有机肥作物机制和产业化关键技术研究与推广

有机肥作物机制和产业化关键技术研究与推广

主要完成人：沈其荣，徐阳春，杨帆，杨兴明，薛智勇，陆建明，徐茂，李荣，赵永志，黄启为

主要完成单位：南京农业大学，全国农业技术推广服务中心，江阴市联业生物科技有限公司，浙江省农业科学院，江苏省耕地质量保护站，北京市土肥工作站

针对传统有机肥被当作固体有机废弃物随意弃置，严重污染环境的现实，有机肥作物机制和产业化关键技术研究与推广项目创新研究了有机（类）肥料养分在土壤-植物-动物体系的循环与转化及对土壤性质的影响，研发出商品有机（类）肥料生产工艺与技术，并创新推广机制，使商品有机（类）肥料得到大面积施用。

项目首次建立了用同位素13C15N双标记作物秸秆、畜禽粪等有机肥的技术。发现土壤中残留的有机13C约有15%存在于腐殖酸类物质中，80%在胡敏素中，5%在土壤微生物体内。揭示了有机无机肥氮协同增效的主要机制是有机肥可使施入土壤的化肥15N快速转化成微生物体有机15N，而后又被矿化出无机氮，构成土壤有效氮的暂存“过渡库”，使土壤氮素供应过程与作物吸氮更相吻合。

项目利用454测序技术和光谱学技术首次揭示了有机培肥土壤的主要机理是通过改善土壤微生物区系和稳定土壤有机质结构来实现的。与施用化肥相比，长期有机培肥不仅显著提高土壤微生物量、多样性及土壤酶活性，更使土壤微生物类群分布均匀，植物有益菌类群如假单胞菌、芽孢杆菌、拟杆菌等丰富度增加，而喜酸环境的酸杆菌类显著减少，这是长期有机培肥抑制土壤酸化根本原因。有机培肥使氮素循环相关的功能基因拷贝数显著增多。

项目利用13CCPNMR光谱研究发现，施用堆肥和有机无机复混肥增加了土壤中糖类碳比例，降低了烷基碳与烷氧基碳的比值和芳香度，从而降低土壤有机质分解程度；同时，长期施有机肥可以大幅度提高红壤中水合铝英石、伊毛缟石、非晶形铁矿物等非晶形纳米矿物含量，对土壤有机质提升和累积具有重要意义。

项目首次建立了新鲜畜禽粪便生物脱水和条垛式高效堆肥工艺，并建立堆肥腐熟度检测方法。新鲜粪便通过高附加值生长蝇蛆的生物脱水技术处理后可直接用于堆肥；获得高效堆肥真菌菌株（Z5），并研发出高效堆肥制剂，该制剂价格仅6000～8000元/吨，使堆肥企业的菌剂成本大幅下降；研发出条垛式堆肥新工艺及配套设备，其价格是国外进口的1/5，而且工作效率更高，堆肥时间从传统的1个月以上缩短至2周；首次提出在堆肥结束时添加产γ多聚氨酸菌以提高堆肥田间生物效果，还建立了企业用和研究用的堆肥腐熟度检测方法。

项目创新有机肥推广机制，为我国耕地质量提升奠定了基础。修订了有机肥行业标准，不仅为有机肥产业快速发展保驾护航，也使有机肥产品的生物效应更好；在项目组工作成果和努力下，财政部国家税务总局出台有机肥产品免征增值税政策，农业部出台土壤有机质提升和商品有机肥补贴政策，提高了农民施有机肥的积极性。

项目成果共获中国发明专利授权9项，实用型专利授权4项，申请受理发明专利9项；发表论文110篇，其中SCI论文39篇；条垛式高效堆肥工艺已推广161家有机肥企业，企业净增经济效益7.7121亿元，累计处理有机固废4000多万吨，生产和推广商品有机（类）肥料1500多万吨，施用面积1.8亿亩，项目成果引领了中国有机（类）肥料产业发展，产生了显著的社会、经济和生态效益。