應用秸稈生物反應堆技術提高果菜綠色化生產水平

文/ 山東省現代農業農村發展研究中心 徐建堂

一、技術背景

山東省是農業大省，也是蔬菜果茶生產大省，種植面積達4000萬畝，是農業經濟發展和農民增收致富的支柱產業。但近年來，農民為提高產量，盲目使用化肥和農藥，殘留量增加，污染加重，造成土壤板結、土地生產力下降，病蟲害抗逆力增強，農產品安全質量受影響。為進一步提升我省果菜產業特別是設施菜果生產質量安全水平，科學利用農業資源，農業增效，農民增收，生態環境友好，應用推廣秸稈生物反應堆技術就是一個典型案例。

我省是農作物秸稈生產大省，年產秸稈8000多萬噸，每年有近2000萬噸沒有得到有效利用，有的甚至燒掉，造成資源浪費；有的隨便亂堆亂放，影響村容村貌整潔。實踐證明，推廣應用秸稈生物反應堆技術，畝可轉化秸稈5噸，節本增效8000多元。既開辟了農作物秸稈利用的新途徑，又提高了農業的綜合效益，對發展現代生態循環農業，保障農產品質量安全都具有非常重要的現實意義。

二、技術要點

秸稈生物反應堆技術是在一定的設施（內、外置反應堆）條件下，利用生物工程技術，在微生物菌種、催化劑、凈化劑的作用下，將農作物秸稈直接定向轉化成植物生長所需的二氧化碳、熱量、抗病微生物、有機和無機養料，從而實現培肥地力、促進作物生長、提高產量和改善品質。分內置反應堆和外置反應堆兩種應用模式。

（一）構成要素：由秸稈、輔料、菌種、植物疫苗、交換機、CO2微孔輸送帶等設施組成。

（二）技術特點：以秸稈替代化肥，植物疫苗替代農藥，具有成本低、易操作、資源豐富、投入產出比大，環保效應顯著特點。

1. CO2效應。在每畝大棚使用4000～5000公斤秸稈情況下，可使大棚內二氧化碳濃度提高4～6倍，光合效率提高50%以上，能有效解決由于光合原料CO2嚴重虧缺，作物極度饑餓，制約當前大棚生產，生長加快，提高開花坐果率，早成熟，早上市，標準化操作平均增產30%以上。

2.熱量效應。在嚴寒冬天里，大棚內20厘米地溫提高4～6℃，氣溫提高2～3℃，顯著改善植物生長環境，提高作物抗御低溫的能力，有效保護作物正常生長，生育期提前10～15天，大櫻桃等提前成熟上市15天。

3.生物防治效應。菌種在轉化秸稈過程中產生大量的抗病孢子，對病蟲害產生較強拮抗、抑制和致死作用，植物發病率降低70%以上，農藥用量減少70%以上，標準規范化操作可基本上不用農藥。

4.有機改良土壤效應。在秸稈生物反應堆種植層內，20厘米耕作層土壤孔隙度提高1倍以上，有益微生物群體增多，水、肥、氣、熱適中，各種礦質元素被定向釋放出來，有機質含量增加4倍以上，為根系生長創造了優良的環境。

5.酶切處理殘留效應。秸稈在反應過程中，菌群代謝產生大量高活性的生物酶，與化肥、農藥接觸反應，使無效肥料變有效，使殘毒農藥變為植物需要的二氧化碳。經測定：一年應用該技術，植物根系周圍的農藥殘留減少90%以上，二年應用該技術可全部消除。

6.提高自然資源綜合利用效應。秸稈生物反應堆技術在加快秸稈利用的同時，提高了微生物、光、水、空氣游離氮等自然資源的綜合利用率。據測定：在CO2濃度提高4倍時，光利用率提高2.5倍，水利用率提高3.3倍，豆科植物固氮活性提高1.9倍。

（三）技術模式圖

（四）技術要點

1．內置式反應堆操作：主要有開溝、鋪放秸稈、撒菌種、覆土、澆水、蓋膜、打孔、定植等程序。

（1）開溝：采用大小行種植，一般一堆雙行。大行寬90～110厘米，小行寬60～80厘米。在小行位置開溝，深20～25厘米，寬70～80厘米。

（2）鋪秸稈：每畝鋪放干秸稈4000～5000公斤，溝內鋪放秸稈厚度25～30厘米。

（3）撒菌種、餅肥：將處理好的菌種均勻撒在秸稈上，畝用菌種8～10公斤，餅肥100～150公斤。

（4）覆土：秸稈上覆土厚度20厘米，然后將土整平成畦。

（5）澆水：澆大水濕透秸稈。

（6）撒疫苗、打孔、定植：在壟上撒處理好的植物疫苗并與15厘米土摻勻，打3行孔，行距20～25厘米，孔距20厘米，孔深35 厘米。7～10天后定植作物。

2．外置反應堆操作：建池、放秸稈、接菌種、淋水澆濕、蓋膜發酵、裝機抽氣、取液噴施。

配套技術及其要點：推廣應用新型高效日光大棚管理技術、集約化育苗、水肥一體化微滴灌高產技術。物理控害技術：在棚內距地面1～1.5米設置黃板和藍板，分別誘殺蚜蟲和薊馬，減少病害傳播。在設施出入口、通風口，鋪設防蟲網，防止害蟲危害。第一次應用秸稈生物反應堆技術的，在7、8月日光溫室閑置季節，在棚內開溝，鋪施碎的作物秸稈1000千克，起壟、灌水用地膜覆蓋地面，上面蓋嚴棚膜，高溫悶棚20～30天，再用硫磺熏蒸殺菌。

三、推廣情況

（一）推廣情況。秸稈生物反應堆技術是生物技術在農業領域的應用。該項技術生產上突出的增產、增效、增質作用和顯著的經濟、生態和社會效益，受到了山東省乃至全國各地廣大農民的極大歡迎，得到了國家、省等各級領導的高度關注。農業部在我省舉辦了全國秸稈生物反應堆技術推廣應用現場會，全國人大常委會副委員長周鐵農出席了現場會并做了重要講話，到該技術應用基地考察調研，并給予高度評價。這項技術于2010年獲得了聯合國糧農組織第二十七屆世界農業科技一等獎。

2013年山東省農業廳、科技廳把它作為山東省農業主推技術，省財政廳列專項重點支持，向廣大農民推廣。2016年農業部列為農業主推技術，全國推廣。目前，山東省累計推廣面積30萬畝，全國各省區都有推廣，累計推廣面積達50多萬畝。節本增效300多億多元，取得較大的經濟、生態和社會效益。

（二）適宜地區。該技術模式主要應用形式有內置反應堆和外置反應堆，以內置反應堆為主，外置反應堆為輔。可用于設施作物、大田果茶等經濟價值高的作物，全國各省區都可以推廣應用。