有機肥作物機制和產業化關鍵技術研究與推廣

有機肥作物機制和產業化關鍵技術研究與推廣

主要完成人：沈其榮，徐陽春，楊帆，楊興明，薛智勇，陸建明，徐茂，李榮，趙永志，黃啟為

主要完成單位：南京農業大學，全國農業技術推廣服務中心，江陰市聯業生物科技有限公司，浙江省農業科學院，江蘇省耕地質量保護站，北京市土肥工作站

針對傳統有機肥被當作固體有機廢棄物隨意棄置，嚴重污染環境的現實，有機肥作物機制和產業化關鍵技術研究與推廣項目創新研究了有機（類）肥料養分在土壤-植物-動物體系的循環與轉化及對土壤性質的影響，研發出商品有機（類）肥料生產工藝與技術，并創新推廣機制，使商品有機（類）肥料得到大面積施用。

項目首次建立了用同位素13C15N雙標記作物秸稈、畜禽糞等有機肥的技術。發現土壤中殘留的有機13C約有15%存在于腐殖酸類物質中，80%在胡敏素中，5%在土壤微生物體內。揭示了有機無機肥氮協同增效的主要機制是有機肥可使施入土壤的化肥15N快速轉化成微生物體有機15N，而后又被礦化出無機氮，構成土壤有效氮的暫存“過渡庫”，使土壤氮素供應過程與作物吸氮更相吻合。

項目利用454測序技術和光譜學技術首次揭示了有機培肥土壤的主要機理是通過改善土壤微生物區系和穩定土壤有機質結構來實現的。與施用化肥相比，長期有機培肥不僅顯著提高土壤微生物量、多樣性及土壤酶活性，更使土壤微生物類群分布均勻，植物有益菌類群如假單胞菌、芽孢桿菌、擬桿菌等豐富度增加，而喜酸環境的酸桿菌類顯著減少，這是長期有機培肥抑制土壤酸化根本原因。有機培肥使氮素循環相關的功能基因拷貝數顯著增多。

項目利用13CCPNMR光譜研究發現，施用堆肥和有機無機復混肥增加了土壤中糖類碳比例，降低了烷基碳與烷氧基碳的比值和芳香度，從而降低土壤有機質分解程度；同時，長期施有機肥可以大幅度提高紅壤中水合鋁英石、伊毛縞石、非晶形鐵礦物等非晶形納米礦物含量，對土壤有機質提升和累積具有重要意義。

項目首次建立了新鮮畜禽糞便生物脫水和條垛式高效堆肥工藝，并建立堆肥腐熟度檢測方法。新鮮糞便通過高附加值生長蠅蛆的生物脫水技術處理后可直接用于堆肥；獲得高效堆肥真菌菌株（Z5），并研發出高效堆肥制劑，該制劑價格僅6000～8000元/噸，使堆肥企業的菌劑成本大幅下降；研發出條垛式堆肥新工藝及配套設備，其價格是國外進口的1/5，而且工作效率更高，堆肥時間從傳統的1個月以上縮短至2周；首次提出在堆肥結束時添加產γ多聚氨酸菌以提高堆肥田間生物效果，還建立了企業用和研究用的堆肥腐熟度檢測方法。

項目創新有機肥推廣機制，為我國耕地質量提升奠定了基礎。修訂了有機肥行業標準，不僅為有機肥產業快速發展保駕護航，也使有機肥產品的生物效應更好；在項目組工作成果和努力下，財政部國家稅務總局出臺有機肥產品免征增值稅政策，農業部出臺土壤有機質提升和商品有機肥補貼政策，提高了農民施有機肥的積極性。

項目成果共獲中國發明專利授權9項，實用型專利授權4項，申請受理發明專利9項；發表論文110篇，其中SCI論文39篇；條垛式高效堆肥工藝已推廣161家有機肥企業，企業凈增經濟效益7.7121億元，累計處理有機固廢4000多萬噸，生產和推廣商品有機（類）肥料1500多萬噸，施用面積1.8億畝，項目成果引領了中國有機（類）肥料產業發展，產生了顯著的社會、經濟和生態效益。