目录
　  第一、 前言及实施背景 
　  1、前言……………………………………………….第3页
　  2、实施背景……………………………………….第3页
　  第二、 成果内涵及具体做法
　  1、成果内涵……………………………………….第4页
　  2、具体做法……………………………………….第6页
　  第三、 实施效果
　  1、经济效益…………………………………………第7页
　  2、社会效益…………………………………………第8页
　  3、环境效益…………………………………………第8页
　  第四、 改进措施………………………………………….第9页
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  一、前言及背景
　  1、前言
　  河南省恒隆态生物工程股份有限公司是河南省鹤壁市的农用科技型民办股份制企业。公司成立于2005年，占地面积42亩，注册资金610万，年销售额达900万元，相关产品占全国市场份额超过
　  10%。目前建有3000平方米的生产车间，具有年产2000吨微生物菌剂生产能力的现代化生产线。公司现有职工70人，其中研发人员20人，中高级技术人员15人。2011年，经河南科技厅专家评审，批准我公司建设河南省生物肥料工程技术研究中心，配备相关设备，提高研发实力。公司现与中国农科院植物保护研究所、南京农业大学、郑州大学、河南农业大学等众多国内科研院校都有合作关系。
　  本项目是2006年公司与郑州大学联合承担的河南省科技攻关项目《农田秸秆快腐处理及配套技术研究》，由郑州大学王岩教授及其课题组和我公司合作开发的项目，经过两年时间的研发及中试，开发出用于秸秆腐熟的新产品HM秸秆腐熟剂及配套技术，该产品和技术于2009年通过了河南省科技成果鉴定，同时申报二项专利。产品已经通过田间试验和示范，公司生产的产品HM腐熟剂（秸秆专用）已经在鹤壁市浚县、淇县、淇滨区进行实验推广，推广面积达40万亩，新增产量4000万公斤，新增经济效益6000万元。推广使用三年，提升土壤有机质含量1-2个等级。目前已经在河南、湖北、安徽、云南、贵州、四川等地推广应用。
　  
　  2、实施背景
　  河南省地处中原，横跨长江、淮河、黄河等流域，土地面积辽阔、人口众多，是我国最重要的粮食产区。但是，随着农业的发展，农业副产品的数量也不断增加，如农作物秸秆、糠和皮壳等。我省人口多、资源相对缺乏，因此把数量巨大的农业废弃物，特别是农作物秸秆加以开发利用，变废为宝，不仅可以产生巨大的经济效益，还会收到重要的环境效益和社会效益。
　  我国农业生产过分依赖化学肥料，致使土壤综合肥力下降、肥料利用率低、严重阻碍我国农产品质量进一步提高。近年来秸秆就地焚烧造成了资源浪费和环境污染。本项目研究的秸秆腐熟菌剂既可应用于秸秆田间原位降解，也可应用于农业有机固体废弃物的堆肥处理中。应用于秸秆还田，可加速秸秆的田间降解，省工省时，简便易行；应用于堆肥处理，可缩短堆肥周期。秸秆腐熟菌剂的应用一方面可将作物秸秆带走的养分归还土壤，维持土壤有机质平衡，改善土壤的理化性状和作物的生长环境，另一方面，还可增加土壤微生物数量，提高土壤生物活性。再者，可以从根本上避免秸秆焚烧造成的资源浪费和环境污染，有效解决我国农业生产、生态环境保护之间的矛盾。
　  2006年，财政部和农业部联合实施了“提升土壤有机质”项目，以政府采购形式，购买秸秆腐熟剂供农民使用，在南方水稻秸秆还田中应用效果明显，2009年该项目在我国北方开始实施，全国各省已开始实施利用秸秆腐熟剂提升土壤有机质。国家对微生物肥料的政策倾斜及资金支持，推动了秸秆腐熟剂产品的产业化生产，为公司进一步开拓市场提供了契机。
　  二、成果内涵及具体做法
　  1、成果内涵
　  该项技术成果是综合应用微生物技术、土壤肥料技术、农业设施技术、和农业环境控制技术等方法, 经多年大量试验研究, 集成腐熟菌株的筛选、培养、复配、菌剂的工厂化生产技术及农田秸秆快速腐熟技术等多项技术为一体的系列技术成果。通过单菌株的组合，得到了由纤维素降解菌、木质素降解菌、促生酵母菌组成的秸秆降解菌组合，并将其进一步与驯化系复配，得到的秸秆降解复合菌系可在10-14天内使秸秆降解率达到45.7%，使得农田秸秆快速还田成为了可能。
　  该技术体系整体上集中体现了高效低成本产业化开发的核心技术路线，具有创新性和先进性，在产业化开发经营中，具有很强的实用性和可实施性。目前这一技术成果已形成完善的技术开发体系，用于工厂化大规模生产。其先进性和创新性如下：
　  (1)通过平板初筛和酶活性测定复筛，得到了对秸秆降解率为40.2 %的纤维素降解菌；在此基础上，采用紫外线与亚硝酸结合的诱变方法，使其对秸秆的降解率提高到43.4%。
　  （2）以秸秆为唯一碳源，通过限制性续代培养及菌系组配，得到了一个来源于森林土、竹林土、腐烂秸秆的驯化系组合，组合系对秸秆的降解率为38.3%。
　  （3）通过单菌株的组合，得到了由纤维素降解菌、木质素降解菌、促生酵母菌组成的秸秆降解菌组合，并将其进一步与驯化系复配，得到的秸秆降解复合菌系可在10-14天内使秸秆降解率达到45.7%。
　  （4）改变了原来的单一菌种组合为多种菌种组合，增加了促生酵母菌，解除纤维素、半纤维素降解过程中的终产物反馈抑制，提高了复合菌群的稳定性。
　  （5）产品连续使用三年，可提升土壤有机质含量1-2个等级，提高作物产量10-15%。
　  （6）避免了秸秆焚烧，减少环境污染。科学合理的利用农业废弃物，节约了农业资源，实现了农业循环经济的发展。
　  2、具体做法
　  （1）建一条中试生产线，改进生产工艺，降低生产成本， 减少农业投入，为秸秆腐熟剂的推广应用提供技术保障。
　  通过高密度发酵罐体技术研究，提高菌种质量，提高秸秆的降解速度，使秸秆快速充分腐熟。改进秸秆腐熟剂生产工艺，从而降低生产成本，减轻农民负担，减少农业投入，达到节约经营，为秸秆腐熟剂在农村的大力推广应用提供充分的技术保障。
　  （２）农田秸秆快腐处理及配套技术的示范推广
　  秸秆腐熟还田，可以提高土壤生物活性，改善土壤理化性状，减少农药和化肥的使用量，提高农作物品质，降低农药残留，减少面源污染。秸秆腐熟还田，可以避免焚烧造成环境污染，从根本上解决农业废弃物对大气、水和土壤的污染，改善当地生态环境。所以，推广应用农田秸秆快腐处理及配套技术，对于促进农业生产可持续发展、建设社会主义新农村和保护环境均具有非常重要的意义。
　  该技术投资少、工艺简单、操作性强，易于广大农民掌握和应用，能够实现大面积推广的目的。目前主要产品的相关使用方法如下：
　  浅埋法：将秸秆腐熟剂直接撤在粉碎的秸秆上，结合中耕再将其耕翻到土壤下面。此方法适用于利用秸秆还田机械将秸秆直接在田间粉碎。
　  堆腐法：是专用病虫害严重发生的秸秆，将秸秆切碎后，堆置到田间地头，加入秸秆腐熟菌剂，起堆发酵；
　  喷施法：采用喷洒机直接喷洒在秸秆上，喷洒后及时中耕将秸秆和菌种翻入土壤内。
　  （3）通过田间示范应用，进一步对菌剂产品的特性进行研究。
　  建立两个秸秆（茄秆、棉花秆）腐熟试验点，进一步对木质素含量高的秸秆分解菌进行研究，完善菌种配方及生产工艺。
　  进一步筛选纯化木质素分解菌，促使木质素含量高的秸秆如尖椒秆、茄子秆、棉花秆等快速腐熟，解决鹤壁市大量尖椒、茄子秸秆及河南省烟区烟秆乱堆乱放和污染问题。
　  第三、实施效果
　  1、经济效益
　  2006年农业部在南方实施了“利用秸秆腐熟剂提升土壤有机质”试点项目，推广五年来，效果显著，目前农业部正在逐步向全国推广实施，在今年各地腐熟剂招投标工作中，我公司产品HM腐熟剂（秸秆专用）已在四川省、安徽省中标，使用HM腐熟剂（秸秆专用） 900吨，推广面积达50万亩，新增经济效益 540余万元。
　  公司生产的产品HM腐熟剂（秸秆专用）在鹤壁市浚县、淇县、淇滨区进行推广应用，推广面积达40万亩，新增产量4000万公斤，新增经济效益6000万元。推广使用三年，提升土壤有机质含量1-2个等级。
　  目前，项目相关产品年销售额达700万余元，年利润400余万已经成为公司支柱型产品。
　  2、社会效益
　  据统计，1996年中国耕地面积为19.51亿亩。按此耕地面积的10%计算，按每亩使用2千克，大约秸秆腐熟剂产品需40万吨。目前国家规划对18亿亩耕地实施有机质提升项目，每亩用量2公斤，连续使用腐熟剂3年，全国每年约需要秸秆腐熟剂360万吨。秸秆腐熟剂销售市场潜力巨大。因此，转化推广此技术,市场广阔。
　  公司研发生产的“HM秸秆腐熟剂”与国内如山东、四川、安徽等地区同类产品相比，在升温速度、分解能力、持续时间、腐熟程度等方面都具有明显的优势，产品具有快速升温、快速发酵、快速分解、快速腐熟及含菌量高、用量少、成本低、见效快、易操作、高回报等特点，其技术含量高于同类产品，具有明显的竞争能力。
　  为提高土壤有机质含量，减少农业废弃物污染，提升农业综合生产能力，保护和培肥耕地，从2006年国家启动了土壤有机质提升试点补贴项目，分别在江苏、四川、广西、湖南、湖北、江西6个省18个县；秸秆还田腐熟技术推广涉及103个乡镇、603个行政村，补贴农户24万多个；到2010年底，全国各省都进行了土壤有机质提升试点补贴项目。
　  3、环境效益
　  秆腐熟还田，可以提高土壤生物活性，改善土壤理化性状，减少农药和化肥的使用量，提高农作物品质，降低农药残留，减少面源污染。秸秆腐熟还田，可以避免焚烧造成环境污染，从根本上解决农业废弃物对大气、水和土壤环境的污染，改善当地生态环境。所以，该项目对于促进农业生产可持续发展、建设社会主义新农村和保护环境均具有非常重要的意义。
　  第四、改进措施
　  存在问题与改进意见：
　  （1）本项目技术产品——秸秆降解菌剂是针对玉米秸秆制备的，其对其它作物秸秆的降解性能还有待于进一步试验。
　  （2）对于秸秆的田间原位降解，秸秆降解菌剂功能的充分发挥，是受多种因素影响的，土壤就是其中之一，因此在秸秆降解菌剂的生产过程中，需要根据使用地的物理化学性质调整配方，在施用过程中要考虑使用地的物理化学性质，及时改变施加量和施加方式。
　  （3）通过研究目前推广使用的菌剂对纤维素含量高的农田废弃物秸秆分解转化效率已经达到相当高的水平，但是对于木质素含量较高的秸秆（如辣椒、茄子等作物）分解速率没有达到预期效果，需要分析菌种成分，根据情况合理改进。
　  （4）目前，制约秸秆腐熟技术推广的主要因素有：农民对秸秆还田的认识不足，不愿增加投入，虽然从2006年有国家政策的介入已经大大改善了这一现状但是在很多地区还需要改变农民对秸秆还田的认识；其次，相关配套的机械技术的欠缺，成为制约产品技术推广的另一重要因素，而能够开发出与当前机械技术操作相配套的技术成为技术研究的重中之重。
　  
　  
　  
　  
　  河南省恒隆态生物工程股份有限公司
　  2011年8月18日