生物反應(yīng)堆：作物吃飽產(chǎn)量更高

時間：2015/6/29 8:00:49 點擊：11906

■ 核心提示

秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù),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(zhuǎn)化成植物生長所需的二氧化碳、熱量、抗病微生物、有機質(zhì)和礦質(zhì)元素等,使農(nóng)產(chǎn)品達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和無公害的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)要求。該技術(shù)在推廣中主要以秸稈替代了農(nóng)業(yè)種植中使用的大量化肥和傳統(tǒng)有機肥,其植物疫苗替代了大量農(nóng)藥。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計:大棚應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù),每畝可降低成本50%。蔬菜平均每畝增產(chǎn)50%以上,增收40%以上。

　　■ 將新聞進(jìn)行到底

　　近日，由聯(lián)合國糧農(nóng)組織主辦的第27屆農(nóng)業(yè)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(yīng)堆技術(shù)”榮獲國際評委最高獎。關(guān)于秸稈反應(yīng)堆和生防疫苗技術(shù)，中國工程院院士余松烈評價其“必將引發(fā)農(nóng)業(yè)上的一場新的革命”。

　　———— 技術(shù)背景 ————

　　土壤質(zhì)地逐步惡化

　　“常年大量使用化肥，土質(zhì)嚴(yán)重硬化、板結(jié)、泛堿，這地可真是沒法種了！”越來越多的農(nóng)民朋友抱怨現(xiàn)在的土地越來越瘠薄，病蟲害越來越猖獗。農(nóng)作物產(chǎn)量，基本上是靠化肥和農(nóng)藥追出來的。長期過量使用化肥、農(nóng)藥和生長素，土壤質(zhì)地和作物生長環(huán)境逐步惡化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)前景實在令人擔(dān)憂。

　　生物反應(yīng)堆技術(shù)的發(fā)明人、山東秸稈生物工程技術(shù)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(yīng)堆技術(shù)體系，是一項全新概念的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增質(zhì)、增效的有機栽培理論和技術(shù)。該技術(shù)以秸稈替代化肥，以植物疫苗替代農(nóng)藥，結(jié)合農(nóng)村實際，促進(jìn)資源循環(huán)增值利用和多種生產(chǎn)要素有效轉(zhuǎn)化，以及食品安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　———— 技術(shù)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(yīng)堆技術(shù)。張世明認(rèn)為，制約作物產(chǎn)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(yán)重饑餓狀態(tài)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(fā)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(xiàn)象的根本原因。

　　“目前大氣CO2濃度為330ppm，大多數(shù)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(dāng)滿足二氧化碳需求時，以上現(xiàn)象就會消失。

　　秸稈定向轉(zhuǎn)化

　　“生物反應(yīng)堆應(yīng)用秸稈作原料，通過一系列轉(zhuǎn)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(shè)施條件下發(fā)生鏈鎖式反應(yīng)，產(chǎn)生巨大的生物能和生物能效應(yīng)，進(jìn)而極大地改變了作物的生長條件和環(huán)境。它類似于原子反應(yīng)堆，所以把這種生物反應(yīng)的設(shè)施裝置，取名為生物反應(yīng)堆。秸稈生物反應(yīng)堆由秸稈、輔料、菌種、植物疫苗、交換機、CO2微孔輸送帶等設(shè)施組成。

　　秸稈在微生物菌種、凈化劑等的作用下，定向轉(zhuǎn)化成植物生長所需的CO2、熱量、抗病孢子、酶、有機和無機養(yǎng)料，一公斤干秸稈可轉(zhuǎn)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(zhì)和能量可用于果樹蔬菜生產(chǎn)。

　　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(zhuǎn)化成植物需要的物質(zhì)成分多，利用率高。

　　———— 技術(shù)突破 ————

　　理論創(chuàng)新助力技術(shù)成型

　　除了“植物饑餓理論”，秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)體系還提出了另外三點理論創(chuàng)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(jìn)體內(nèi)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(fā)現(xiàn)，如果人為將二氧化碳送進(jìn)葉片內(nèi)或附近，合成速度加快，積累增多。我們把這種現(xiàn)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(jù)主、被動吸收理論，秸稈生物反應(yīng)堆應(yīng)用形式就出現(xiàn)了三種：內(nèi)置式、外置式和內(nèi)外置結(jié)合式。

　　秸稈（植物體）中礦質(zhì)元素可循環(huán)重復(fù)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(zhì)元素。

　　這些積存于秸稈（植物體）中的礦質(zhì)元素，經(jīng)過秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)定向轉(zhuǎn)化釋放出來，能被植物重新全部吸收。據(jù)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中人們把施肥當(dāng)作增產(chǎn)的主要措施是錯誤的，由于錯誤的觀念才導(dǎo)致了化肥的用量越來越大，不僅增加了生產(chǎn)成本，還造成了生態(tài)的破壞和食品污染。”張世明說。

　　研究證實，肥料不是產(chǎn)量，產(chǎn)量也不是肥料，肥料與產(chǎn)量有關(guān)系，關(guān)系不大，在產(chǎn)量合成中所起的作用不足5%，從嚴(yán)格科學(xué)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(jié)。

　　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(qū)別。如何利用好植物免疫功能，重要的技術(shù)關(guān)鍵是研制出對應(yīng)的植物疫苗。農(nóng)藥不能從根本上解決病蟲害問題，長期使用劇毒農(nóng)藥，最終惡果是毀滅人類自己。

　　秸稈生物反應(yīng)堆的六大作用

　　那么秸稈生物反應(yīng)堆是如何實現(xiàn)增產(chǎn)的呢？張世明從六個方面闡述了反應(yīng)堆的作用點。

　　首先就是該技術(shù)一般可使作物群體內(nèi)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(shù)所產(chǎn)生的熱量效應(yīng)可使嚴(yán)寒冬天里的大棚內(nèi)20厘米地溫提高4℃—6℃，氣溫提高2℃—3℃，顯著改善植物生長環(huán)境，提高作物抗御低溫的能力，進(jìn)而保護(hù)作物正常生長，生育期可提前10—15天。

　　第三是生物防治效應(yīng)，菌種在轉(zhuǎn)化秸稈過程中產(chǎn)生大量的抗病孢子，對病蟲害產(chǎn)生較強拮抗、抑制和致死作用，植物發(fā)病率降低90%以上，農(nóng)藥用量減少90%以上。張世明說：“標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化操作可基本上不用農(nóng)藥。”

　　有機改良土壤效應(yīng)是第四個方面。在秸稈生物反應(yīng)堆種植層內(nèi)，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(zhì)元素被定向釋放出來，有機質(zhì)含量增加10倍以上，為根系生長創(chuàng)造了優(yōu)良的環(huán)境。

　　第五是酶切處理殘留效應(yīng)，秸稈在反應(yīng)過程中，菌群代謝產(chǎn)生大量高活性的生物酶，與化肥、農(nóng)藥接觸反應(yīng)，使無效肥料變有效，使有害物質(zhì)變有益，最終使農(nóng)藥殘毒變?yōu)橹参镄枰亩趸肌＝?jīng)測定：一年應(yīng)用該技術(shù)植物根系周圍的農(nóng)藥殘留減少95%以上，二年應(yīng)用該技術(shù)可全部消除。

　　最后，此項技術(shù)可以提高自然資源綜合利用效應(yīng)：秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)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(jù)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(yīng)堆技術(shù)體系是一堆多效應(yīng)。

(科技日報)
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