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農(nóng)田秸稈快腐處理及配套技術(shù)研究

目錄
　  第一、 前言及實(shí)施背景 
　  1、前言……………………………………………….第3頁
　  2、實(shí)施背景……………………………………….第3頁
　  第二、 成果內(nèi)涵及具體做法
　  1、成果內(nèi)涵……………………………………….第4頁
　  2、具體做法……………………………………….第6頁
　  第三、 實(shí)施效果
　  1、經(jīng)濟(jì)效益…………………………………………第7頁
　  2、社會(huì)效益…………………………………………第8頁
　  3、環(huán)境效益…………………………………………第8頁
　  第四、 改進(jìn)措施………………………………………….第9頁
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  一、前言及背景
　  1、前言
　  河南省恒隆態(tài)生物工程股份有限公司是河南省鶴壁市的農(nóng)用科技型民辦股份制企業(yè)。公司成立于2005年，占地面積42畝，注冊(cè)資金610萬，年銷售額達(dá)900萬元，相關(guān)產(chǎn)品占全國(guó)市場(chǎng)份額超過
　  10%。目前建有3000平方米的生產(chǎn)車間，具有年產(chǎn)2000噸微生物菌劑生產(chǎn)能力的現(xiàn)代化生產(chǎn)線。公司現(xiàn)有職工70人，其中研發(fā)人員20人，中高級(jí)技術(shù)人員15人。2011年，經(jīng)河南科技廳專家評(píng)審，批準(zhǔn)我公司建設(shè)河南省生物肥料工程技術(shù)研究中心，配備相關(guān)設(shè)備，提高研發(fā)實(shí)力。公司現(xiàn)與中國(guó)農(nóng)科院植物保護(hù)研究所、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、鄭州大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)等眾多國(guó)內(nèi)科研院校都有合作關(guān)系。
　  本項(xiàng)目是2006年公司與鄭州大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)的河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目《農(nóng)田秸稈快腐處理及配套技術(shù)研究》，由鄭州大學(xué)王巖教授及其課題組和我公司合作開發(fā)的項(xiàng)目，經(jīng)過兩年時(shí)間的研發(fā)及中試，開發(fā)出用于秸稈腐熟的新產(chǎn)品HM秸稈腐熟劑及配套技術(shù)，該產(chǎn)品和技術(shù)于2009年通過了河南省科技成果鑒定，同時(shí)申報(bào)二項(xiàng)專利。產(chǎn)品已經(jīng)通過田間試驗(yàn)和示范，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品HM腐熟劑（秸稈專用）已經(jīng)在鶴壁市浚縣、淇縣、淇濱區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)推廣，推廣面積達(dá)40萬畝，新增產(chǎn)量4000萬公斤，新增經(jīng)濟(jì)效益6000萬元。推廣使用三年，提升土壤有機(jī)質(zhì)含量1-2個(gè)等級(jí)。目前已經(jīng)在河南、湖北、安徽、云南、貴州、四川等地推廣應(yīng)用。
　  
　  2、實(shí)施背景
　  河南省地處中原，橫跨長(zhǎng)江、淮河、黃河等流域，土地面積遼闊、人口眾多，是我國(guó)最重要的糧食產(chǎn)區(qū)。但是，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的數(shù)量也不斷增加，如農(nóng)作物秸稈、糠和皮殼等。我省人口多、資源相對(duì)缺乏，因此把數(shù)量巨大的農(nóng)業(yè)廢棄物，特別是農(nóng)作物秸稈加以開發(fā)利用，變廢為寶，不僅可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)收到重要的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
　  我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過分依賴化學(xué)肥料，致使土壤綜合肥力下降、肥料利用率低、嚴(yán)重阻礙我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高。近年來秸稈就地焚燒造成了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。本項(xiàng)目研究的秸稈腐熟菌劑既可應(yīng)用于秸稈田間原位降解，也可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物的堆肥處理中。應(yīng)用于秸稈還田，可加速秸稈的田間降解，省工省時(shí)，簡(jiǎn)便易行；應(yīng)用于堆肥處理，可縮短堆肥周期。秸稈腐熟菌劑的應(yīng)用一方面可將作物秸稈帶走的養(yǎng)分歸還土壤，維持土壤有機(jī)質(zhì)平衡，改善土壤的理化性狀和作物的生長(zhǎng)環(huán)境，另一方面，還可增加土壤微生物數(shù)量，提高土壤生物活性。再者，可以從根本上避免秸稈焚燒造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，有效解決我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。
　  2006年，財(cái)政部和農(nóng)業(yè)部聯(lián)合實(shí)施了“提升土壤有機(jī)質(zhì)”項(xiàng)目，以政府采購(gòu)形式，購(gòu)買秸稈腐熟劑供農(nóng)民使用，在南方水稻秸稈還田中應(yīng)用效果明顯，2009年該項(xiàng)目在我國(guó)北方開始實(shí)施，全國(guó)各省已開始實(shí)施利用秸稈腐熟劑提升土壤有機(jī)質(zhì)。國(guó)家對(duì)微生物肥料的政策傾斜及資金支持，推動(dòng)了秸稈腐熟劑產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，為公司進(jìn)一步開拓市場(chǎng)提供了契機(jī)。
　  二、成果內(nèi)涵及具體做法
　  1、成果內(nèi)涵
　  該項(xiàng)技術(shù)成果是綜合應(yīng)用微生物技術(shù)、土壤肥料技術(shù)、農(nóng)業(yè)設(shè)施技術(shù)、和農(nóng)業(yè)環(huán)境控制技術(shù)等方法, 經(jīng)多年大量試驗(yàn)研究, 集成腐熟菌株的篩選、培養(yǎng)、復(fù)配、菌劑的工廠化生產(chǎn)技術(shù)及農(nóng)田秸稈快速腐熟技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)為一體的系列技術(shù)成果。通過單菌株的組合，得到了由纖維素降解菌、木質(zhì)素降解菌、促生酵母菌組成的秸稈降解菌組合，并將其進(jìn)一步與馴化系復(fù)配，得到的秸稈降解復(fù)合菌系可在10-14天內(nèi)使秸稈降解率達(dá)到45.7%，使得農(nóng)田秸稈快速還田成為了可能。
　  該技術(shù)體系整體上集中體現(xiàn)了高效低成本產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的核心技術(shù)路線，具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性，在產(chǎn)業(yè)化開發(fā)經(jīng)營(yíng)中，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可實(shí)施性。目前這一技術(shù)成果已形成完善的技術(shù)開發(fā)體系，用于工廠化大規(guī)模生產(chǎn)。其先進(jìn)性和創(chuàng)新性如下：
　  (1)通過平板初篩和酶活性測(cè)定復(fù)篩，得到了對(duì)秸稈降解率為40.2 %的纖維素降解菌；在此基礎(chǔ)上，采用紫外線與亞硝酸結(jié)合的誘變方法，使其對(duì)秸稈的降解率提高到43.4%。
　  （2）以秸稈為唯一碳源，通過限制性續(xù)代培養(yǎng)及菌系組配，得到了一個(gè)來源于森林土、竹林土、腐爛秸稈的馴化系組合，組合系對(duì)秸稈的降解率為38.3%。
　  （3）通過單菌株的組合，得到了由纖維素降解菌、木質(zhì)素降解菌、促生酵母菌組成的秸稈降解菌組合，并將其進(jìn)一步與馴化系復(fù)配，得到的秸稈降解復(fù)合菌系可在10-14天內(nèi)使秸稈降解率達(dá)到45.7%。
　  （4）改變了原來的單一菌種組合為多種菌種組合，增加了促生酵母菌，解除纖維素、半纖維素降解過程中的終產(chǎn)物反饋抑制，提高了復(fù)合菌群的穩(wěn)定性。
　  （5）產(chǎn)品連續(xù)使用三年，可提升土壤有機(jī)質(zhì)含量1-2個(gè)等級(jí)，提高作物產(chǎn)量10-15%。
　  （6）避免了秸稈焚燒，減少環(huán)境污染。科學(xué)合理的利用農(nóng)業(yè)廢棄物，節(jié)約了農(nóng)業(yè)資源，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
　  2、具體做法
　  （1）建一條中試生產(chǎn)線，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本， 減少農(nóng)業(yè)投入，為秸稈腐熟劑的推廣應(yīng)用提供技術(shù)保障。
　  通過高密度發(fā)酵罐體技術(shù)研究，提高菌種質(zhì)量，提高秸稈的降解速度，使秸稈快速充分腐熟。改進(jìn)秸稈腐熟劑生產(chǎn)工藝，從而降低生產(chǎn)成本，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，減少農(nóng)業(yè)投入，達(dá)到節(jié)約經(jīng)營(yíng)，為秸稈腐熟劑在農(nóng)村的大力推廣應(yīng)用提供充分的技術(shù)保障。
　  （２）農(nóng)田秸稈快腐處理及配套技術(shù)的示范推廣
　  秸稈腐熟還田，可以提高土壤生物活性，改善土壤理化性狀，減少農(nóng)藥和化肥的使用量，提高農(nóng)作物品質(zhì)，降低農(nóng)藥殘留，減少面源污染。秸稈腐熟還田，可以避免焚燒造成環(huán)境污染，從根本上解決農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)大氣、水和土壤的污染，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。所以，推廣應(yīng)用農(nóng)田秸稈快腐處理及配套技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村和保護(hù)環(huán)境均具有非常重要的意義。
　  該技術(shù)投資少、工藝簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)，易于廣大農(nóng)民掌握和應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)大面積推廣的目的。目前主要產(chǎn)品的相關(guān)使用方法如下：
　  淺埋法：將秸稈腐熟劑直接撤在粉碎的秸稈上，結(jié)合中耕再將其耕翻到土壤下面。此方法適用于利用秸稈還田機(jī)械將秸稈直接在田間粉碎。
　  堆腐法：是專用病蟲害嚴(yán)重發(fā)生的秸稈，將秸稈切碎后，堆置到田間地頭，加入秸稈腐熟菌劑，起堆發(fā)酵；
　  噴施法：采用噴灑機(jī)直接噴灑在秸稈上，噴灑后及時(shí)中耕將秸稈和菌種翻入土壤內(nèi)。
　  （3）通過田間示范應(yīng)用，進(jìn)一步對(duì)菌劑產(chǎn)品的特性進(jìn)行研究。
　  建立兩個(gè)秸稈（茄稈、棉花稈）腐熟試驗(yàn)點(diǎn)，進(jìn)一步對(duì)木質(zhì)素含量高的秸稈分解菌進(jìn)行研究，完善菌種配方及生產(chǎn)工藝。
　  進(jìn)一步篩選純化木質(zhì)素分解菌，促使木質(zhì)素含量高的秸稈如尖椒稈、茄子稈、棉花稈等快速腐熟，解決鶴壁市大量尖椒、茄子秸稈及河南省煙區(qū)煙稈亂堆亂放和污染問題。
　  第三、實(shí)施效果
　  1、經(jīng)濟(jì)效益
　  2006年農(nóng)業(yè)部在南方實(shí)施了“利用秸稈腐熟劑提升土壤有機(jī)質(zhì)”試點(diǎn)項(xiàng)目，推廣五年來，效果顯著，目前農(nóng)業(yè)部正在逐步向全國(guó)推廣實(shí)施，在今年各地腐熟劑招投標(biāo)工作中，我公司產(chǎn)品HM腐熟劑（秸稈專用）已在四川省、安徽省中標(biāo)，使用HM腐熟劑（秸稈專用） 900噸，推廣面積達(dá)50萬畝，新增經(jīng)濟(jì)效益 540余萬元。
　  公司生產(chǎn)的產(chǎn)品HM腐熟劑（秸稈專用）在鶴壁市浚縣、淇縣、淇濱區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用，推廣面積達(dá)40萬畝，新增產(chǎn)量4000萬公斤，新增經(jīng)濟(jì)效益6000萬元。推廣使用三年，提升土壤有機(jī)質(zhì)含量1-2個(gè)等級(jí)。
　  目前，項(xiàng)目相關(guān)產(chǎn)品年銷售額達(dá)700萬余元，年利潤(rùn)400余萬已經(jīng)成為公司支柱型產(chǎn)品。
　  2、社會(huì)效益
　  據(jù)統(tǒng)計(jì)，1996年中國(guó)耕地面積為19.51億畝。按此耕地面積的10%計(jì)算，按每畝使用2千克，大約秸稈腐熟劑產(chǎn)品需40萬噸。目前國(guó)家規(guī)劃對(duì)18億畝耕地實(shí)施有機(jī)質(zhì)提升項(xiàng)目，每畝用量2公斤，連續(xù)使用腐熟劑3年，全國(guó)每年約需要秸稈腐熟劑360萬噸。秸稈腐熟劑銷售市場(chǎng)潛力巨大。因此，轉(zhuǎn)化推廣此技術(shù),市場(chǎng)廣闊。
　  公司研發(fā)生產(chǎn)的“HM秸稈腐熟劑”與國(guó)內(nèi)如山東、四川、安徽等地區(qū)同類產(chǎn)品相比，在升溫速度、分解能力、持續(xù)時(shí)間、腐熟程度等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品具有快速升溫、快速發(fā)酵、快速分解、快速腐熟及含菌量高、用量少、成本低、見效快、易操作、高回報(bào)等特點(diǎn)，其技術(shù)含量高于同類產(chǎn)品，具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)能力。
　  為提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，減少農(nóng)業(yè)廢棄物污染，提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，保護(hù)和培肥耕地，從2006年國(guó)家啟動(dòng)了土壤有機(jī)質(zhì)提升試點(diǎn)補(bǔ)貼項(xiàng)目，分別在江蘇、四川、廣西、湖南、湖北、江西6個(gè)省18個(gè)縣；秸稈還田腐熟技術(shù)推廣涉及103個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、603個(gè)行政村，補(bǔ)貼農(nóng)戶24萬多個(gè)；到2010年底，全國(guó)各省都進(jìn)行了土壤有機(jī)質(zhì)提升試點(diǎn)補(bǔ)貼項(xiàng)目。
　  3、環(huán)境效益
　  稈腐熟還田，可以提高土壤生物活性，改善土壤理化性狀，減少農(nóng)藥和化肥的使用量，提高農(nóng)作物品質(zhì)，降低農(nóng)藥殘留，減少面源污染。秸稈腐熟還田，可以避免焚燒造成環(huán)境污染，從根本上解決農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)大氣、水和土壤環(huán)境的污染，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。所以，該項(xiàng)目對(duì)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村和保護(hù)環(huán)境均具有非常重要的意義。
　  第四、改進(jìn)措施
　  存在問題與改進(jìn)意見：
　  （1）本項(xiàng)目技術(shù)產(chǎn)品——秸稈降解菌劑是針對(duì)玉米秸稈制備的，其對(duì)其它作物秸稈的降解性能還有待于進(jìn)一步試驗(yàn)。
　  （2）對(duì)于秸稈的田間原位降解，秸稈降解菌劑功能的充分發(fā)揮，是受多種因素影響的，土壤就是其中之一，因此在秸稈降解菌劑的生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)使用地的物理化學(xué)性質(zhì)調(diào)整配方，在施用過程中要考慮使用地的物理化學(xué)性質(zhì)，及時(shí)改變施加量和施加方式。
　  （3）通過研究目前推廣使用的菌劑對(duì)纖維素含量高的農(nóng)田廢棄物秸稈分解轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平，但是對(duì)于木質(zhì)素含量較高的秸稈（如辣椒、茄子等作物）分解速率沒有達(dá)到預(yù)期效果，需要分析菌種成分，根據(jù)情況合理改進(jìn)。
　  （4）目前，制約秸稈腐熟技術(shù)推廣的主要因素有：農(nóng)民對(duì)秸稈還田的認(rèn)識(shí)不足，不愿增加投入，雖然從2006年有國(guó)家政策的介入已經(jīng)大大改善了這一現(xiàn)狀但是在很多地區(qū)還需要改變農(nóng)民對(duì)秸稈還田的認(rèn)識(shí)；其次，相關(guān)配套的機(jī)械技術(shù)的欠缺，成為制約產(chǎn)品技術(shù)推廣的另一重要因素，而能夠開發(fā)出與當(dāng)前機(jī)械技術(shù)操作相配套的技術(shù)成為技術(shù)研究的重中之重。
　  
　  
　  
　  
　  河南省恒隆態(tài)生物工程股份有限公司
　  2011年8月18日