山東秸稈生物工程技術(shù)研究中心

1、 /15第一講秸稈“生物反應(yīng)堆”應(yīng)用現(xiàn)狀及原理山東省秸稈生物工程技術(shù)研究中心張世明一、秸稈“生物反應(yīng)堆”應(yīng)用的基本結(jié)論最近，山東省農(nóng)業(yè)廳對(duì)秸稈“生物反應(yīng)堆”技術(shù)應(yīng)用單位進(jìn)行了多點(diǎn)實(shí)地考察，該技術(shù)自2001年9月在東阿、蒼山等17個(gè)縣（市、區(qū)）示范推廣以來，取得了較好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。（一）提高農(nóng)業(yè)綜合效益，顯著增加農(nóng)民收入。“生物反應(yīng)堆”技術(shù)進(jìn)入大田生產(chǎn)示范已2年，累積在7000個(gè)大棚、1000畝果園上推廣應(yīng)用。實(shí)踐表明：一個(gè)50X8米的標(biāo)準(zhǔn)大棚，使用該技術(shù)，平均增產(chǎn)50%以上，成倍增產(chǎn)的典型也很多。東阿縣姚寨鎮(zhèn)劉海洋村劉培明60米黃瓜大棚應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)收入18400元，增產(chǎn)106%，增收

2、9000元；該縣同城鎮(zhèn)大周村的周廣新70米大棚黃瓜應(yīng)用此技術(shù)收入21000元，增產(chǎn)145%，增收12000元；濟(jì)陽(yáng)縣曲堤鎮(zhèn)閻家村周強(qiáng)60米在棚油桃應(yīng)用此技術(shù)收入16000元，比對(duì)照增收9000元；泰安市岱岳區(qū)良莊鎮(zhèn)延北村左建寶12米X45米弓棚土豆應(yīng)用此技術(shù)比對(duì)照增產(chǎn)126%；棗莊市嶧城區(qū)榴園鎮(zhèn)北劉莊孫叢銀一畝石榴園應(yīng)用此技術(shù)收入9600元，增產(chǎn)215%,增收6000元；商河縣楊莊鋪鄉(xiāng)前王村王家軍甜椒大棚應(yīng)用此技術(shù)，收入14000元，增產(chǎn)50%以上，增收6000元。多點(diǎn)應(yīng)用效果顯示，該項(xiàng)技術(shù)的投入產(chǎn)出比可達(dá)1：1416。（二）降低生產(chǎn)成本，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。應(yīng)用該技術(shù)后，CO2供應(yīng)充足，氣溫、

3、地溫提高，有益微生物大量繁殖，生成的抗病孢子和秸稈腐熟后產(chǎn)生大量的有機(jī)、無機(jī)養(yǎng)分，使作物生長(zhǎng)健壯，抗病能力增強(qiáng)。各地應(yīng)用情況表明，一般情況下可節(jié)省化肥50%以上，節(jié)省農(nóng)藥70%左右，每個(gè)大棚可減少投入300元以上?；?、農(nóng)藥使用量減少，可顯著提高果菜品質(zhì)，果菜外觀和口味都有明顯改善。（三）開辟了農(nóng)作物秸稈利用的新途徑，生態(tài)效益顯著。我省年產(chǎn)秸稈9000萬噸左右，全國(guó)年產(chǎn)產(chǎn)稈35億噸.大量剩余秸稈被廢棄、焚燒，得不到合理利用。若采用“生物反應(yīng)堆”技術(shù)，每畝果菜可消化秸稈約5000公斤，提高秸稈的利用率，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)能夠有效解決焚燒秸稈造成的環(huán)境污染、火災(zāi)、威脅高速公路行車和飛機(jī)起降等

4、問題。（四）操作簡(jiǎn)單，投資小，秸稈轉(zhuǎn)化量大，易于推廣。應(yīng)用此技術(shù)，只需挖條溝、鋪秸稈、撒菌種、澆上水、蓋上膜就可以了，每畝大棚投資450元，大田投資160元，由于技術(shù)簡(jiǎn)單，投入低，效果好，深受農(nóng)民歡迎。秸稈“生物反應(yīng)堆”技術(shù)是山東秸稈生物工程技術(shù)研究中心研發(fā)的一項(xiàng)能使果菜經(jīng)濟(jì)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)早熟，無公害的新技術(shù)。該技術(shù)采用生物技術(shù)將秸稈轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物所需要的二氧化碳、熱量、抗病孢子和有機(jī)、無機(jī)養(yǎng)料，以此替代化肥、農(nóng)藥，并能夠顯著改善作物生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。從各地應(yīng)用效果看，推廣“生物反應(yīng)堆”技術(shù)前景廣闊。目前，全省每年有3000多萬噸剩余秸稈，可滿足400萬個(gè)大棚或700多萬畝果園應(yīng)用此項(xiàng)

5、技術(shù)。廣泛推廣應(yīng)用“生物反應(yīng)堆”技術(shù)，不僅能消化閑置的秸稈資源，改善由于濫用化肥、農(nóng)藥造成的生態(tài)惡化、農(nóng)產(chǎn)品有有害物質(zhì)超標(biāo)問題，而且能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收。該技術(shù)大面積應(yīng)用后，已引起有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和新聞媒體的高度關(guān)注。人民日?qǐng)?bào)、新華社通訊、經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)、中央電視臺(tái)等中央和地方媒體都進(jìn)行了報(bào)道。該項(xiàng)目曾獲第二屆全國(guó)大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽金獎(jiǎng)。2002年3月12日由中國(guó)青年報(bào)、山東電視臺(tái)和理財(cái)周刊等單位聯(lián)合舉辦的全國(guó)400多項(xiàng)高新技術(shù)計(jì)劃評(píng)選中,獲“恒源祥10萬元?jiǎng)?chuàng)業(yè)獎(jiǎng)”；山東省委組織部電教中心，2002年拍攝的秸稈“生物反應(yīng)堆”技術(shù)專題片又獲全國(guó)優(yōu)秀科技音像制品獎(jiǎng)技術(shù)推廣類一等獎(jiǎng)。國(guó)家廣電總局撥出?？顚?/p>

6、此項(xiàng)技術(shù)攝制成科教電影片在全國(guó)發(fā)行。中國(guó)工程院院士、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授余松烈認(rèn)為：“生物反應(yīng)堆”是一項(xiàng)很有推廣、應(yīng)用價(jià)值的創(chuàng)新技術(shù)，它的普及將會(huì)引發(fā)一場(chǎng)農(nóng)業(yè)革命.二、秸稈“生物反應(yīng)堆”技術(shù)效能與作物生長(zhǎng)表現(xiàn)技術(shù)效能在“生物反應(yīng)堆”的作用下，一千克干秸稈經(jīng)過徹底反應(yīng)可產(chǎn)生1.1千克co23037千卡熱量，0.03千克抗病孢子，0.13千克生防有機(jī)肥,將其運(yùn)用到大田或保護(hù)地中,對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生四大效應(yīng)：1、二氧化碳（CO2）效應(yīng)可使?jié)舛忍岣?-8倍，效率提高50%以上，水分利用率提高127%以上，肥料利用率提高60%以上；2、熱量效應(yīng)可使晚秋、冬季、早春20cm地溫增加46度,氣溫增加23C；3、生物

7、防治效應(yīng)可減少逐藥用量75%90%;4、有機(jī)改良土壤效應(yīng)可減少化肥用量50%以上，在這四大效應(yīng)的影響下，上市期提前1520天，收獲期延長(zhǎng)3045天，綜合投資成本下降60%，增效65%以上。豆科植物中的某些大豆、花生品種，在高濃度CO2（1000ppm以上）下，光飽和點(diǎn)由21000LX提高到75000LX；光能利用率提高2.5倍，大豆苗期和鼓粒期根系氮濃度比對(duì)照顯著提高，單株固氮活性，苗期比對(duì)照提高193%，鼓粒期比對(duì)照提高106.3%。說明CO2濃度的提高顯著增強(qiáng)了根系生物固氮和對(duì)空氣游離氮的吸收能力。以上結(jié)果證明：在全國(guó)保護(hù)地種植面積迅猛發(fā)展的今天。秸稈反應(yīng)堆技術(shù)為大量快速轉(zhuǎn)化利用秸稈資源，

8、解決環(huán)境污染，逐步實(shí)現(xiàn)有機(jī)栽培，大幅度提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量的同時(shí)，帶動(dòng)了光能資源，空氣中游離氮資源，水資源、微生物資源等自然資源的綜合利用，是一項(xiàng)兼具經(jīng)濟(jì)效益，生態(tài)效益、社會(huì)效益的創(chuàng)新技術(shù)。傳統(tǒng)秸稈利用技術(shù)，在不同歷史階段都起了一定積極作用。反應(yīng)堆技術(shù)與其比較，在對(duì)秸稈消耗量，作物生長(zhǎng)條件改善，投資成本、效益、生態(tài)、無公害等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的綜合影響都有較大提高。目前加快該成果推廣應(yīng)用是從根本上解決秸稈浪費(fèi)的最佳措施。作物生長(zhǎng)表現(xiàn)在反應(yīng)堆產(chǎn)生的高濃度CO2下，農(nóng)作物在生理生態(tài)、形態(tài)結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成等方面發(fā)生了一系列的顯著變化：根莖比增大，日增長(zhǎng)量加快，生育期提前，主莖變粗，節(jié)間縮短，葉片面積增大，葉

9、片變厚，葉色加深，開花結(jié)果增加，千粒重顯著增高，果實(shí)明顯增大，個(gè)體差異縮小，整齊度提高，果皮著色加深，含糖量升高，口感變甜，抗病蟲害能力增強(qiáng)?；ɑ艿幕ǘ湓龃螅ㄆ谘娱L(zhǎng)，花色更鮮艷，觀賞價(jià)值更高。秸稈生物反應(yīng)堆對(duì)不同作物品種增產(chǎn)作用的一般規(guī)律：C3植物大于C4植物；水果大于蔬菜；根、莖、葉類作物大于籽粒類作物；豆科類作物大于禾本科作物。三、秸稈“生物反應(yīng)堆”研究的依據(jù)和原理科學(xué)研究證明：一切農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施其歸根結(jié)底在于改善了作物的光合性能。植物光合作用是在光的作用，通過葉片吸收CO2氣體，根系收水和礦質(zhì)元素，匯集于葉片中合成有機(jī)物，放出氧氣CO2反應(yīng)式為：光二氧化碳CO2+水H20+礦質(zhì)元素+熱量

10、有機(jī)物葉綠體CnH2nOn+氧氣02有機(jī)物運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)器官，最終形成人們看到的根，莖，葉，花，果實(shí)（或籽粒）。果實(shí)、籽粒等直接食用部分，人們收獲作為食物，剩余的多數(shù)是秸稈、殼、皮及下腳料，這些都是由C02、H20和少量礦質(zhì)元素（肥料）合成的，通過反應(yīng)堆，加入一定劑量的有益微生物菌種、催化劑、凈化劑，在通氧的條件下定向重新產(chǎn)生C02、H20，熱和礦質(zhì)元素（肥料），同時(shí)在這個(gè)過程中培養(yǎng)大量抗病蟲的菌孢子，再通過一定的工藝設(shè)施，提供給作物生長(zhǎng)發(fā)育所需。反應(yīng)式為：反應(yīng)堆有機(jī)物（秸稈）+02C02+熱+礦質(zhì)元素+抱子菌種這樣植物光合合成有機(jī)物；微生物氧化分解有機(jī)物，二者在物質(zhì)轉(zhuǎn)化，重復(fù)再利用的過程中構(gòu)成了

11、一個(gè)良性循環(huán)的生物圈。這就是秸稈“生物反應(yīng)堆”的依據(jù)的原理。第二講秸稈生物反應(yīng)堆研究的理論創(chuàng)新與應(yīng)用實(shí)踐秸稈生物反應(yīng)堆基礎(chǔ)研究與四大理論的提出植物饑餓理論研究證實(shí)植物的主食不是肥料，而是一種氣體C02。沒有它植物就會(huì)餓死。目前，大氣中可供植物吸收的C02濃度為330umol/L。通過對(duì)植物提供不同濃度的C02，（從40020000umol/L），測(cè)定植物的光合效率，在相同光照強(qiáng)度之下（2000通量密度）隨著C02濃度的提高，光合形成的有機(jī)物產(chǎn)量呈直線上升；光合效率比330umol/L濃度下提高20%、50%以至十幾倍以上，常規(guī)條件下許多植物的落花、落果、早熟與晚熟、早熟與早衰、午休等現(xiàn)象消失；

12、同時(shí)出現(xiàn)的另一種現(xiàn)象是：果實(shí)大小無差異、含糖量升高、著色加快、色澤鮮艷、香味濃郁，生長(zhǎng)加快、主莖變粗、節(jié)間縮短、葉片變大、葉色濃綠，單果重提高、成熟期提前等，產(chǎn)量質(zhì)量極大幅度提高。在滿足C02需求前提下，作物一天制造的有機(jī)物，相當(dāng)于現(xiàn)在作物8天以上制造有機(jī)物的總和。從中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)作物在嚴(yán)重的饑餓狀態(tài)下生存。據(jù)此，要提高產(chǎn)量和品質(zhì)，就應(yīng)該為植物提供足量的C02。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)把秸稈轉(zhuǎn)化為植物需要的C02，是一項(xiàng)解決植物饑餓的有效途徑。2葉片的主動(dòng)吸收和被動(dòng)吸收理論。根據(jù)對(duì)C1402示蹤測(cè)定，植物為其自身的生存，葉片具有把C02從不同位置、不同距離吸入本身內(nèi)的本性，這一過程稱為葉片的主動(dòng)吸收。

13、葉片的主動(dòng)吸收能力，通過消耗自身制造的有機(jī)物而獲取能量。因此，主動(dòng)吸收會(huì)降低有機(jī)物的積累。另外，研究還發(fā)現(xiàn)：通過一定的設(shè)施，把C02送到葉片附近，它吸收、固定、合成的效率及速度也相應(yīng)隨之提高，且有機(jī)物積累增加。這一過程稱為葉片的被動(dòng)吸收。根據(jù)植物這兩個(gè)特性，我們研制內(nèi)置反應(yīng)堆和外置反應(yīng)堆兩種。內(nèi)置秸稈生物反應(yīng)堆主要利用了葉片主動(dòng)吸收特性；而外置生物反應(yīng)堆則主要利用葉片的被動(dòng)吸收特性。3.植物的生防疫苗理論。自然界廣泛存在的一種普遍規(guī)律生物鏈關(guān)系（也稱食物鏈關(guān)系）。關(guān)于植物是否存在免疫功能，科學(xué)界是有爭(zhēng)議的。但是自然界中確有具有免疫功能植物種類存在，象銀杏對(duì)一切病害具有免疫功能。我們所提出的植物

14、生防疫苗理論包括兩大內(nèi)容，四個(gè)方面。（1）生防學(xué)。是指一種生物對(duì)另一種生物具有致死或抑制的作用。如：一種菊科植物對(duì)蟲害有殺傷作用，香椿樹對(duì)蒼蠅有驅(qū)避作用；另一種是指以菌治蟲，以菌治菌。而生物反應(yīng)堆研究的生防效應(yīng)是利用以菌治菌、以菌治蟲的技術(shù)手段，其機(jī)理是指寄生、感染、抑制、拮抗四個(gè)方面。（2）疫苗是通過接種后進(jìn)入機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生免疫功能的微生物。4.作物秸稈礦質(zhì)元素可重復(fù)再利用理論。（1）證實(shí)秸稈礦質(zhì)元素可重復(fù)利用的方法。可通過P32對(duì)植物根系吸收過程的示蹤測(cè)定。土壤中P32的放射劑量為1150g,植物根系從土壤中吸收后，再測(cè)土壤中P32，其放射性消失，對(duì)該植物進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果該植物機(jī)體出現(xiàn)了近115

15、0g（倫琴）的放射量。其秸稈測(cè)定約1040g（果實(shí)帶走110g）。將此秸稈放入內(nèi)置反應(yīng)堆，重新種植新的植物，結(jié)果：土壤中秸稈的放射性消失，新的植物機(jī)體又出現(xiàn)了約lOOOr的放射強(qiáng)度。如此周而復(fù)始，說明秸稈中的元素可重復(fù)利用。在以上理論指導(dǎo)下，隨著工藝技術(shù)和配套措施的逐步完善，生態(tài)農(nóng)業(yè)會(huì)有日新月異的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)秸稈替代化肥，生防疫苗替代化學(xué)農(nóng)藥指日可待。為人們提供生活所需的真正優(yōu)質(zhì)、無公害農(nóng)產(chǎn)品將會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。五解決當(dāng)前保護(hù)地栽培存在的四大突出難題1保護(hù)地栽培由于封閉而氣體不能交換，CO2嚴(yán)重虧缺加重，作物饑餓現(xiàn)象普遍存在，是制約光合生產(chǎn)力、產(chǎn)量和品質(zhì)的突出問題。如果CO2濃度不增加，進(jìn)一步提高產(chǎn)量

16、和品質(zhì)就是一句空話。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)將由CO2、水和礦質(zhì)元素通過作物的光合作用合成的作物秸稈及下腳料重新轉(zhuǎn)化成CO2,供給作物進(jìn)行光合作用需要，有效緩解或從根本上解決了作物饑餓現(xiàn)象。進(jìn)而實(shí)施早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)才會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。2地溫與氣溫、光照與地溫升降不同步是制約植物生長(zhǎng)正常發(fā)展的第二大問題。一般氣溫與光照比較協(xié)調(diào)（同步），原因是氣溫是靠輻射，而地溫是靠傳導(dǎo)，土壤的導(dǎo)熱率又低，所以，在這些季節(jié)里，地溫的高低就成了關(guān)鍵要素。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)在把秸稈轉(zhuǎn)換成CO2的同時(shí)釋放出大量的熱，可提高地溫和氣溫，從而解決了地溫與氣溫不協(xié)調(diào)的矛盾。3通風(fēng)不良，溫差過大，葉面結(jié)露與病蟲害嚴(yán)重的矛盾，成為加大農(nóng)作物

17、無效消耗，制約產(chǎn)量的第三大問題。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)在轉(zhuǎn)換秸稈的同時(shí)培養(yǎng)了大量拮抗微生物孢子，可有效地防止病害的發(fā)生。4長(zhǎng)期以來，人們一直向土壤中傾施化肥導(dǎo)致的鹽離子濃度急劇升高，滲透壓增大，根系吸收能力減弱，土壤顆粒凝結(jié)度加強(qiáng)，產(chǎn)生土壤板結(jié)，空隙度變小，通透性不良，根系生長(zhǎng)代謝受到抑制，土壤理化性狀變劣，微生物系群減少，況且人工施肥的種類與作物需求很難達(dá)到一致，土壤有 /15 /15效可供性大大降低等，已成為制約產(chǎn)量進(jìn)一步提高的第四大要素。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)將作物秸稈的礦質(zhì)元素通過降解重新釋放出來，再供給作物吸收利用，這樣，不僅營(yíng)養(yǎng)齊全，而且利用率高。此種措施是克服作物的缺素癥的最佳方法。同時(shí)

18、產(chǎn)生了大量的有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)，培養(yǎng)了大量的有益微生物，土壤生態(tài)逐步得到改善，為根系的生長(zhǎng)提供了優(yōu)越的條件。第三講淺談植物饑餓理論山東省秸稈生物工程技術(shù)研究中心張世明山東省農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院張晶晶研究植物在饑餓狀態(tài)下，個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)表現(xiàn)規(guī)律的科學(xué)，簡(jiǎn)稱之植物饑餓理論。了解植物饑餓問題涉及到許多方面的知識(shí)。植物究竟是靠什么長(zhǎng)大的？每日需求量是多少？自然可供量是多少？可供量和需求量的差距是多少？需求量受哪些因素制約？植物饑餓會(huì)有那些癥狀？如何解決植物饑餓問題？筆者從事該領(lǐng)域研究多年，談幾點(diǎn)體會(huì)與大家共勉。植物晝夜生命活動(dòng)規(guī)律人們從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)時(shí)耕作，其目的是獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和理想的收益。要實(shí)現(xiàn)這一目

19、標(biāo)首要的問題必須明確作物的產(chǎn)量是由什么組成的，這就是植物晝夜生命活動(dòng)規(guī)律所研究的內(nèi)容。植物是靠葉片吸收二氧化碳，根系吸收水分和微量元素，通過葉綠體內(nèi)制造有機(jī)物，儲(chǔ)存于各個(gè)器官，從而完成一個(gè)晝夜生命活動(dòng)的周期。其過程是：當(dāng)日出后陽(yáng)光照射到植物葉片表面，葉片下表面氣孔就張開，產(chǎn)生對(duì)二氧化碳吸力，在這種吸力的作用下，不同位置的二氧化碳進(jìn)入葉片內(nèi)，二氧化碳就是植物的“主食”，也稱合成產(chǎn)量的主要原料；另一個(gè)途徑是根系吸收的水分和微量元素通過主莖側(cè)枝和葉柄進(jìn)入葉片內(nèi)，兩路原料匯集葉片內(nèi)通過光合作用合成有機(jī)物，白天在陽(yáng)光的照射下連續(xù)合成有機(jī)物暫儲(chǔ)于葉片中，待日落后，植物將一天制造的有機(jī)物運(yùn)儲(chǔ)到根、莖、花、果

20、、幼葉和生長(zhǎng)點(diǎn)里。這樣一個(gè)過程，可使植株變高，莖桿變粗，花朵開放，果實(shí)膨大，根系變多，單株產(chǎn)量增加。這就是多數(shù)植物晝夜生命活動(dòng)的規(guī)律，也是植物白天不長(zhǎng)夜間長(zhǎng)的本質(zhì)所在。這一規(guī)律揭示了植物不是靠吃肥料長(zhǎng)大的，而是靠吃氣體（二氧化碳）、水和光長(zhǎng)大的。肥料不是作物的“糧食”它僅提供作物生長(zhǎng)部分礦質(zhì)元素。相反，沒有二氧化碳?xì)怏w，水、光、礦質(zhì)元素都不能利用，植物就會(huì)饑餓而死。植物對(duì)二氧化碳的日需求量與環(huán)境因素的關(guān)系目前大氣中可供植物進(jìn)行光合作用的二氧化碳濃度僅有330umol/L左右，要滿足多數(shù)植物種類對(duì)二氧化碳的需求還有幾十倍以至上百被的差距，植物對(duì)二氧化碳日需求量又受光照強(qiáng)弱，溫度高低，作物品種，水

21、分等諸多因素的影響。在一定范圍內(nèi)，同一品種植物對(duì)二氧化碳需求量，隨光照強(qiáng)度、溫度的增加而增大，反之，隨光和溫度的下降而減少。二氧化碳的日需求量是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化值。同一時(shí)間，相同光照強(qiáng)度下，不同植物種類對(duì)二氧化碳濃度的需求也存在著顯著差異。光照強(qiáng)度為2500通量密度時(shí)，草本植物一般對(duì)二氧化碳濃度的需求為8000umol/L以上；木本植物多數(shù)在15000umol/L以上，歸納各類植物對(duì)二氧化碳的需求量的一般規(guī)律為：果樹類作物大于塊莖類；塊莖類大于蔬菜類；豆科作物大于禾本科作物；三碳類大于四碳類；晚熟品種大于早熟品種。在研究解決植物饑餓進(jìn)行二氧化碳飼喂的過程中也發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)重要問題，增加二氧化碳濃度植

22、物對(duì)光能、空氣中的游離氮，和水分的利用率也相應(yīng)提高。如，豆科植物的某些品種將二氧化碳濃度由330umol/L提高到1OOOumol/L，光飽和點(diǎn)由210增加到750通量密度，光能利用率提高2.57倍，單株固氮活性苗期比對(duì)照提高1.93倍，鼓粒期比對(duì)照提高1.06倍；草本植物水分利用率一般提高1.2倍以上，木本植物水分利用率一般提高3倍以上。此結(jié)果說明二氧化碳濃度的增加顯著提高了植物對(duì)自然資源的綜合利用。植物饑餓狀態(tài)下的生長(zhǎng)表現(xiàn)大量研究和實(shí)踐驗(yàn)證，下列植物癥狀表現(xiàn)是饑餓引起的：在沒有病蟲害的條件下，正常的落花、落蕾、落果、果實(shí)畸形、表面粗糙、果實(shí)大小不均、著色不佳、含糖量低、晚熟、早衰、倒伏、午

23、休、果樹掛果的大小年現(xiàn)象；主莖細(xì)，節(jié)間長(zhǎng)，座果節(jié)位高，葉片小而薄，葉色淡，生長(zhǎng)勢(shì)弱，抗逆性差；豆科植物空莢、缺室不孕粒，棉花的落鈴、不孕籽，花卉植物的花朵小，花期短，鮮艷欠佳，綠化樹木生長(zhǎng)速度慢等。傳統(tǒng)的農(nóng)作物栽培導(dǎo)致作物饑餓的原因：由于科學(xué)研究的局限性，人們沒有能從本質(zhì)上了解到植物的產(chǎn)量和品質(zhì)竟然是由看不見摸不著的氣體（二氧化碳）和水通過葉片合成的，而把能夠直觀可見的肥料當(dāng)作植物的“糧食”，而且在生產(chǎn)上將它極端化，并總結(jié)不少的種植諺語：莊稼一枝化，全靠肥當(dāng)家：種地不用問，只要勤上糞；肥是莊稼寶，沒它長(zhǎng)不好等作為增產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，更有甚者的是有不少地方的農(nóng)民以化肥燒不死莊稼為施肥的標(biāo)準(zhǔn)。在這種習(xí)慣意

24、識(shí)支配下，長(zhǎng)期以來向土壤中大量?jī)A施化肥和農(nóng)藥，導(dǎo)致土壤板結(jié)、生態(tài)惡化、微生物數(shù)量減少、二氧化碳的產(chǎn)生和供給顯著下降。重施化肥，忽視有機(jī)肥，造成土壤有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)含量較低，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞，土壤氣容量下降，有益微生物賴以生存的食物來源短缺，生長(zhǎng)活動(dòng)空間受限制，無法循環(huán)代謝釋放更多的二氧化碳供給植物。對(duì)植物、動(dòng)物、微生物三者相互依存、良性循環(huán)的生物鏈關(guān)系重要性認(rèn)識(shí)不足，采取的一些措施往往打破生物之間的生存規(guī)律。對(duì)植物產(chǎn)量是由什么組成以及形成的過程缺乏基本知識(shí)。管理和施加的措施與植物生長(zhǎng)的需要不相符，以上諸多因素使本以嚴(yán)重饑餓的植物，生存條件更加惡化。所以，從二十世紀(jì)80年代至今，二十年過去了，施肥

25、量一年比一年多，用藥量一年比一年重，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟的作物栽培技術(shù)問題始終沒有得到解決。其關(guān)鍵是沒有克服植物饑餓和抓住產(chǎn)量究竟是由什么組成的這個(gè)主題。因此，為了加快解決農(nóng)作物的饑餓問題，降低成本，改善生態(tài)，大幅度提高單位面積的農(nóng)作物產(chǎn)量，推廣秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，勢(shì)在必行。第四講植物吃飽后的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律山東省秸稈生物工程技術(shù)研究中心張世明我們現(xiàn)在所看到的果樹、蔬菜等植物的長(zhǎng)相，均是在饑餓狀態(tài)個(gè)體表現(xiàn)和群體特征。很少有人看到植物在吃飽情況下又是如何生長(zhǎng)發(fā)育和性狀表現(xiàn)的呢？它的生命活動(dòng)、物質(zhì)組成和對(duì)環(huán)境條件的要求發(fā)生了哪些變化？是研究解決植物饑餓，獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目的所在。所謂植物吃飽就是指植物進(jìn)行光

26、合作用，合成有機(jī)物產(chǎn)量的主要原料二氧化碳?xì)怏w，盡可能地縮小二氧化碳達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)的濃度差距。植物吃飽情況下的表現(xiàn)，也就是高濃度CO2下產(chǎn)量和品質(zhì)的水平，該項(xiàng)內(nèi)容是關(guān)系到單位面積產(chǎn)量、收益、投資成本的大問題。一、升高二氧化碳濃度對(duì)植物的直接影響十余年研究結(jié)果表明，秸稈通過生物反應(yīng)堆技術(shù)可使一定面積CO2濃度增加數(shù)倍，生長(zhǎng)在高CO2濃度（1500-2500umol/l）下的不同品種，其生理生態(tài)、形態(tài)結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分等方面發(fā)生了顯著的變化。生長(zhǎng)規(guī)律表現(xiàn)為：光合效率出現(xiàn)不同程度的提高；呼吸作用受抑制；氣孔密度減少，水分利用率增加，生育進(jìn)程加快，生物學(xué)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量提高；一些關(guān)鍵蛋白質(zhì)、酶及非結(jié)構(gòu)性碳水化合

27、物含量增加；組織器官中的氮、硫等元素含量降低；根系、花、果發(fā)育提前，表現(xiàn)座果率增加，個(gè)體變大而均勻，果實(shí)甜度上升，果皮著色加深而鮮艷，光澤嫩度提高；植株形態(tài)表現(xiàn)葉片增厚、主莖變粗、節(jié)間縮短等。不同光合途徑（C3、C4及CAM）的植物對(duì)CO2濃度升高的反應(yīng)也有很大差異；而具體差異水平如下所述。作物光合生理方面:供試作物品種的光合效率都隨CO2濃度增加而增加，其增幅為40%-235%。CO2濃度大于300umol/l對(duì)植物光合效率提高趨勢(shì)為C3植物大于C4植物。作物葉片氣孔導(dǎo)度，氣孔密度和蒸騰速度下降）60%-80%，水分利用率提高127%-310%，這一結(jié)果與國(guó)外研究相吻合。濃度升高不僅表現(xiàn)光合

28、效率提高，而且對(duì)作物的光飽和點(diǎn)也影響甚大。隨CO2濃度升高光能利用率增加，其增加幅度為45%-257%。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)：在田間條件下，維持2500umol/lCO2濃度，果樹可增產(chǎn)3倍以上，豆科植物可增產(chǎn)4倍以上，蔬菜可增產(chǎn)2倍以上，CO2濃度的升高，同時(shí)也增加了豆科植物對(duì)空氣游漓氮的吸收和利用。植株形態(tài)和個(gè)體發(fā)育：以葡萄為例，CO2濃度從330升至1500umol/l，葉面積比對(duì)照增加22%-1063%,葉片厚度增加1095%,植株高度比對(duì)照增加289%-363%,莖粗比對(duì)照增加120%，節(jié)間長(zhǎng)度比對(duì)照縮短57%-110%,座果率比對(duì)照增加221%-745%,單穗重比對(duì)照增加675%-1213

29、%,單果重比對(duì)照增加368%-407%,單株產(chǎn)量比對(duì)照增加1027%-1301%；根系長(zhǎng)度和鮮重提高150%以上，根莖比一般增加15倍以上（大豆3倍以上）?；ɑ苤参飳?duì)CO2反應(yīng)也很敏感，花的生物量增加，表現(xiàn)為花朵變大、數(shù)量增多、花期延長(zhǎng)。3化學(xué)成分的變化：高CO2濃度，對(duì)植物化學(xué)成分的影響主要表現(xiàn)在非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的提高，淀粉、糖類增加15%-40%，果實(shí)甜度（葡萄、西瓜）增加1%-6%，氮、硫元素在物質(zhì)組成方面表現(xiàn)為隨CO2濃度升高而降低；碳、氮比提高21%-30%。4.產(chǎn)量、效益的增加：以水果蔬菜為例，十年平均增產(chǎn)50%以上，增效60%以上，投入產(chǎn)出比為1:10-145。經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效

30、益和社會(huì)效益極顯著。二、緩解植物饑餓的幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例利用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)完全滿足植物吃飽，在小面積范圍內(nèi)較容易做到，而大面積解決植物饑餓問題難度較大，我們所談的高CO2濃度（1500umol/1以上）是對(duì)比大氣中CO2含量330umol/l有顯著提高，這個(gè)CO2濃度離滿足吃飽還有很大的差距，對(duì)大多數(shù)作物來說只能是緩解植物饑餓程度，就此一點(diǎn)產(chǎn)量和品質(zhì)都有極其顯著提高，在高效益的誘導(dǎo)下，會(huì)聚焦更多的人們解決植物饑餓，使植物奔向溫飽的目標(biāo)。莘縣大張家鎮(zhèn)保西村科技帶頭戶姜興斌，采用秸稈生物反應(yīng)堆生產(chǎn)高濃度的CO2(1000umol/l)，解決大棚黃瓜饑餓問題，一個(gè)長(zhǎng)80米，寬6米大棚，2003年總產(chǎn)3

31、9000斤，收入21000元，比對(duì)照增產(chǎn)96%，增收8600元。黃瓜綜合表現(xiàn)，生長(zhǎng)健壯，葉片大而厚，座瓜多，瓜條直，生長(zhǎng)快，上市早，色澤嫩綠，商品率高，病害輕，少施肥，農(nóng)藥化肥投資成本減少50%。蒙陰縣桃墟鎮(zhèn)廟子嶺村張貴東，2003年應(yīng)用此技術(shù)生產(chǎn)高濃度CO2解決露地桃樹饑餓問題，獲得了比相鄰對(duì)照增產(chǎn)210%，又抗病、抗蟲、晚落葉的效果。三、展望克服植物饑餓后帶來的希望解決植物饑餓技術(shù)帶來的并不是單一的資源利用，作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，生態(tài)環(huán)境的改良等項(xiàng)農(nóng)業(yè)內(nèi)容的飛躍，而是一系列產(chǎn)業(yè)化的大革命。僅從組成該技術(shù)體系各項(xiàng)設(shè)施分析，生產(chǎn)上的大需求，勢(shì)必帶動(dòng)生物催化劑產(chǎn)業(yè)、凈化劑產(chǎn)業(yè)、拮抗微生物種產(chǎn)業(yè)、

32、植物疫苗產(chǎn)業(yè)、優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品出口產(chǎn)業(yè)、秸稈儲(chǔ)藏加工處理產(chǎn)業(yè)的配套發(fā)展，直接效益也十分客觀。依據(jù)現(xiàn)狀推測(cè)，雖然距離實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還需一定的時(shí)間，還要做大量的工作，但研究結(jié)果已展示出，曙光就在前頭，第二次農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展指日可待。第五講秸稈生物反應(yīng)堆的相關(guān)知識(shí)山東省秸稈生物工程技術(shù)研究中心張世明科學(xué)研究的結(jié)論：二氧化碳是植物的主要“糧食”，生產(chǎn)上利用取之不盡，用之不竭的豐富農(nóng)作物秸稈資源，應(yīng)用生物反應(yīng)堆技術(shù)，定向生產(chǎn)更多的氣體二氧化碳，解決作物饑餓問題，實(shí)現(xiàn)作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和早熟，已在許多地區(qū)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。如何將這一科技成果盡快成為廣大農(nóng)民的財(cái)富，了解和掌握秸稈生物反應(yīng)堆相關(guān)知識(shí)對(duì)用好該技術(shù)很有必要。一、二氧

33、化碳的理化性質(zhì)二氧化碳既然是植物生命活動(dòng)的基本物質(zhì)，沒有它就沒有植物的存在。所以，應(yīng)用秸稈1、生物反應(yīng)堆技術(shù)，首先了解一些有關(guān)二氧化碳的知識(shí)很有益處。二氧化碳比空氣重1.5倍?？諝庵泻?.033%左右，坑、洼、山谷和盆地濃度較高，高崗、山頂濃度較低，地表面濃度比高空濃度高，隨風(fēng)速的大小而變化；2、與水，水溶液呈弱酸性。3、不易燃，可以用于滅火。4、無色、無味，不易被察覺。5、遇堿會(huì)生成鹽和水，水溶液有時(shí)會(huì)出現(xiàn)沉淀。6、遇水形成不穩(wěn)定的弱酸，很快又產(chǎn)生二氧化碳和水。二、幾種生產(chǎn)二氧化碳的方法及應(yīng)用成本常見的生產(chǎn)二氧化碳的方法大體有三種，一是工業(yè)法生產(chǎn)二氧化碳的成品，多以干冰的形式進(jìn)行商品銷售，

34、每公斤售價(jià)平均在80元左右；二是農(nóng)村種植大棚多以化學(xué)法生產(chǎn)二氧化碳，常見的是用硫酸和碳酸氫銨，通過化學(xué)反應(yīng)制取二氧化碳，每公斤成本為10元左右，這種方法不僅有廢液廢渣污染，而且易產(chǎn)生硫酸對(duì)人體的危害；三是秸稈生物反應(yīng)堆法生產(chǎn)二氧化碳，制取成本不足0.5元，同時(shí)伴隨二氧化碳的生成，還產(chǎn)生熱量，抗病的微生物孢子和有機(jī)無機(jī)營(yíng)養(yǎng)，是一種投資小，綜合效果突出，一舉多得的好辦法，適合廣大農(nóng)村應(yīng)用。大田應(yīng)用比較以上三種方法的生產(chǎn)成 /15 /15本及效果，每畝大棚黃瓜每天維持3000umol/L的二氧化碳濃度以上，需耗二氧化碳的重量為100kg,干冰要投資8000元，化學(xué)法要投資1000元。秸稈法要投資50

35、元，三種方法成本比為160：20：1。黃瓜一個(gè)生育周期按7個(gè)月計(jì)算，一茬總計(jì)投資成本，干冰為168萬元，化學(xué)法要21萬元，秸稈生物反應(yīng)堆1.05萬元。美國(guó)水土保持研究中心對(duì)一個(gè)直徑為23m的森林人工場(chǎng)實(shí)施FACE二氧化碳干冰施肥，每年需要耗資45萬美元。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，應(yīng)用高成本的工業(yè)產(chǎn)品來提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，是行不通的。必須立足當(dāng)?shù)刭Y源實(shí)施生物轉(zhuǎn)換，才能獲得理想的經(jīng)濟(jì)效益。三、秸桿生物反應(yīng)堆啟動(dòng)的外界因素菌種量：在相同秸桿數(shù)量條件下，隨菌種量的增加反應(yīng)速度加快CO2多，產(chǎn)生熱量大，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間內(nèi)短，單位時(shí)間內(nèi)消耗秸桿多。各地應(yīng)用結(jié)果菌種與秸桿量的比率1：5001：700，菌種與中間料（麥麩、稻糠）比

36、率以1：3040較為適宜；2、溫度：反應(yīng)堆所需要啟動(dòng)溫度一般是10C,適宜的溫度是1833C，從1038C隨溫度的升高反應(yīng)加快，生物活動(dòng)積累提升堆溫，這種生物熱替代彌補(bǔ)外界溫度的不足要消耗一定量秸桿資源，所以在低溫條件下應(yīng)用生物反應(yīng)堆隨時(shí)注意增加20%30%的秸桿和菌種；3、水份：反應(yīng)堆濕度過大過小都會(huì)影響反應(yīng)速度，只有在適宜水分下反應(yīng)才能加快，隨反應(yīng)進(jìn)行失水速度急劇下降，應(yīng)做到及時(shí)補(bǔ)水，在大棚載培中每隔78天反應(yīng)堆就要加一次水。一般禾本科植物秸桿加水的比率為1：1.351.45，豆科植物秸桿為1：1.451.5，木本植物下腳料（木榍、刨花、鋸末）為1：1.61.8并要始終保持這樣的比例；4、

37、氣體：含氧量在10%30%，反應(yīng)堆內(nèi)隨含氧的升高反應(yīng)加快，反應(yīng)所需時(shí)間短，缺氧就會(huì)出現(xiàn)相反的結(jié)果，在絕對(duì)無氧條件下是不產(chǎn)生CO2和熱量的。因此，對(duì)反應(yīng)堆提供充足的氧氣是發(fā)揮反應(yīng)堆效能的關(guān)鍵，采用交換機(jī)、進(jìn)氣孔與儲(chǔ)氣池連成一個(gè)氣體循環(huán)系統(tǒng)，每天要保持開機(jī)3個(gè)小時(shí)以上；5、PH值：在PH412范圍內(nèi)反應(yīng)均可進(jìn)行，調(diào)節(jié)適宜的PH值范圍，對(duì)提高反應(yīng)堆速度非常重要，生產(chǎn)上應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)是秸桿反應(yīng)堆起初的PH值用石灰粉調(diào)節(jié)在810.5之內(nèi)，45天一50天以后再調(diào)節(jié)在6.58，80天100天調(diào)節(jié)在5.56.5即可。第六講植物葉片主、被動(dòng)吸收與反應(yīng)堆應(yīng)用形成山東省秸稈生物工程技術(shù)研究中心張世明植物的生存是通過葉片吸

38、收二氧化碳?xì)怏w，根系吸收水分和礦質(zhì)元素，最終匯集到葉片中合成有機(jī)物來實(shí)現(xiàn)的。葉片具有將不同位置的二氧化碳吸進(jìn)自身內(nèi)的本能，稱之謂葉片主動(dòng)吸收。附加外力將二氧化碳送到葉片附近，吸收速度加快，稱之謂葉片被動(dòng)吸收，根據(jù)葉片兩個(gè)吸收的特性，解決植物饑餓問題的工藝措施就出現(xiàn)兩種形式，一是根據(jù)主動(dòng)吸收研制成功了內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆；二是根據(jù)被動(dòng)吸收研制成功了外置式秸稈生物反應(yīng)堆。為了便于廣大從事農(nóng)林工作者掌握運(yùn)用此技術(shù)，筆者將以上兩種形式及涉及到的有關(guān)知識(shí)分述如下。內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆利用植物葉片主動(dòng)吸收的特性，研制配套了內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆工藝措施，其做法有兩種：一是定植播種前在種植行下，順每行開挖一條

39、與行長(zhǎng)相等的溝，溝寬根據(jù)種植作物品種不同而有差異，象西瓜、甜瓜、黃瓜、西葫蘆等瓜類，一般寬為50cm-80cm，深20-30cm；土豆、大姜、蘿卜、地瓜等塊莖類作物一般寬為40-50cm；深為20-25cm；花生、桔梗、韭菜、芹菜等畦栽作物一般寬為80-100cm，深為20cm。以上開溝造畦完畢，接著鋪設(shè)添加秸稈，各種作物的整碎秸稈（包括雜草、樹葉）均可使用，鋪加厚度為30-40cm，蹋實(shí)找平后，進(jìn)行均勻撒接一層菌種，每畝菌種用量為5公斤，為了接種均勻，每公斤菌種要摻中間料（麥麩、玉米芯粉等）25公斤-35公斤，加水30公斤-40公斤，充分拌和后即可接種使用。接完種隨即進(jìn)行覆土，厚度不超20c

40、m，然后大水漫溉澆足底墑，并將澆水后的塌陷處用土找平，便可播種定植，蓋膜保墑了，待出苗或返苗后進(jìn)行打孔，孔深以穿透秸稈為準(zhǔn)，每棵一般離開苗8cm-10cm，十字交叉打四個(gè)孔，打孔工具用14#鋼筋即可。這樣很快就會(huì)從地下內(nèi)量反應(yīng)堆中順孔釋放大量的CO2，供植株葉片吸收利用，同時(shí)產(chǎn)生大量熱，提高地溫促進(jìn)根系生長(zhǎng)。二是已定植作物或生長(zhǎng)多年果樹及綠化樹種的做法，大田和大棚作物使用內(nèi)置反應(yīng)堆是在行內(nèi)起土15cm-20cm，鋪放秸稈接種、回土、澆水和蓋膜。同上，不同之處是打孔在行內(nèi)進(jìn)行，一般打孔的距離為25cm，一個(gè)孔行距為30cm。果樹及綠化樹是從桿基部向四周起土（深15cm-20cm露出多數(shù)毛細(xì)根，寬

41、以地上樹冠主體外延寬為準(zhǔn)），形成一個(gè)圓形或方形坑池，然后接種疫苗，鋪設(shè)秸稈（厚度40cm-50cm），接種、回土（厚度15cm）、澆水、蓋膜和打孔（孔距以30cmX30cm見方），方法同上。因?yàn)榻斩捝锓磻?yīng)堆開始反應(yīng)后需消耗大量的水，采用內(nèi)量秸稈生物反應(yīng)堆與常規(guī)管理的主要區(qū)別，在于定植后三水運(yùn)用間隔時(shí)間不超20天，50天之內(nèi)要完成三次大水的灌溉，才能發(fā)揮該技術(shù)的效果。外置秸稈生物反應(yīng)堆根據(jù)植物葉片被動(dòng)吸收二氧化碳，能夠增大產(chǎn)量積累的特性，研制配套了外置秸稈生物反應(yīng)堆。外量式的主要特點(diǎn)是在作物整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育，任何階段都能建造供應(yīng)植物所需CO2,只是早用增產(chǎn)大，晚用增產(chǎn)少的差別，其靈活性較高。建造位

42、置，春、夏、秋，在田內(nèi)地頭，棚外任意選擇地點(diǎn)，冬季可以建在棚內(nèi)靠近山墻的一頭。而建造標(biāo)準(zhǔn)，有標(biāo)準(zhǔn)式外置和簡(jiǎn)易式外置兩種。標(biāo)準(zhǔn)式外置秸稈生物反應(yīng)堆由地下貯氣池，進(jìn)氣孔，輸氣道，CO2交換機(jī)底盤，取液池口，棚桿隔離層和地上反應(yīng)堆組成。其建造方法為：選擇建造位置后，根據(jù)供應(yīng)作物面積大小，確定建造體積，2畝以內(nèi)貯氣池開挖長(zhǎng)12米，深0.6-0.8米，寬1米，池中間開挖一個(gè)略低于地面長(zhǎng)1米，高0.55米，寬0.6米輸氣道。水泥打底，單磚砌墻抹面。第七講夏季應(yīng)用生物反應(yīng)堆優(yōu)勢(shì)及要點(diǎn)山東省秸稈生物工程技術(shù)研究中心張世明夏季溫度高，濕度大，秸稈資源豐富，植物生長(zhǎng)旺盛，各種作物為了生存，相互競(jìng)爭(zhēng)二氧化碳，是一年

43、中二氧化碳虧缺最嚴(yán)重的季節(jié)，也是生物反應(yīng)堆轉(zhuǎn)化效率最高的階段。如何利用氣候優(yōu)勢(shì)和資源優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用該技術(shù)生產(chǎn)更多的二氧化碳、反應(yīng)堆營(yíng)養(yǎng)液、生防有機(jī)肥，提供夏季作物急需，又為秋冬季作物栽培做好基礎(chǔ)，是非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。為此，有關(guān)夏季應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)分述如下，供應(yīng)用者參照實(shí)施。一、夏季生物反應(yīng)堆建造使用的幾種形式與技術(shù)要點(diǎn)1標(biāo)準(zhǔn)化外置生物反應(yīng)堆建造與使用：在應(yīng)用作物的田間，選擇一個(gè)運(yùn)輸、加料、供水等操作方便的位置，根據(jù)作物面積大小，開挖寬1米、深0。6米，長(zhǎng)度不等的溝。溝的底、四周及與溝相連的二氧化碳交換機(jī)底盤（或取液池）用磚、水泥砌壘抹面，或用厚農(nóng)膜替代，溝頂用1。5米的細(xì)水泥桿或木棍，每隔3050厘

44、米放一根，然后縱向每隔20厘米，拉一道鐵絲固定，這樣反應(yīng)堆的基礎(chǔ)就建好了。接著在上面用整秸稈（樹枝、玉米秸、棉柴等）鋪放30厘米，加10厘米左右的麥秸、雜草等軟質(zhì)秸稈，接著淋水澆濕，撒接第一層菌種。菌種與秸稈的比例為1：500，按其程序操作三層，用58厘米粗的木棍，在頂部從上到下，按40厘米見方打孔，蓋膜和草簾遮陽(yáng)保濕發(fā)酵，45天后，用溝內(nèi)的水循環(huán)淋澆反應(yīng)堆，連續(xù)進(jìn)行2次，溝內(nèi)的浸出液即可結(jié)合澆水用于灌根，也可用于噴施葉面，噴施濃度要根據(jù)浸出液的濃度大小對(duì)水13倍。噴施時(shí)間應(yīng)在上午811時(shí)進(jìn)行；反應(yīng)堆二氧化碳?xì)怏w的使用：在交換機(jī)底盤上安裝交換機(jī)，在田間作物群體內(nèi)掛上微孔輸送袋，每天上午8時(shí)至下

45、午4時(shí)開機(jī)供氣；反應(yīng)堆余渣（生防有機(jī)肥）的使用：將反應(yīng)堆每個(gè)反應(yīng)周期余渣清理出來，堆積一個(gè)地方，厚度在1米左右，加水、打孔、蓋膜，使其繼續(xù)分解和轉(zhuǎn)化，等待下茬作物定植時(shí)使用。反應(yīng)堆標(biāo)準(zhǔn)化操作：每1/15公頃秸稈用量30004000千克，菌種量56千克，在秸稈充足的地方，秸稈、菌種用量可加倍或更多，為秋冬季作物的栽培，生產(chǎn)更多的生防有機(jī)肥和浸出液，以替代化肥和農(nóng)藥。這種方式既可為當(dāng)季作物提供營(yíng)養(yǎng)，也為下茬作物解決了肥料和農(nóng)藥。2。簡(jiǎn)易外置生物反應(yīng)堆的建造與使用：在眾多地區(qū)，為了利用夏季的高溫高濕等自然優(yōu)勢(shì)，更為適宜的是簡(jiǎn)易生物反應(yīng)堆的使用，該種反應(yīng)堆的建造形式，一般只需挖一條相應(yīng)面積的溝，鋪農(nóng)膜

46、，棚桿拉絲固定，加秸稈撒菌種，淋水澆濕，通氣蓋膜，反應(yīng)轉(zhuǎn)化降解。操作程序同上，這種方式所產(chǎn)生的兩種主要物質(zhì)-生防浸出液和生防有機(jī)肥，浸出液既可當(dāng)季使用，也可為下茬作物儲(chǔ)備，有機(jī)肥主要用于下茬作物。應(yīng)用和處理方法同上。3。標(biāo)準(zhǔn)與簡(jiǎn)易兩種生物反應(yīng)堆的應(yīng)用要點(diǎn)：一是反應(yīng)堆水分的調(diào)控，夏季溫度高，轉(zhuǎn)化快，單位時(shí)間內(nèi)耗水多，每隔35天，應(yīng)向反應(yīng)堆內(nèi)加1次透水。二是反應(yīng)堆供氣的調(diào)控，反應(yīng)堆通氣狀況的好壞決定轉(zhuǎn)化的快慢，因此，反應(yīng)堆的四周蓋膜每隔50厘米要留一個(gè)直徑1520厘米的透氣孔，每次澆水都要用木棍自上而下打一定數(shù)量的孔，以防菌種因高溫缺氧而失去活性。三是遮陽(yáng)調(diào)控反應(yīng)堆溫度，反應(yīng)堆在30C以上，60C

47、以下是產(chǎn)生二氧化碳和其他物質(zhì)最佳的溫度范圍，對(duì)此，在蓋膜的同時(shí)，膜上要注意加蓋草簾等遮陽(yáng)物，防止光輻射所產(chǎn)生過高的熱量，也避免表層秸稈菌種的失活，在35C以上特殊高溫的天氣，晚間要將膜揭開散熱、透氣、降溫。四是及時(shí)清除余渣和儲(chǔ)存浸出液，夏季外置反應(yīng)堆秸稈轉(zhuǎn)化周期一般為4050天，為提高反應(yīng)堆的利用效率，制造植物所需的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，應(yīng)及時(shí)清除余渣和浸出液，重新添加新的秸稈和菌種，以生產(chǎn)更多的當(dāng)季或下茬所需的固、液、氣體等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，充分發(fā)揮反應(yīng)堆設(shè)施的作用。4。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置生物反應(yīng)堆的建造與使用：內(nèi)置反應(yīng)堆標(biāo)準(zhǔn)化操作應(yīng)從夏季開始，麥?zhǔn)蘸?，充分利用麥秸、雜草等秸稈資源，重點(diǎn)在棚區(qū)換茬的季節(jié)，按種植行的分

48、布，分別在每行地表，結(jié)合耕翻土地，將秸稈鋪放與小行距相等的寬度，每放25厘米撒一層菌種，一般2層即可，此后，澆水使秸稈濕透，再將大行的土壤翻蓋到秸稈上，土厚一般10厘米左右為宜，用12號(hào)鋼筋打孔，孔距見方25厘米，打孔要穿透秸稈層。每隔15天澆大水1次，連續(xù)進(jìn)行3次，根據(jù)天氣降雨情況，酌情增減澆水次數(shù)。此種方式制造的浸出液、二氧化碳、抗病孢子和生防有機(jī)肥，備儲(chǔ)在土壤中，秋冬茬作物定植前1520天，將其內(nèi)置反應(yīng)堆的剩余物開溝分放兩邊，溝寬與小行距相等，溝深2030厘米，長(zhǎng)度與行長(zhǎng)相等，將秋收的玉米、大豆、水稻、棉柴等作物秸稈填加入溝內(nèi)，秸稈厚度40厘米，撒一層菌種，菌種用量1/15公頃45千克，

49、然后，將兩邊的土壤回填到秸稈上，接著澆水、找平、定植、打孔即可。這種方式，稱之為標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)置反應(yīng)堆，它既可為作物的前期提供生長(zhǎng)所需的充足養(yǎng)料和生防因子，也為中后期提供溫度、二氧化碳、生防等效應(yīng)，奠定基礎(chǔ)。二、夏季生物反應(yīng)堆主要應(yīng)用對(duì)象及方法該期是利用反應(yīng)堆技術(shù)的好季節(jié)，要發(fā)揮該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益，選好應(yīng)用對(duì)象及實(shí)施方法，是不可忽視的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)多年的應(yīng)用實(shí)踐，應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面。1。果樹類作物應(yīng)作為首選對(duì)象，理由是果樹比其他作物饑餓嚴(yán)重，應(yīng)用反應(yīng)堆，增產(chǎn)增值潛力大，它不僅能提高當(dāng)年的果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)，降低化肥農(nóng)藥用量，減少成本，增加樹勢(shì)，改善地下生長(zhǎng)環(huán)境，提高肥水利用率，也為來年結(jié)果積累更多的有

50、機(jī)營(yíng)養(yǎng)，使花芽飽滿，枝條粗壯，抗性增強(qiáng)，為提前發(fā)芽、開花、坐果打下基礎(chǔ)。其主要工藝措施是在樹冠下建造內(nèi)置反應(yīng)堆，在田間建造標(biāo)準(zhǔn)化或簡(jiǎn)易外置反應(yīng)堆，具體方法祥見果樹應(yīng)用反應(yīng)堆技術(shù)要點(diǎn)。2。經(jīng)濟(jì)作物類，如花生、大豆、煙草、瓜類、棉花、大姜、蘆筍、蓮藕等作物，在田間應(yīng)用反應(yīng)堆技術(shù)產(chǎn)生的氣體、液體和固體，具有顯著的增產(chǎn)增效作用，方法同上。3。中藥材類作物，如三七、人參、西洋參、丹參、龍腦樟、桔梗、柴胡、半夏等藥材作物，應(yīng)用反應(yīng)堆技術(shù)，不僅能顯著提高產(chǎn)量，增加藥效，而且能無公害效應(yīng)也十分可觀，方法同上。4。綠化苗木和花卉類作物，應(yīng)用反應(yīng)堆技術(shù)，能增加苗木、花卉的生長(zhǎng)量，促進(jìn)提前出圃，提高移栽的成活率，尤

51、其是花卉應(yīng)用反應(yīng)堆技術(shù)，不僅使花朵的數(shù)目增多，花朵變大，而且能使花期延長(zhǎng)，花色鮮艷，觀賞價(jià)值提高。其方法祥見苗木花卉應(yīng)用反應(yīng)堆技術(shù)要點(diǎn)。第十一講冬季大棚蔬菜應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆注意事項(xiàng)山東省秸稈生物工程技術(shù)研究中心張世明冬季大棚應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，使秸稈定向轉(zhuǎn)化成蔬菜所需求的二氧化碳、熱量、抗病孢子、有機(jī)和無機(jī)肥料；用以解決冬季大棚蔬菜二氧化碳虧缺影響產(chǎn)量的形成；地溫過低造成的根系生理障礙；通風(fēng)不良濕度過大導(dǎo)致的病害嚴(yán)重；大量施入化肥產(chǎn)生的土壤板結(jié)根系生長(zhǎng)受阻，吸收功能減弱的弊端。為了充分發(fā)揮該技術(shù)的潛力，在反應(yīng)堆的建造和使用中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：應(yīng)用內(nèi)置秸稈生物反應(yīng)堆應(yīng)注意事項(xiàng)蔬菜定植前在定植

52、行下采用的內(nèi)置反應(yīng)堆，進(jìn)入冬季管理須注意以下幾點(diǎn)：第一，定植時(shí)反應(yīng)堆秸稈上的土層不宜過厚，一般15厘米左右深為最佳，最深不超20厘米，掌握挖穴栽苗，根系離秸稈層56厘米為宜。第二，澆足頭兩次水后，整個(gè)冬季澆水要比常規(guī)澆水次數(shù)減少12倍，掌握晴澆不陰澆，午澆（9點(diǎn)至下午2點(diǎn)）不晚澆，大澆不小澆，一般20天25天澆一次，有時(shí)還可更長(zhǎng)。因?yàn)榻斩拑?chǔ)水供水能力大于土壤34倍，與常規(guī)一樣澆水就會(huì)在反應(yīng)堆中積水過多，影響蔬菜生長(zhǎng)。第三，化肥作追肥，每次用量減少60%以上，結(jié)果前以尿素為主，以后可配合N.P.K混合使用。第四，配套內(nèi)置反應(yīng)堆接種植物疫苗，在定植時(shí)，每穴先放一把疫苗與土摻勻，再放苗覆土、澆水，對(duì)

53、防治線蟲和其它病害效果顯著，是農(nóng)藥不能相比的。蔬菜定植后在種植大行間應(yīng)用內(nèi)置秸稈生物反應(yīng)堆，是冬季大棚一項(xiàng)十分顯著的增產(chǎn)措施。它可在冬季任何時(shí)間里隨時(shí)應(yīng)用，靈活性較高，但一般采用的時(shí)間是十月下旬至12月底為最好，12月也可進(jìn)行。用法是大行間起土1520厘米，放秸稈厚度3040厘米，踏實(shí)后撒接一層菌種，用锨拍振一遍，然后將所起土壤回填秸稈上澆透水，蓋地膜，在反應(yīng)堆上用12#鋼筋按20厘米長(zhǎng)打一孔，孔深以穿透秸稈層為準(zhǔn)。采用這種方式管理上應(yīng)注意，第一，在大行澆水只在反應(yīng)堆做完后澆足一次水，以后均為小行澆水，水量和次數(shù)比常法規(guī)法減少一半。第二，加菌種秸稈量充足，每畝秸稈用量3000千克4000千克，

54、有條件的最好在秸稈上撒施一層牛、馬、羊的糞便和餅肥再覆土，每畝菌種用量68千克，麥麩90120千克拌菌種使用。這種用法一般蔬菜可增產(chǎn)50%以上，少用農(nóng)藥70%以上，勞動(dòng)用工減少30%。第三，追肥、浸出液的使用與行下內(nèi)置式相同。無論采用哪種方式，使用植物疫苗后一個(gè)月內(nèi)切忌使用化肥、農(nóng)藥。外置秸稈生物反應(yīng)堆的使用與管理：外置反應(yīng)堆的建造所用秸稈和菌種的比例一般在400：1。以50米長(zhǎng)的大棚計(jì)算，一般需要秸稈800千克，菌種2千克，水約3立方米，以充分濕透秸稈，貯氣（液）池中有1/3的積水為宜。菌種使用前的處理：使用前先按1千克菌種兌摻20千克麥麩，加水18千克，三者混合拌勻后堆積45小時(shí)即可使用。

55、如果當(dāng)天使用不完，應(yīng)攤放于室內(nèi)或陰暗處，厚度58厘米，降溫散熱，以備繼續(xù)使用，注意放置時(shí)間不宜超過5天。外置反應(yīng)堆建好后，如何操作管理，是發(fā)揮其效能的關(guān)鍵，根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，外置反應(yīng)堆的使用和管理可以概括為“三補(bǔ)”和“三用”：（一）三補(bǔ)：即及時(shí)向反應(yīng)堆補(bǔ)氣、補(bǔ)水、補(bǔ)料。補(bǔ)氣：秸稈生物反應(yīng)堆中的功能菌種需要大量的氧氣。因此，向反應(yīng)堆中補(bǔ)充氧氣是十分必要的。補(bǔ)充氧氣的具體措施是：反應(yīng)堆蓋膜不可過嚴(yán)，四周要留出510厘米高的空間，以利于通氣。反應(yīng)堆建好當(dāng)天就應(yīng)當(dāng)開機(jī)抽氣。即使陰雨天，也應(yīng)每天通氣5小時(shí)以上。補(bǔ)水：水是微生物分解轉(zhuǎn)化秸稈的重要介質(zhì)。缺水會(huì)降低反應(yīng)堆的效能，反應(yīng)堆建好后，10天內(nèi)可用貯氣（

56、液）池中的水循環(huán)補(bǔ)充12次。以后可用井水補(bǔ)充。秋末冬初和早春78天向反應(yīng)堆補(bǔ)一次水；嚴(yán)冬季節(jié)1012天補(bǔ)一次水。補(bǔ)水是應(yīng)以充分濕透秸稈為宜。結(jié)合補(bǔ)水，用直徑10厘米尖頭木棍自上向下按40厘米見方，在反應(yīng)堆上打孔通氣，孔深以穿透秸稈層為宜。補(bǔ)料：外置反應(yīng)堆一般使用5060天，秸稈消耗在60%以上。此時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充秸稈和菌種。一次補(bǔ)充秸稈800千克，菌種2千克，澆水濕透后，用直徑10厘米尖頭木棍打孔通氣，然后蓋膜。（二）三用：即指要用好反應(yīng)堆的“氣”、“液”和“渣”1用氣：充分使用反應(yīng)堆中的CO2氣體，是增產(chǎn)、增效的關(guān)鍵。所謂用好氣是指，要堅(jiān)持開機(jī)抽氣，苗期每天56小時(shí)，開花期78小時(shí)，結(jié)果期每天1

57、0小時(shí)以上。不論陰天、晴天都要開機(jī)。每日開機(jī)時(shí)間上午9時(shí)至蓋草簾為止。2用液：反應(yīng)堆浸出液中含有大量的二氧化碳、礦質(zhì)元素、抗病生物孢子，既能增加植物的營(yíng)養(yǎng)，又可起到防治病蟲害的效果。用法：按1份浸出液兌23份的水，噴施葉片和植株，或每月34次結(jié)合每次澆水沖施，每溝1525千克即可。3用渣：秸稈在反應(yīng)堆中轉(zhuǎn)化成大量CO2的同時(shí)，也釋放出大量的礦質(zhì)元素積留在陳渣中，它是蔬菜所需有機(jī)和無機(jī)養(yǎng)料的混合體，每次外置反應(yīng)堆清理出的陳渣，收集起來，可作追肥使用，也可以供下茬作物定植時(shí)在穴內(nèi)使用，效果極佳。第十二講秸稈生物反應(yīng)堆標(biāo)準(zhǔn)化使用與管理山東省秸稈生物工程技術(shù)研究中心（250014）張世明秸稈生物反應(yīng)堆

58、的應(yīng)用方式分為：內(nèi)置式、外置式和內(nèi)外結(jié)合式三種。目前眾多地區(qū)采用內(nèi)置式為主，有條件多用內(nèi)外置結(jié)合式。生產(chǎn)實(shí)踐證明應(yīng)用內(nèi)置式生物反應(yīng)堆平均增產(chǎn)30%以上，應(yīng)用內(nèi)外結(jié)合式生物反應(yīng)堆平均增產(chǎn)60%以上。內(nèi)置式反應(yīng)堆根據(jù)應(yīng)用品種和季節(jié)，又分為行下內(nèi)置與行間內(nèi)置。外置式反應(yīng)堆又分簡(jiǎn)易外置和標(biāo)準(zhǔn)外置，不論采用哪種形式，標(biāo)準(zhǔn)化使用是增產(chǎn)的關(guān)鍵。內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆1菌種與秸稈用量：每畝大棚810公斤菌種，40005000公斤秸稈。2行下內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆的使用：種植前在小行下開溝，溝寬與小行相等，溝深1520厘米，溝長(zhǎng)與行長(zhǎng)相等，所挖土壤分放兩邊，開完溝后填加秸稈，填平踏實(shí)的秸稈厚度30厘米，溝兩頭秸稈露出10厘米，