生物反應堆：作物吃飽產量更高

時間：2015/6/29 8:00:49 點擊：12418

■ 核心提示

秸稈生物反應堆技術,主要是以秸稈為資源,將秸稈在專用微生物菌種的作用下,定向轉化成植物生長所需的二氧化碳、熱量、抗病微生物、有機質和礦質元素等,使農產品達到高產、優質和無公害的現代農業發展目標要求。該技術在推廣中主要以秸稈替代了農業種植中使用的大量化肥和傳統有機肥,其植物疫苗替代了大量農藥。據有關部門統計:大棚應用秸稈生物反應堆技術,每畝可降低成本50%。蔬菜平均每畝增產50%以上,增收40%以上。

　　■ 將新聞進行到底

　　近日，由聯合國糧農組織主辦的第27屆農業科研成果及科教電影評獎大會，在斯洛伐克召開。我國的“秸稈生物反應堆技術”榮獲國際評委最高獎。關于秸稈反應堆和生防疫苗技術，中國工程院院士余松烈評價其“必將引發農業上的一場新的革命”。

　　———— 技術背景 ————

　　土壤質地逐步惡化

　　“常年大量使用化肥，土質嚴重硬化、板結、泛堿，這地可真是沒法種了！”越來越多的農民朋友抱怨現在的土地越來越瘠薄，病蟲害越來越猖獗。農作物產量，基本上是靠化肥和農藥追出來的。長期過量使用化肥、農藥和生長素，土壤質地和作物生長環境逐步惡化，農業生產前景實在令人擔憂。

　　生物反應堆技術的發明人、山東秸稈生物工程技術研究中心主任張世明介紹，在此背景下誕生的秸稈生物反應堆技術體系，是一項全新概念的農業增產、增質、增效的有機栽培理論和技術。該技術以秸稈替代化肥，以植物疫苗替代農藥，結合農村實際，促進資源循環增值利用和多種生產要素有效轉化，以及食品安全和農業的可持續發展。

　　———— 技術原理 ————

　　植物饑餓理論

　　莊稼都很“餓”？有了“植物饑餓理論”才研制成功了秸稈生物反應堆技術。張世明認為，制約作物產量的主要因素是CO2，沒有它植物就會“饑餓而死”。長期以來，植物在嚴重饑餓狀態下生存。許多孕育能夠長大的果實，因饑餓早期夭折，或生長緩慢，或性狀發育不全，這就是人們平常看到的作物、果樹的落花落果、大小年、早衰、午休、晚熟、果實畸形等現象的根本原因。

　　“目前大氣CO2濃度為330ppm，大多數植物每天‘吃飽’需要10000ppm—40000ppm，供需相差幾十倍乃至百倍之多。”張世明表示當滿足二氧化碳需求時，以上現象就會消失。

　　秸稈定向轉化

　　“生物反應堆應用秸稈作原料，通過一系列轉化，能綜合改變植物生長條件。”張世明介紹，微生物與有機物，在一定設施條件下發生鏈鎖式反應，產生巨大的生物能和生物能效應，進而極大地改變了作物的生長條件和環境。它類似于原子反應堆，所以把這種生物反應的設施裝置，取名為生物反應堆。秸稈生物反應堆由秸稈、輔料、菌種、植物疫苗、交換機、CO2微孔輸送帶等設施組成。

　　秸稈在微生物菌種、凈化劑等的作用下，定向轉化成植物生長所需的CO2、熱量、抗病孢子、酶、有機和無機養料，一公斤干秸稈可轉化CO21.1公斤、熱量3037千卡、生防有機肥0.13公斤和抗病微生物孢子0.003公斤，這些物質和能量可用于果樹蔬菜生產。

　　在張世明眼里，植物秸稈及其下腳料是地球上第一大可再生資源，它“取之不盡用之不完”，而且秸稈取材廣泛、投資小，轉化成植物需要的物質成分多，利用率高。

　　———— 技術突破 ————

　　理論創新助力技術成型

　　除了“植物饑餓理論”，秸稈生物反應堆技術體系還提出了另外三點理論創新。

　　葉片主、被動吸收理論。植物葉片從地上吸收CO2，根系從地下“喝水”，在光的作用下二者匯集于“葉片工廠”中合成有機物。在白天，葉片具有把不同位置、不同距離的CO2吸進體內合成有機物的本能，這種本能就叫“葉片的主動吸收”。

　　在葉片吸收CO2的過程中發現，如果人為將二氧化碳送進葉片內或附近，合成速度加快，積累增多。我們把這種現象叫做“葉片的被動吸收”。主動吸收會減少有機物積累，被動吸收會增加有機物積累。根據主、被動吸收理論，秸稈生物反應堆應用形式就出現了三種：內置式、外置式和內外置結合式。

　　秸稈（植物體）中礦質元素可循環重復利用理論。除大量需要氣、水、光外，植物生長還要從土壤中吸收N、P、K、等各種礦質元素。

　　這些積存于秸稈（植物體）中的礦質元素，經過秸稈生物反應堆技術定向轉化釋放出來，能被植物重新全部吸收。據測定這些元素完全可以滿足植物生長的需要，無需通過化肥來補充。

　　“農業生產中人們把施肥當作增產的主要措施是錯誤的，由于錯誤的觀念才導致了化肥的用量越來越大，不僅增加了生產成本，還造成了生態的破壞和食品污染。”張世明說。

　　研究證實，肥料不是產量，產量也不是肥料，肥料與產量有關系，關系不大，在產量合成中所起的作用不足5%，從嚴格科學意義上說，化肥就是“植物鹽”，對土壤就是“水泥”，多施化肥土壤就會板結。

　　植物生防疫苗理論。要從根本上防治植物病害，張世明告訴記者，植物具有免疫功能，只是免疫機理與動物有區別。如何利用好植物免疫功能，重要的技術關鍵是研制出對應的植物疫苗。農藥不能從根本上解決病蟲害問題，長期使用劇毒農藥，最終惡果是毀滅人類自己。

　　秸稈生物反應堆的六大作用

　　那么秸稈生物反應堆是如何實現增產的呢？張世明從六個方面闡述了反應堆的作用點。

　　首先就是該技術一般可使作物群體內CO2濃度提高4—6倍，光合效率提高50%以上，饑餓程度得到有效緩解。

　　第二，該技術所產生的熱量效應可使嚴寒冬天里的大棚內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，進而保護作物正常生長，生育期可提前10—15天。

　　第三是生物防治效應，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90%以上，農藥用量減少90%以上。張世明說：“標準規范化操作可基本上不用農藥。”

　　有機改良土壤效應是第四個方面。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10倍以上，為根系生長創造了優良的環境。

　　第五是酶切處理殘留效應，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，使有害物質變有益，最終使農藥殘毒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95%以上，二年應用該技術可全部消除。

　　最后，此項技術可以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。由此可見，秸稈生物反應堆技術體系是一堆多效應。

(科技日報)
本篇文章來源于科技網|www.stdaily.com
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