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1、秸秆生物反应堆技术及其发展趋势一、技术介绍秸秆生物反应堆技术又称二氧化碳缓释富氧秸秆发酵技 术，是由山东秸秆生物工程技术研究中心张世明研究员历时20 年研发的一项全新概念的农业增产、增质、增效的有机栽培理 论和技术。他的研究成功从根本上摆脱了农业生产依赖化肥的 局面。技术的核心是利用微生物菌种将秸秆转化为农作物生长 需要的营养、热量和有机物质，达到改善土壤、增强肥力、促 进农作物高产优质生长的目的。与传统常规农业技术有着本质 的不同，是一项能够有效解决设施农业土壤连作障碍、提高农 产品产量、改善农产品品质创新栽培技术。秸秆生物反应堆技术增产原理与作用：秸秆在添加畜禽粪 便和微生物菌剂的作用下，
2、分解成 CO2，增加大棚中CO2浓度， 般可使作物群体内CO2浓度提高46倍，作物产量随着CO2 吸收量的增加而增加。秸秆反应堆还提高大棚温度，在严寒冬 天里大棚内20cm地温增加46。气温增加23C。秸秆 反应堆具有明显的改良土壤功效。秸秆在转化过程中能产生抗 病源微生物孢子，可以调节土壤微生物区系，对土传病虫害产 生一定的抑制和致死作用。秸秆生物反应堆应用方式:主要有三种方式，内置式反应堆、 夕卜置式反应堆和内夕卜置结合式反应堆。内置反应堆又分为行下内 置式反应堆、行间内置式反应堆和树下内置式反应堆；夕卜置式反 应堆分为简易夕卜置式、标准外置式两种。选择应用方式时，主要 依据生产地种植品种
3、、定植时间、生态气候特点和生产条件而定。 夕卜置反应堆适合于春、夏和早秋大棚栽培，内置反应堆除了用于 保护地作物越冬栽培、还用于大田、果树等作物栽培。秸秆生物反应堆转化率：1kg干秸秆可转化11kgCO2、 3037千卡热量、0.13kg生防有机肥和0.003kg抗病微生物孢 子。这些物质和能量用于果蔬生产，可增产农产品0.6-1.5kg , 品种不同增幅有差异。二主要优缺点（一）主要优点1、技术优势凸显现代农业科学内涵。秸秆反应堆利用的都是农作物的废弃物，操作简单、易于掌握，稍作示范讲解，大部 分农民都能掌握。以玉米秸秆、稻草、杂草等为基本原料，加上 生物菌剂让秸秆分解，产生二氧化碳和热量等
4、，在栽培层的 20cm之下，把地加热。秸秆分解产生的热量，可以使棚内地温 增高1 3,气温增高3 5,地温增高能增强作物抗病能力。 在冬季放风量较少的情况下秸秆发酵产生的二氧化碳可以满足 作物光合作用的需要，产量提高，增加产量30%50%，甚至 加倍。2,成本优势凸显现代农业经济内涵。秸秆反应堆技术每亩 所需菌种成本在60 500元，投入产出比在1:10以上。秸秆 反应堆对解决棚室建设及设施农业推广的资金问题是个有利措 施，在1亩地上用秸秆反应堆产生的效益相当于新建半亩温室。 减少化肥用量，节约成本。秸秆经微生物分解后变成容易被作 物吸收的营养元素，可以节省化肥30%-50%。3,产品优势凸显
5、现代农业质内涵。秸秆反应推使用的高 活性菌种，在发酵过程中产生大量有益菌株，对多种致病病菌 有抑制、杀灭作用，降低化学杀菌剂的使用量。秸秆可以储存 大量水分，不断满足蔬菜根系需要，降低棚内空气湿度，减少 浇水次数，减少病害发生。秸秆经微生物分解后变成容易被作 物吸收的营养元素，并生成有机质，活化了土壤中被固定的营 养元素，使农作物生长茁壮。全球的设施农业都有土壤盐渍化 问题，连续使用秸秆反应堆技术使土壤结构明显改善，通透性 增强，团粒结构好转，有机质含量提高，作物根系明显增旺， 为可持续发展创造了有利条件。由于减少了化肥和杀菌剂的使 用，蔬菜商品性大大增强。4,环境优势凸显现代农业生态内涵。秸
6、秆反应堆是农村秸秆有效利用的好途径，1亩温室要消耗4亩的秸秆。这种生态技 术，实现了能源的循环利用，在农业体系内的高效利用，提高了 秸秆的利用率，产生良好的经济效益，同时有效解决焚烧秸秆造 成的环境污染等问题。为农业增效，农民增收，农业良性循环和 可持续发展提供了高效创新的技术支撑。（二）主要缺点和措施秸秆生物反应堆虽然是一项很好的技术，但很多农民在操 作过程中出现了一些问题，导致秸秆生物反应堆的使用效果大打 折扣。1、氮肥要前补后控。秸秆碳氮比很高，一般在60-100 ：1， 而秸秆适宜分解的碳氮比是25：1。若秸秆反应堆未及时补充速 效氮肥，会造成土壤微生物与蔬菜根系争氮，影响幼苗正常生长
7、， 出现幼苗发黄、瘦弱等问题。因此，在秸秆还田后，要注意增施 氮肥。每一千斤秸秆（大约一亩地的玉米秸秆量），需要补充尿 素40-50斤，才可满足秸秆分解的需要。按照使用秸秆量的多 少，确定氮肥施用量。若未随秸秆施入氮肥，蔬菜生长中后期则 要控制氮肥使用量。因为秸秆在分解过程中会逐步释放较多的 氮，如果在此时再按照原来的习惯大量补充氮肥，会导致氮肥量 过多，造成植株旺长。所以，在后期应少用或不用氮肥。2、病菌蔓延，产生新病害。秸秆上面多带有大量的病菌和 虫卵，直接运进棚里、铺在地上，很容易加重病虫害发生。未使 用专用菌种或使用量不足或使用了劣质菌种，会导致秸秆所带病 菌在棚室中蔓延，产生新病害。
8、3、所用菌种质磅，效果不明氟 有部分产品短期内使 用效果不错，但由于其所用菌种没有经过农业部微生物肥料登记 部门进行的菌种检验、产品毒性检测及质量检测，存在产品质量 不稳定，施用不安全等原因，建议购买有微生物肥料登记标识的 菌种产品。4、注意灾害性天气防御。注意灾害性天气防御棚室秸秆生 物反应堆技术确有提温作用，但在寒流或暴风雪等恶劣气候下仍 然需要采取加盖底脚苫、设小拱棚、临时加温等增温保温措施。 同时，更应重视收听天气预报，提早预防，不能认为采用秸秆生物 反应堆技术即可抵御灾害性天气。三、推广应用情况经2003年对国内、以及全省部分地区不完全调查，推广应 用该项技术的有山东省的济南市的济阳
9、、商河；聊城市的东阿、 高唐、萃县、阳谷、荏平；临沂市的苍山、蒙阴；枣庄市的峰城； 滨州市的邹平；淄博市的桓台；烟台市的招远；泰安市的岱岳区。 以及北京、天津、上海、杭州、江苏、河南、河北、陕西、辽宁 等9省市、二十几个县的8000多个大棚和150hm2果园上推广 应用。据各点上应用结果，单一用内置式生物反应堆增产30% 左右，增加效益40%以上。内夕卜置结合式反应堆技术高的可增 产50%左右，增效60%左右。山东省农技推广总站2003年对 济南市、临沂市、烟台市、枣庄市等地方实地调查，该项技术日 光温室甜椒应用，甜椒植株高大、枝叶繁茂，病虫害轻、甜椒个 头比对照大而且商品性好，坐果率比对照提
10、高122%，可提前 10d上市，增产幅度50%左右，一般比对照每棚增加日6000 多元；该项技术在露天的果树上运用，果树植株健壮、叶片大而 厚、叶色深绿、有光泽，结果多且集中于下部、个头大、着色鲜 艳、夕卜观好、口感佳、商品性好；该项技术在黄瓜上应用，黄瓜 的瓜条直，商品性好，结瓜期长，产量比对照增加40%，增效 50%左右；该项技术在石榴上应用，石榴大而甜、果皮光亮，比 对照增加产量40%以上，增效50%左右。到目前，该技术在山东、河北、天津、北京等14个省156 个县（市、区）示范推广，取得良好的经济、生态和社会效益。 经全国多个省、市、自治区大面积应用证实，该技术大幅度提高 资源利用率，
11、促进农业良性循环，降低生产成本，显著地提高农 产品产量和质量、使资源利用与农民增收，环境保护、食品安全 融为一体，为农业的可持续发展探索出一条新途径。正如中国工 程院院士于松烈教授指出：秸秆生物反应堆技术必将引起一场新 的农业革命。该项目获得联合国第27届农业科研成果最高奖， 中央电视台等多家媒体先后对秸秆生物反应堆体系进行了相关 报道。2004年以来，农业部在多次组织专家考察后，将该项技术 列为防止农业面源污染的重大技术之一。农业部连续两年立项拨 专款支持山东、河南、河北农业厅推广该技术，并与2008年4 月在山东淄博举办了14省秸秆生物反应堆技术推广培训班。山 东省人民政府高度重视该项技术
12、的推广应用，财政厅、科技厅和 农业厅连续多年将该项技术列为农业主推技术；每年扶持推广资 金1000万元以上。2006年以来，河北、辽宁、甘肃等省人民 政府也相继大力推广该项技术，并加大财政扶持力度。2006年5月，全国政协将该项目列为重要提案，弓I起中央有关领导的重 视，并做出重要批示。民革中央把该技术作为社会服务、科技扶 贫的主要项目，多次召开推广现场会。2009年2月，由民革中 央牵头，国家八部委在甘肃省白银市召开全国秸秆生物反应堆推 广现场会议。全国人大会副委员长周铁农出席会议并做重要讲 话。与会代表通过交流、现场参观，一致认为该项技术涉及全社 会各阶层切身利益，是一项公益事业性极强的重
13、大科技项目。现 已有28个省市自治区先后引进该项技术，取得了显著的经济效 益；生态效益和社会效益。,未来发展趋势与议该项技术自上个世纪80年代开始研究，90年代开始区试， 2001年开始进人大田推广运用示范，由于经济效益、生态效益 极为显著而得到推广单位的认可，有的农户还自发使用生物反应 堆技术。从山东省应用结果分析来看，运用该项技术，肥料减少 投资50%、农药投资减少50%，上市期提前10d 15d，收获 期延长20d 30d其中果树类增产50%左右。含糖量提高1% 2% ;蔬菜类增产30%以上；瓜类增产40%以上，含糖量提高1%2%,品质明显改善，农药残留童降低。使用生物反应堆技术能使土壤
14、中有机质增多，改良了土壤，农村大量的桔秆的合理 使用，净化和保护了环境，农业增效、农民增收，有短期和长期 的效益，是当前农业迫切需要解决的（诸如农产品质、环境污染） 等问题的最佳方法，具有广阔的应用前景。（一）秸秆生物反应堆配套菌种研发。随着秸秆生物反应堆 技术的大面积推广，必将有大批新的菌种问世，菌种作为一种产 品要加强规范。在新菌种大面积应用前必须进行生产试验，以验 证其是否适应当地条件，有无不良影响，如何选择应用方式及怎 样操作能达到最佳效果等。否则新菌种如直接应用很可能达不到 预期效果，如使用不当还可能造成减产，也必将对此技术的推广 带来不良影响。（二）有关部门应继续加大资金扶持力度。
15、目前生产上常用 的菌种为80500元/667m2有些地区还需秸秆费用约300元/667m2,若选用外置式反应堆则还需塑料薄膜管及CO2交换机 等小型设备的投入。由此来看，尽管此技术增效明显，但增加的 投入也相对较大，在农民认识阶段，需要政府投入专项经费予以扶 持。为此建议有关部门，按应用该项技术的棚室数量予以适当资 金补助。（三）加快配套技术的试验与研究。秸秆生物反应堆技术还 有巨大的增产潜力有待挖掘。目前该技术的相关配套技术还有待完善，如膜下滴灌、渗灌，增光补光，病虫草害综合防治，灾害 性天气防御技术等。这些技术如何集成为一体，互相配合发挥最 大的增产、提质作用，还应加快试验与研究。（四）出台秸秆生物反应堆技术规程。秸秆生物反应堆技术 总体来讲增效明显、操作简单，但应用中也有很多细节易出现问 题，如不按标准实施则不能表现出好的效果，因此各地相关部门 应在多次试验的基础上出台不同应用方式的秸秆生物反应堆技 术操作规程，以便技术人员及农户参照使用，以发挥技术应有的 效能。
