应用秸秆生物反应堆技术提高果菜绿色化生产水平

文/ 山东省现代农业农村发展研究中心 徐建堂

一、技术背景

山东省是农业大省，也是蔬菜果茶生产大省，种植面积达4000万亩，是农业经济发展和农民增收致富的支柱产业。但近年来，农民为提高产量，盲目使用化肥和农药，残留量增加，污染加重，造成土壤板结、土地生产力下降，病虫害抗逆力增强，农产品安全质量受影响。为进一步提升我省果菜产业特别是设施菜果生产质量安全水平，科学利用农业资源，农业增效，农民增收，生态环境友好，应用推广秸秆生物反应堆技术就是一个典型案例。

我省是农作物秸秆生产大省，年产秸秆8000多万吨，每年有近2000万吨没有得到有效利用，有的甚至烧掉，造成资源浪费；有的随便乱堆乱放，影响村容村貌整洁。实践证明，推广应用秸秆生物反应堆技术，亩可转化秸秆5吨，节本增效8000多元。既开辟了农作物秸秆利用的新途径，又提高了农业的综合效益，对发展现代生态循环农业，保障农产品质量安全都具有非常重要的现实意义。

二、技术要点

秸秆生物反应堆技术是在一定的设施（内、外置反应堆）条件下，利用生物工程技术，在微生物菌种、催化剂、净化剂的作用下，将农作物秸秆直接定向转化成植物生长所需的二氧化碳、热量、抗病微生物、有机和无机养料，从而实现培肥地力、促进作物生长、提高产量和改善品质。分内置反应堆和外置反应堆两种应用模式。

（一）构成要素：由秸秆、辅料、菌种、植物疫苗、交换机、CO2微孔输送带等设施组成。

（二）技术特点：以秸秆替代化肥，植物疫苗替代农药，具有成本低、易操作、资源丰富、投入产出比大，环保效应显著特点。

1. CO2效应。在每亩大棚使用4000～5000公斤秸秆情况下，可使大棚内二氧化碳浓度提高4～6倍，光合效率提高50%以上，能有效解决由于光合原料CO2严重亏缺，作物极度饥饿，制约当前大棚生产，生长加快，提高开花坐果率，早成熟，早上市，标准化操作平均增产30%以上。

2.热量效应。在严寒冬天里，大棚内20厘米地温提高4～6℃，气温提高2～3℃，显著改善植物生长环境，提高作物抗御低温的能力，有效保护作物正常生长，生育期提前10～15天，大樱桃等提前成熟上市15天。

3.生物防治效应。菌种在转化秸秆过程中产生大量的抗病孢子，对病虫害产生较强拮抗、抑制和致死作用，植物发病率降低70%以上，农药用量减少70%以上，标准规范化操作可基本上不用农药。

4.有机改良土壤效应。在秸秆生物反应堆种植层内，20厘米耕作层土壤孔隙度提高1倍以上，有益微生物群体增多，水、肥、气、热适中，各种矿质元素被定向释放出来，有机质含量增加4倍以上，为根系生长创造了优良的环境。

5.酶切处理残留效应。秸秆在反应过程中，菌群代谢产生大量高活性的生物酶，与化肥、农药接触反应，使无效肥料变有效，使残毒农药变为植物需要的二氧化碳。经测定：一年应用该技术，植物根系周围的农药残留减少90%以上，二年应用该技术可全部消除。

6.提高自然资源综合利用效应。秸秆生物反应堆技术在加快秸秆利用的同时，提高了微生物、光、水、空气游离氮等自然资源的综合利用率。据测定：在CO2浓度提高4倍时，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）技术模式图

（四）技术要点

1．内置式反应堆操作：主要有开沟、铺放秸秆、撒菌种、覆土、浇水、盖膜、打孔、定植等程序。

（1）开沟：采用大小行种植，一般一堆双行。大行宽90～110厘米，小行宽60～80厘米。在小行位置开沟，深20～25厘米，宽70～80厘米。

（2）铺秸秆：每亩铺放干秸秆4000～5000公斤，沟内铺放秸秆厚度25～30厘米。

（3）撒菌种、饼肥：将处理好的菌种均匀撒在秸秆上，亩用菌种8～10公斤，饼肥100～150公斤。

（4）覆土：秸秆上覆土厚度20厘米，然后将土整平成畦。

（5）浇水：浇大水湿透秸秆。

（6）撒疫苗、打孔、定植：在垄上撒处理好的植物疫苗并与15厘米土掺匀，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．外置反应堆操作：建池、放秸秆、接菌种、淋水浇湿、盖膜发酵、装机抽气、取液喷施。

配套技术及其要点：推广应用新型高效日光大棚管理技术、集约化育苗、水肥一体化微滴灌高产技术。物理控害技术：在棚内距地面1～1.5米设置黄板和蓝板，分别诱杀蚜虫和蓟马，减少病害传播。在设施出入口、通风口，铺设防虫网，防止害虫危害。第一次应用秸秆生物反应堆技术的，在7、8月日光温室闲置季节，在棚内开沟，铺施碎的作物秸秆1000千克，起垄、灌水用地膜覆盖地面，上面盖严棚膜，高温闷棚20～30天，再用硫磺熏蒸杀菌。

三、推广情况

（一）推广情况。秸秆生物反应堆技术是生物技术在农业领域的应用。该项技术生产上突出的增产、增效、增质作用和显著的经济、生态和社会效益，受到了山东省乃至全国各地广大农民的极大欢迎，得到了国家、省等各级领导的高度关注。农业部在我省举办了全国秸秆生物反应堆技术推广应用现场会，全国人大常委会副委员长周铁农出席了现场会并做了重要讲话，到该技术应用基地考察调研，并给予高度评价。这项技术于2010年获得了联合国粮农组织第二十七届世界农业科技一等奖。

2013年山东省农业厅、科技厅把它作为山东省农业主推技术，省财政厅列专项重点支持，向广大农民推广。2016年农业部列为农业主推技术，全国推广。目前，山东省累计推广面积30万亩，全国各省区都有推广，累计推广面积达50多万亩。节本增效300多亿多元，取得较大的经济、生态和社会效益。

（二）适宜地区。该技术模式主要应用形式有内置反应堆和外置反应堆，以内置反应堆为主，外置反应堆为辅。可用于设施作物、大田果茶等经济价值高的作物，全国各省区都可以推广应用。