从“扶羊助学”到“秸秆种菜”：我的职责我的兴致（四）——一“秸秆生物反应堆技术”介绍

    该技术主要是以秸秆为资源（秸秆是指玉米、小麦、水稻、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分，农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中），将秸秆在专用微生物菌种的作用下，定向转化成植物生长所需的二氧化碳、热量、抗病微生物、有机质和矿质元素等，从而以秸秆替代了农业种植中使用的大量化肥和传统有机肥，其植物疫苗替代了大量农药。

   （一）实施该技术的背景

   1、秸秆利用。秸秆中含有氮、磷、钾、钙、镁、蛋白质、纤维素、木质素等矿物质养分和有机质，是一种宝贵的生物资源。我国是农作物生产大国，也是秸秆生产大国，常年的农作物秸秆产量在7亿吨左右，综合利用率在60％左右，尚有40％左右的秸秆得不到有效利用。长期以来，由于秸秆产量巨大，加之缺少成熟的转化增值技术，农民大多把剩余秸秆就地烧掉或堆放于场院、路边及空地，不仅占压土地、影响村容、污染环境，还极易引发火灾。所以，秸秆利用始终是我国农业发展中需要致力解决的问题。

    2、农产品污染。近些年来，农产品污染问题越来越严重，特别是蔬菜中农药残留超过正常值的情况很普遍。反映出农业生产中由于盲目追求产量而导致严重的过量和不当使用农药和化肥问题。我国耕地总量占世界的9%，但所耗用的化肥和农药的消费总量却分别占世界的35%和20%。这一问题直接关系着广大消费者吃得是否健康和安全这一重要的民生问题。所以如何采取系统的综合整治措施来真正治理农业污染是全社会极为关注的大问题。

    3、农业可持续性发展。大量废弃的秸秆被焚烧，既浪费了资源，污染了环境，且破坏了土壤肥力，降低了土地生产力。长期使用化肥造成土壤板结、硬化、透气性差，破坏了土壤的团粒结构，直接影响了农作物的正常生长。大量使用农药，导致土壤和农产品污染，进而造成地下水污染。这一系列问题，都大大影响了农业的可持续发展。

   （二）实施该技术的意义

    1、有利于推进特色农业、特别是生态农业和有机农业的发展。比如，甘肃省反季节瓜菜生产，应由规模发展向技术创新、向多品种和新品种、向无公害绿色食品生产转变，全面提升日光温室瓜菜生产的综合效益，才能适应全国市场竞争有更大的发展。

    2、有利于推进农业技术创新和农民增收。当前设施农业的发展面临诸多挑战，主要是抵御自然灾害风险的能力不强，病虫害发生较为严重，土壤生态恶化，农产品退化、质量下降，加之化肥价格上涨带来的成本上升，农民增收难度增大，农副产品生产急需在科技创新中获得新生。秸秆生物反应堆技术在农业生产中的广泛应用，不仅有利于推进农业科技进步，而且通过提高农产品品质，以提高农产品市场竞争力和促进农民增收。比如，白银市靖远县东湾镇大坝农业高科技示范园的秸秆生物反应堆技术推广应用情况显示，试验大棚辣椒上市比传统高垄种植的早了近20天，价格也比其它大棚的高，多收入了一千块钱。

   3、有利于提高食品安全性、保障广大消费者身体健康。化肥、杀虫剂、生长素等的广施滥用，都使农产品的品质大为降低，甚至威胁到食品安全和人类健康。这都激发起人们对无污染、低残留、优质安全的绿色食品的热望。该技术广泛应用，就是为广大消费者提供安全营养、品质优良的农产品和公共食品，具有潜在的巨大的社会效益。

    （三）该技术主要技术内容

    秸秆生物反应堆的核心技术，一是秸秆替代化肥。用植物菌种分解秸秆，产生大量二氧化碳气体，增强光合作用，促进植物的被动吸收，形成足够的有机物质，加快作物生长。二是疫苗替代农药。用植物疫苗通过接种进入植物体内，激活植物机体免疫功能，达到防治病害的功效。同时，随着土壤的改良和温室环境的改善，提高作物的抗病能力。

     反应堆由秸秆、辅料、菌种、植物疫苗、交换机、CO2微孔输送带等设施组成。反应堆的操作方式包括内置式和外置式两种：前者是在种植行下或行间开沟宽60一80厘米，深20—25厘米，铺秸秆，撒菌种，覆土，浇水，打孔，定植；后者是在大棚的一头，挖一个宽1—1.2米，深1.0—1.2米，长度不等的沟。将沟用单砖水泥砌垒或用厚农膜替代，然后在沟上沿每隔35—40横放一根1.5米横杆，制作隔离层（箅子），在箅子上面铺放秸秆，一层40—50厘米厚，撒一层菌种，一般3—4层，最后淋水浇湿，盖膜安机抽气。不同季节的应用方式：低温期适宜采用内置式或内外置结合式，高温期适宜采用外置式或行间内置式。

    该技术主要指标总结如下：

    1、 CO2指标。一般可使作物群体内CO2浓度提高4—6倍，光合效率提高50%以上，饥饿程度得到有效缓解，生长加快，开花坐果率提高，农产品品质显著提高。

    2、热量指标。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，提高了作物抗御低温的能力，有效地保护作物正常生长，生育期提前10—15天。

   3、生物防治指标。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90%以上，农药用量减少90%以上，标准规范化操作可基本上不用农药。

   4、有机改良土壤指标。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10倍以上，为根系生长创造了优良的环境。

   5、 酶切处理残留指标。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，使有害物质变有益，最终使农药残毒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95%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指标。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。由此可见，秸秆生物反应堆技术体系是一堆多效应。

    该技术可广泛应用于大棚和露地蔬菜、瓜果、果树、豆类等农作物种植和生产中。在我省试点的农作物主要有：番茄、马铃薯、茄子、豆角、草莓、葡萄、黄瓜、西葫芦、辣椒、西瓜、苹果等。

    （四）该技术优势

    经甘肃省各地试点情况看，该项目的技术优势非常突出，表现在以下几点上：

    1、生长优势。苗期：早发、生长快、主茎粗、节间短、叶片大而厚，开花早，病虫害少，抗御自然灾害能力强。中期：长势强壮，坐果率高，果实膨大快，个头大，畸形少，上市期提前10—15天。后期：越长越旺，连续结果能力强，收获期延长30—45天，果树晚落叶20天左右。

    2、产量优势。蔬菜不同品种一般增产50%—200%；根、茎、叶类作物一般增产1—3倍。比如，2009年公司在定西市鲁家沟和香泉镇试点种植的大平1号马铃薯，产量比对比地多110％。

    3、品质优势。果实整齐度、商品率、颜色光泽、含糖量、香味香气质量显著提高；产品含亚硝酸、农药残留量显著下降或消失，是一项典型的有机栽培技术。据农业部食品质量监督检验测试中心(成都)对白银5种产品10个样品的35个品质项目和18个安全项目检测分析，全部符合国家A级绿色食品标准，保障了食品安全。

    4、经济优势。减少化肥农药使用量，与传统种植技术相比，平均每亩减少化肥、农药和灌溉投入千元左右；提高地温室温。平均提升地温3度左右，有利于产品早上市，从而多增加产品收入；提高秸秆有效利用，每亩消化玉米秸秆3000—6000公斤，秸秆腐解提高二氧化碳浓度60%以上，强化了作物的光合作用，增加了土壤的有机质含量和生产效率。

    以下是操作过程（以我的大棚生产为例）：

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    第一步：在大棚里挖坑

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   第二步：在坑里铺秸秆

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    这是在永登县示范田铺秸秆

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   第三步：将菌种与麦麸子按一定比例搅拌在一起（照于永登县示范田）

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    第四步：在秸秆上撒经过与麦麸子搅拌后的菌种

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    第五步：再在秸秆上撒疫苗

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    第六步：覆土

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    种植马铃薯，可将挖坑、撒菌种和疫苗、下种、覆土等程序一次性完成。这是在定西最干旱的鲁家沟试用该技术种植新大平1号马铃薯。穿红色上衣的为该地农户。

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    第七步：打出气孔

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    第八步：定植菜苗

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    第九步：覆膜

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    打孔和覆膜后的情况

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    在榆中县小康营乡检查覆膜情况

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    第十步：日常田间管理也很重要，这是带我的研究生来棚里察看作物生长情况

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     终于长成了，又大又红又甜的草莓

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     品尝成果，后者为兰州市农业局蔬菜种植专家 

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      这是种植的营养价值极高的黑西红柿，种子是我的朋友柴在军先生从美国引进的

      以下以种植马铃薯为例，对比反映该技术与传统种植技术的优势

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     这是在定西鲁家沟用传统技术种植的马铃薯生长情况http://s2/middle/70205bdfx9b8032936d31&690
     这是同一天照的用“秸秆生物反应堆技术”种植的马铃薯生长情况（对比的两块地是紧挨着）。

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   收获的时节，照片中的劳动者为试验田的农户

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      收获时候，当地的农业、科技、统战和新闻单位来人现场测量试验田和传统田的产量，农户正在称的是试验田的产量http://s5/middle/70205bdfx9b8089827e64&690
    正在称的是传统田的马铃薯产量，旁边黄颜色编织袋是试验田马铃薯，隐约对比也可看出两块地长的马铃薯品相和外表的区别。

    经过对比，试验田产量比传统田产量高了57％，不知道如此增幅对于农业生产来讲算不算是一场革命？以下是《定西日报》2009年11月19日的报道：“今年以来，尽管遭受严重旱情，但安定区利用秸秆生物反应堆技术试种的马铃薯依然喜获丰收，该技术首次在该市马铃薯露天引种取得成功。为了使秸秆生物反应堆技术在该市马铃薯产业中发挥作用，今年初，在省民革的大力倡导和支持下，市民革在安定区北部干旱区鲁家沟镇及南面较为阴湿的香泉镇马铃薯露天种植中进行了试验。虽遇今年前半年严重干旱，但使用该技术试种的马铃薯抗旱性能明显，生长优势十分显著。经试验总结，马铃薯种植运用秸秆生物反应堆技术，一般可提前15 -20天收获，增产57-110 %，不用有机肥和化肥，是无公害乃至有机栽培技术，具有一定的推广应用价值。
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      应邀参加全国马铃薯大会，能否依稀看到我的身影？