楊瑩瑩

“在培育油茶苗中,我們改為使用林業廢棄物研發的基質新配方后,油茶苗長得更快更壯了”。安徽萬秀園生態農業集團有限公司董事長詹長生興奮地說。
“利用油茶果殼等剩余物研制的育苗基質,不僅可以替代泥炭基質,而且生根效果特別好。”他補充道。
這個“基質新配方”,是中國林科院木本油料育種與培育團隊研發的技術成果。新配方由油茶果殼等經濟林剩余物進行高溫有氧發酵、脫毒和滅菌等系列技術處理后復配成。這一成果通過林業廢棄資源再利用,有效解決了大量林業剩余物無法處理的技術難題,同時提高了經濟林綜合效益,實現了資源循環利用,有效降低了碳排放量。
經濟林剩余物數量驚人
中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所科技人員通過技術革新和成果轉化,實現經濟林剩余物循環利用,構建高值高效低碳低耗的經濟林綜合利用體系,以推進資源循環利用和產業綠色低碳發展。
科技人員稱,我國經濟林種植面積約6億多畝,每年在采集、加工過程中產生大量果殼、果渣、修剪枝葉等剩余物,其中僅油茶、核桃、板栗的果殼每年就有2930萬噸。
以往,因處理技術欠缺,這些剩余物大多被隨意丟棄在山谷、河灘、公路邊,雨水沖刷后流入水域,嚴重污染水體;或作為燃料燃燒,污染大氣,成為污染源,造成大量生物質資源浪費,嚴重制約了經濟林產業的可持續健康發展。
在科技工作者眼里,這些剩余物富含纖維素、半纖維素、木質素和礦物質元素,與食用菌基料和泥炭形成的原材料成分相近,是食用菌和植物栽培基質的良好原料。
作為林業科研“國家隊”,如何將經濟林剩余物資源化和無害化處理,實現資源循環利用,促進產業健康發展,維護國家糧油安全,成為了亞林所木本油料研究團隊迫切想解決的難題。2012年開始,該團隊開啟了經濟林剩余物再利用的科技攻關。
十年攻關變廢為寶
在浙江省重點研發項目“主要經濟林廢棄物基質化利用關鍵技術研究與示范”和國家重點研發項目“特色經濟林生態經濟型品種篩選既配套栽培技術”支持下,研究團隊探明了果殼廢棄物的主要化學成分及含量。在此基礎上,重點圍繞油茶果殼、山核桃果殼、板栗果殼等剩余物,脫毒處理栽培食用菌和高溫有氧發酵、基質化栽培花卉苗木等,開展了系統研究與示范。
研究小組由10多名科研和生產工作人員組成。他們潛心研究近10年,反復對比試驗添加物對3種果殼高溫有氧發酵、有機物質與有害物質降解、發酵產品復配的影響,取得了3種果殼剩余物脫毒處理和栽培食用菌技術、3種果殼剩余物高溫有氧發酵生產育苗基質技術;研制出具有自主知識產權的混合脫毒菌劑和高溫有氧發酵技術,攻克了3種果殼脫毒處理基質化栽培食用菌關鍵技術瓶頸,解決了果殼剩余物在食用菌栽培基質適應性差的問題;突破了3種果殼與不同輔料高溫有氧共發酵及發酵產品栽培花卉苗木的關鍵技術,研發出基于果殼廢棄物、適合30多種植物栽培的復配基質,實現了經濟林果殼剩余物就地生物轉化、100%替代泥炭、高效培育花卉苗木。
應用這項技術成果,可以就地、就近、短期處理果殼廢棄物,而且低成本、低污染、低能耗和安全穩定,為經濟林產業提質增效和健康可持續發展提供技術支撐。
2017-2021年間,依托這項技術成果,獲授權發明專利8件、登記軟件著作權2件,發表論文18篇。2021年3月,相關成果在線發表在生物技術領域頂級期刊《生物資源技術》。成果分獲浙江省科技進步三等獎、梁??茖W技術進步三等獎。
我國經濟林經營和加工過程中每年產生廢棄物約7000萬噸。經濟林剩余物基質化育苗和基質化栽培食藥用菌,可以充分利用廢棄資源,降低育苗基質和食用菌基質成本25%以上,減少碳排放約2800萬噸。
打通成果轉化最后一公里
“用實用技術解決企業生產中的現實問題,是我們做科研的最終目的?!睆埥鹌几毖芯繂T說。
張金萍帶領的團隊攻克了油茶、核桃、山核桃、板栗果殼等經濟林剩余物基質化核心生產關鍵技術,以及將生產基質在花卉、苗木、食用菌、蔬菜栽培中的應用關鍵技術。這一技術對實現經濟林全產業鏈發展具有重要意義。
為解決企業困境以及成果示范推廣的需求,張金萍多次深入一線企業和林場現場,指導企業采用果殼、林木修剪枝條等廢棄物,進行高溫有氧發酵,發酵產品完全替代草炭,培育油茶苗、薄殼山核桃種苗、鐵皮石斛以及多種花卉和蔬菜,采用果殼廢棄物栽培香菇、大球蓋菇和秀珍菇等食用菌。
其中,發酵產品100%替代泥炭培育的油茶苗成活率達99%-100%,比常規基質提高了5%-10%,油茶苗地徑和高度比常規基質分別提高了36.6%和46.7%,生長周期縮短了3-6個月。
目前該技術受到企業廣泛歡迎,已在安徽、浙江、江西等省的10多個企業和林場推廣應用。已建立果殼廢棄物脫毒處理和栽培食用菌生產線3條,建立果殼廢棄物高溫有氧發酵和基質復配生產線 4條,累計處理果殼廢棄物10000余噸,基質替代雜木栽培食用菌1095萬棒、5萬瓶、50余畝;生產花卉苗木栽培基質20000m3,基質100%替代泥炭培育花卉、苗木、蔬菜30余種。未來該技術將用于經濟林地復合經營,實現油茶等經濟林基質就地利用,提高經營效益。
張金萍說:“下一步我們將通過生物轉化途徑,開展經濟林剩余物經濟林下種菇或就地、就近高溫有氧發酵,實現菌渣或發酵產品就地還林,解決經濟林剩余物利用、提高土壤有機質和固碳增匯等技術問題。繼續研發基于經濟林剩余物的經濟林專用育苗基質和專用有機肥,將高質精準產品推向市場”。