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農田秸稈快腐處理及配套技術研究

目錄
　  第一、 前言及實施背景 
　  1、前言……………………………………………….第3頁
　  2、實施背景……………………………………….第3頁
　  第二、 成果內涵及具體做法
　  1、成果內涵……………………………………….第4頁
　  2、具體做法……………………………………….第6頁
　  第三、 實施效果
　  1、經濟效益…………………………………………第7頁
　  2、社會效益…………………………………………第8頁
　  3、環境效益…………………………………………第8頁
　  第四、 改進措施………………………………………….第9頁
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  
　  一、前言及背景
　  1、前言
　  河南省恒隆態生物工程股份有限公司是河南省鶴壁市的農用科技型民辦股份制企業。公司成立于2005年，占地面積42畝，注冊資金610萬，年銷售額達900萬元，相關產品占全國市場份額超過
　  10%。目前建有3000平方米的生產車間，具有年產2000噸微生物菌劑生產能力的現代化生產線。公司現有職工70人，其中研發人員20人，中高級技術人員15人。2011年，經河南科技廳專家評審，批準我公司建設河南省生物肥料工程技術研究中心，配備相關設備，提高研發實力。公司現與中國農科院植物保護研究所、南京農業大學、鄭州大學、河南農業大學等眾多國內科研院校都有合作關系。
　  本項目是2006年公司與鄭州大學聯合承擔的河南省科技攻關項目《農田秸稈快腐處理及配套技術研究》，由鄭州大學王巖教授及其課題組和我公司合作開發的項目，經過兩年時間的研發及中試，開發出用于秸稈腐熟的新產品HM秸稈腐熟劑及配套技術，該產品和技術于2009年通過了河南省科技成果鑒定，同時申報二項專利。產品已經通過田間試驗和示范，公司生產的產品HM腐熟劑（秸稈專用）已經在鶴壁市浚縣、淇縣、淇濱區進行實驗推廣，推廣面積達40萬畝，新增產量4000萬公斤，新增經濟效益6000萬元。推廣使用三年，提升土壤有機質含量1-2個等級。目前已經在河南、湖北、安徽、云南、貴州、四川等地推廣應用。
　  
　  2、實施背景
　  河南省地處中原，橫跨長江、淮河、黃河等流域，土地面積遼闊、人口眾多，是我國最重要的糧食產區。但是，隨著農業的發展，農業副產品的數量也不斷增加，如農作物秸稈、糠和皮殼等。我省人口多、資源相對缺乏，因此把數量巨大的農業廢棄物，特別是農作物秸稈加以開發利用，變廢為寶，不僅可以產生巨大的經濟效益，還會收到重要的環境效益和社會效益。
　  我國農業生產過分依賴化學肥料，致使土壤綜合肥力下降、肥料利用率低、嚴重阻礙我國農產品質量進一步提高。近年來秸稈就地焚燒造成了資源浪費和環境污染。本項目研究的秸稈腐熟菌劑既可應用于秸稈田間原位降解，也可應用于農業有機固體廢棄物的堆肥處理中。應用于秸稈還田，可加速秸稈的田間降解，省工省時，簡便易行；應用于堆肥處理，可縮短堆肥周期。秸稈腐熟菌劑的應用一方面可將作物秸稈帶走的養分歸還土壤，維持土壤有機質平衡，改善土壤的理化性狀和作物的生長環境，另一方面，還可增加土壤微生物數量，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和環境污染，有效解決我國農業生產、生態環境保護之間的矛盾。
　  2006年，財政部和農業部聯合實施了“提升土壤有機質”項目，以政府采購形式，購買秸稈腐熟劑供農民使用，在南方水稻秸稈還田中應用效果明顯，2009年該項目在我國北方開始實施，全國各省已開始實施利用秸稈腐熟劑提升土壤有機質。國家對微生物肥料的政策傾斜及資金支持，推動了秸稈腐熟劑產品的產業化生產，為公司進一步開拓市場提供了契機。
　  二、成果內涵及具體做法
　  1、成果內涵
　  該項技術成果是綜合應用微生物技術、土壤肥料技術、農業設施技術、和農業環境控制技術等方法, 經多年大量試驗研究, 集成腐熟菌株的篩選、培養、復配、菌劑的工廠化生產技術及農田秸稈快速腐熟技術等多項技術為一體的系列技術成果。通過單菌株的組合，得到了由纖維素降解菌、木質素降解菌、促生酵母菌組成的秸稈降解菌組合，并將其進一步與馴化系復配，得到的秸稈降解復合菌系可在10-14天內使秸稈降解率達到45.7%，使得農田秸稈快速還田成為了可能。
　  該技術體系整體上集中體現了高效低成本產業化開發的核心技術路線，具有創新性和先進性，在產業化開發經營中，具有很強的實用性和可實施性。目前這一技術成果已形成完善的技術開發體系，用于工廠化大規模生產。其先進性和創新性如下：
　  (1)通過平板初篩和酶活性測定復篩，得到了對秸稈降解率為40.2 %的纖維素降解菌；在此基礎上，采用紫外線與亞硝酸結合的誘變方法，使其對秸稈的降解率提高到43.4%。
　  （2）以秸稈為唯一碳源，通過限制性續代培養及菌系組配，得到了一個來源于森林土、竹林土、腐爛秸稈的馴化系組合，組合系對秸稈的降解率為38.3%。
　  （3）通過單菌株的組合，得到了由纖維素降解菌、木質素降解菌、促生酵母菌組成的秸稈降解菌組合，并將其進一步與馴化系復配，得到的秸稈降解復合菌系可在10-14天內使秸稈降解率達到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物反饋抑制，提高了復合菌群的穩定性。
　  （5）產品連續使用三年，可提升土壤有機質含量1-2個等級，提高作物產量10-15%。
　  （6）避免了秸稈焚燒，減少環境污染。科學合理的利用農業廢棄物，節約了農業資源，實現了農業循環經濟的發展。
　  2、具體做法
　  （1）建一條中試生產線，改進生產工藝，降低生產成本， 減少農業投入，為秸稈腐熟劑的推廣應用提供技術保障。
　  通過高密度發酵罐體技術研究，提高菌種質量，提高秸稈的降解速度，使秸稈快速充分腐熟。改進秸稈腐熟劑生產工藝，從而降低生產成本，減輕農民負擔，減少農業投入，達到節約經營，為秸稈腐熟劑在農村的大力推廣應用提供充分的技術保障。
　  （２）農田秸稈快腐處理及配套技術的示范推廣
　  秸稈腐熟還田，可以提高土壤生物活性，改善土壤理化性狀，減少農藥和化肥的使用量，提高農作物品質，降低農藥殘留，減少面源污染。秸稈腐熟還田，可以避免焚燒造成環境污染，從根本上解決農業廢棄物對大氣、水和土壤的污染，改善當地生態環境。所以，推廣應用農田秸稈快腐處理及配套技術，對于促進農業生產可持續發展、建設社會主義新農村和保護環境均具有非常重要的意義。
　  該技術投資少、工藝簡單、操作性強，易于廣大農民掌握和應用，能夠實現大面積推廣的目的。目前主要產品的相關使用方法如下：
　  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械將秸稈直接在田間粉碎。
　  堆腐法：是專用病蟲害嚴重發生的秸稈，將秸稈切碎后，堆置到田間地頭，加入秸稈腐熟菌劑，起堆發酵；
　  噴施法：采用噴灑機直接噴灑在秸稈上，噴灑后及時中耕將秸稈和菌種翻入土壤內。
　  （3）通過田間示范應用，進一步對菌劑產品的特性進行研究。
　  建立兩個秸稈（茄稈、棉花稈）腐熟試驗點，進一步對木質素含量高的秸稈分解菌進行研究，完善菌種配方及生產工藝。
　  進一步篩選純化木質素分解菌，促使木質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煙稈亂堆亂放和污染問題。
　  第三、實施效果
　  1、經濟效益
　  2006年農業部在南方實施了“利用秸稈腐熟劑提升土壤有機質”試點項目，推廣五年來，效果顯著，目前農業部正在逐步向全國推廣實施，在今年各地腐熟劑招投標工作中，我公司產品HM腐熟劑（秸稈專用）已在四川省、安徽省中標，使用HM腐熟劑（秸稈專用） 900噸，推廣面積達50萬畝，新增經濟效益 540余萬元。
　  公司生產的產品HM腐熟劑（秸稈專用）在鶴壁市浚縣、淇縣、淇濱區進行推廣應用，推廣面積達40萬畝，新增產量4000萬公斤，新增經濟效益6000萬元。推廣使用三年，提升土壤有機質含量1-2個等級。
　  目前，項目相關產品年銷售額達700萬余元，年利潤400余萬已經成為公司支柱型產品。
　  2、社會效益
　  據統計，1996年中國耕地面積為19.51億畝。按此耕地面積的10%計算，按每畝使用2千克，大約秸稈腐熟劑產品需40萬噸。目前國家規劃對18億畝耕地實施有機質提升項目，每畝用量2公斤，連續使用腐熟劑3年，全國每年約需要秸稈腐熟劑360萬噸。秸稈腐熟劑銷售市場潛力巨大。因此，轉化推廣此技術,市場廣闊。
　  公司研發生產的“HM秸稈腐熟劑”與國內如山東、四川、安徽等地區同類產品相比，在升溫速度、分解能力、持續時間、腐熟程度等方面都具有明顯的優勢，產品具有快速升溫、快速發酵、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、高回報等特點，其技術含量高于同類產品，具有明顯的競爭能力。
　  為提高土壤有機質含量，減少農業廢棄物污染，提升農業綜合生產能力，保護和培肥耕地，從2006年國家啟動了土壤有機質提升試點補貼項目，分別在江蘇、四川、廣西、湖南、湖北、江西6個省18個縣；秸稈還田腐熟技術推廣涉及103個鄉鎮、603個行政村，補貼農戶24萬多個；到2010年底，全國各省都進行了土壤有機質提升試點補貼項目。
　  3、環境效益
　  稈腐熟還田，可以提高土壤生物活性，改善土壤理化性狀，減少農藥和化肥的使用量，提高農作物品質，降低農藥殘留，減少面源污染。秸稈腐熟還田，可以避免焚燒造成環境污染，從根本上解決農業廢棄物對大氣、水和土壤環境的污染，改善當地生態環境。所以，該項目對于促進農業生產可持續發展、建設社會主義新農村和保護環境均具有非常重要的意義。
　  第四、改進措施
　  存在問題與改進意見：
　  （1）本項目技術產品——秸稈降解菌劑是針對玉米秸稈制備的，其對其它作物秸稈的降解性能還有待于進一步試驗。
　  （2）對于秸稈的田間原位降解，秸稈降解菌劑功能的充分發揮，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過程中，需要根據使用地的物理化學性質調整配方，在施用過程中要考慮使用地的物理化學性質，及時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纖維素含量高的農田廢棄物秸稈分解轉化效率已經達到相當高的水平，但是對于木質素含量較高的秸稈（如辣椒、茄子等作物）分解速率沒有達到預期效果，需要分析菌種成分，根據情況合理改進。
　  （4）目前，制約秸稈腐熟技術推廣的主要因素有：農民對秸稈還田的認識不足，不愿增加投入，雖然從2006年有國家政策的介入已經大大改善了這一現狀但是在很多地區還需要改變農民對秸稈還田的認識；其次，相關配套的機械技術的欠缺，成為制約產品技術推廣的另一重要因素，而能夠開發出與當前機械技術操作相配套的技術成為技術研究的重中之重。
　  
　  
　  
　  
　  河南省恒隆態生物工程股份有限公司
　  2011年8月18日