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粮食安全是“国之大者”，耕地是粮食生产的命根子，国土三调显示，10年间全国耕地地类减少1.13亿亩。中国南方丘陵区边际土地1.548亿亩，是缓解南方经济发展与耕地保护之间矛盾的战略后备资源。土薄、黏板、酸化和污染等凸显的障碍限制因素是阻碍边际土地可持续经营的关键因素。边际土地在政策扶持和资金投入相对不足，现有的耕地改良与修复技术、产品和模式不适用于边际土地。福建“八山一水一分田”，耕地资源稀缺。山高坡陡，山地土层薄，水土流失，酸化，肥力下降和重金属污染等退化现象加剧，给其生态系统带来极大的不稳定性和危险性。积极开发各类非传统耕地资源是突破福建耕地稀缺的自然条件限制的关键途径。 该项目边际土地是指土壤障碍限制突出导致农业产能和经济效益低下的土地。项目面向丘陵区边际土地治理与开发利用的三个关键技术问题： （1）如何解决丘陵区边际土地土壤薄化、酸化、贫瘠、黏板和污染等多种障碍因素并存现象？ （2）如何解决丘陵区边际土地治理过程效率与治理后效益不匹配问题？ （3）如何解决丘陵区边际土地可持续经营的多维度技术瓶颈？ 项目组先后依托国家自然科学基金项目、福建省科技厅农业引导性（重点）项目和企业自选项目等进行研发，成功开发出丘陵区边际土地治理与高值长效利用关键技术，达成三点科技创新： （1）创造性开发一套简便省力的野外土壤采样调查装置，系统厘清福建丘陵区边际土地土壤薄化、酸化、贫瘠、黏板和污染等多种障碍因素并存现象，研发了丘陵区边际土地障碍因素分类消减和高值长效利用关键技术体系，提出了创新性的解决方案； （2）研发废弃物资源化处置与边际土地治理协同创新技术体系，利用生物质废弃物开发了生物炭复合高效有机物料，基于牡蛎壳和过期干粉灭火器粉末研制了碳酸钙型、磷酸盐型土壤改良与修复材料；研发了生物菌剂土壤搅拌装置、污染土壤淋洗装置、生态修复装置和生态修复系统，成功地推广并应用于丘陵区边际土地障碍因子的分类消减和地力提升，解决效率和效益不匹配问题； （3）创新性提出高价值获取驱动社会力量主导边际土地开发利用的思路，开发了丘陵区边际土地芳香植物、青钱柳和园林苗木高效种植技术，实现了生态护坡、景观修复和高值长效利用，并取得显著的经济效益、社会效益和生态效益。根据科技查新报告，所开发技术在国内外未见文献报道，具有新颖性。成果鉴定结论表示项目研究成果总体达到国内领先、国际先进水平，并产生了较高的学术影响。 项目共获得授权发明专利5件；实用新型专利15件；发表学术论文4篇，发布泉州市地方标准1项，成为南方丘陵区边际土地地力增效、产能增效和集成增效的开发利用范式，取得显著的经济效益，近3年累计新增产值63697.02万元，新增利润7233.60万元；青钱柳推广种植10200余亩，有机物料土壤改良及地力提升技术培训累计20000余人次。同时项目成果在固碳增汇、水土保持和乡村振兴等方面具有卓越的社会效益和生态效益。

1.课题来源与背景：“古浪黄花滩生态移民区耕地土壤质量提升技术集成与示范”项目是由甘肃省科技厅下达的民生科技专项-社会发展专题项目，由甘肃省农业工程技术研究院承担。该项目紧紧围绕古浪黄花滩设施农业耕地土壤沙化程度高、优质耕层尚未形成，团粒结构松散、土壤质量低的等急需解决的现实问题，开展古浪黄花滩农田土壤质量提升技术研究示范，把先进科技成果转化到黄花滩生态移民区风沙土土壤质量提升的生产中，着力解决制约当地农业可持续高质量发展的“耕”基问题，达到节肥增效、增产促收、改善土壤生态环境、解决民生问题的目标，促进古浪黄花滩戈壁设施农业和该省丝路寒旱农业高质量可持续发展，助力乡村振兴。 2.技术原理及性能指标：结合已有研究基础，在全面调查分析古浪县黄花滩生态移民区农业设施农业耕地土壤质量基础上，创建了以天然腐殖质材料木本泥炭为核心材料的“木本泥炭+生物有机肥+生物激发剂”优化配比的优质耕层快速构建技术”；优化筛选“有机肥+配方肥”和“有机肥+水肥一体化”相结合的有机肥替代化肥技术，以40%有机氮替代无机氮，培肥土壤，节约成本；构建了以秸秆等当地农业废弃物为材料的隔年错位垄下地埋秸秆生物反应堆技术，提升土壤温度，增强土壤呼吸强度，促进作物增产。 3.技术的创造性与先进性：创建的优质耕层快速构建技术以天然腐殖质材料“木本泥炭”核心，通过材料换时间，以富含60%以上腐殖质的天然材料加工生产出需长期培育而成的土壤有机质稳定性组分，以自然生物质材料快速发酵出需耗时腐解形成的土壤有机质活性组分，以纯生物或天然有机材料的提取或降解物制备出激活系统循环的生物激发剂，经过1-2年自驯化，可快速形成优质耕作层，后续的秸秆还田可平衡外接地力的衰减，使冗长的培育过程浓缩为一次性工程作业，中低产田快速形成高产田，且绿色长效生态。构建的地埋式秸秆生物反应堆通过将农业废弃物秸秆资源作为地埋式秸秆生物反应堆原料对农业废弃物进行资源化再利用，将作物秸秆转化为设施蔬菜所需要的二氧化碳、热量和有机无机养料等有益物质，促进作物生长发育、提高产量品质，是一项高产、优质、无公害农产品的技术。 4.技术的成熟程度，适用范围和安全性：该项目研究集成的优质耕层快速构建技术，有机肥替代化肥技术及地埋式秸秆生物反应堆技术已在在古浪县黄花滩戈壁农业示范基地、现代丝路寒旱农业示范基地及古浪镇示范应用，示范区土壤质量得到提升，并产生一定的经济效益，其中优质耕层快速构建技术和有机肥替代化肥技术适用于任何季节作物种植，地埋式秸秆生物反应堆技术适用于冬季作物种植。 5.应用情况及存在的问题：该项目研究耕地土壤质量提升关键技术于2021年至2024年在古浪县黄花滩戈壁农业示范基地和现代丝路寒旱农业示范基地等设施大棚试验示范，优质耕层构建技术两茬示范西红柿面积10亩，平均亩增收2564元，共产生经济收益6.3万元；有机肥替代化肥技术两茬示范西红柿面积20亩，平均亩增收3528元，亩节省成本669元，共产生经济效益14.6万元；地埋式秸秆生物反应堆技术3年示范芦笋面积5亩，平均亩增收2560元，共产生经济效益7.0万元。其中优质耕层快速构建技术在古浪黄花滩六道贝贝南瓜种植大棚沟进行应用，应用面积25亩，产生经济收益6.46万元；有机肥替代化肥技术在古浪县古浪镇辣椒种植大棚进行应用，应用面积32亩，产生经济收益11.82万元。通过项目技术的示范应用有效促进了古浪县黄花滩设施农业的稳步发展，一定程度实现了化肥减量、节本增效，直接促进种植户收益增加。视乎示范应用过程中由于当地种植户生态种植意识薄弱，种植方式简单粗放，对有机物料还田、土壤培肥等土壤质量提升技术掌握甚少，有机物料投入欠缺，加上近年来农产品价格偏低，对有机物料、有机肥投入能力不足，技术推广不广泛。 6.历年获奖情况：无。

为进一步推进该省规模猪场标准化建设，使其在建设工艺上有章可循、有据可依，四川省畜牧科学研究院养猪所组织科技人员对规模猪场建设工艺设计情况开展调研，查阅、收集国内相关技术资料，提出“规模猪场标准化建设工艺设计规范”的制定方案，并向四川省质量技术监督局递交了标准编制申请。编制任务下达后，由四川省畜牧科学研究院养猪研究所组建了标准起草小组，组织成员广泛收集了有关的标准文件及相关国家法规，并到省内外生猪养殖设备企业收集整理了猪场相关设施设备的设计、参数等资料，并调查整理了省内猪场设施设备使用情况，同时借鉴2010年四川省启动的畜禽养殖标准化示范场创建活动中编制组成员实地考察了全省的大部分生猪标准化养殖场后积累的大量一手资料，于2015年2月提出了“规模猪场标准化建设工艺设计规范”送审稿，经四川省质量技术监督局、省农业厅等同行专家的审查鉴定，一致通过，于2015年4月由四川省质量技术监督局批准发布。 该规范规定了几种常见规模的标准化猪场的功能分区、工艺流程、建筑要求、水电供应和设施设备等要求，特别是制作了包含猪舍设计、圈栏设计、圈栏材质要求、施工要求、建筑构造、主要设备、设备参数等大量、详实数据的不同规模猪场工艺设计图集，填补了省内标准化规模猪场建设无章可循的空白，受到广大生猪养猪场(户)的欢迎，得到大面积推广应用，解决了传统猪场猪舍建设不规范，采光、通风及保温、降温条件差，设施设备规格不一、质量差，不利于饲养管理，仔猪存活率较低的缺点，为持续推进该省生猪养殖标准化建设做出了重要贡献。项目同时开展了法式产仔猪舍内环境参数规律研究，适度规模猪场产污量及废弃物无害化处理设施容积研究，提出了猪舍各类圈栏材质要求。 项目取得国家授权实用新型专利1件，发表论文3篇，形成地方标准1个。 项目实施期间，在简阳、三台、泸州、安居4个示范区及自贡特驱、成都巨星农牧2个公司建立标准化规模猪场151个。先后举办各类培训班83场次，培训养殖人员6530人，开展现场技术指导45次，发放技术资料28576册(份)。按该规范新建、改扩建并应用集成配套技术的猪场LY(YL)或配套系母猪窝产活仔数11.86头，仔猪哺乳期存活率达91.3%，保育期存活率96.0%、育肥期存活率98.4%；相比传统猪场，窝产活仔数提高0.62头，仔猪70日龄窝重增加37.4千克，育肥猪料肉比降低0.09，每窝仔猪出栏的商品猪增加1.2头。项目实施以来，在6个项目示范区累计生产优质商品仔猪308736窝，出栏优质商品猪3127246头，新增社会总产值84187.44万元，新增社会纯收益61032.11万元，社会经济效益显著。

一.课题来源和背景：甘肃省委、省政府将循环农业作为十大产业之一，畜禽粪污资源化是循环农业发展的主要内容之一。立项前，酒泉市年饲养畜禽1800万头只，登记备案规模养殖场458家，每年产生畜禽粪便507万吨，畜禽养殖不断向规模化、集约化转变的同时，畜禽粪污大幅增加，由于还田利用不畅、综合利用水平不高，既浪费了宝贵的资源，也对环境造成了污染，局部地区甚至成为农业面源污染的主要来源。为有效解决养殖业环境污染问题，急需在酒泉市指导建设畜禽粪污处理中心，特别是在养殖规模化、集约化程度较高的农业县市区，按照源头减量、过程控制、终端利用的治理方针，在每个县市区建设1个畜禽粪污资源化利用中心，酒泉市指导建成15个畜禽粪污资源化利用示范场，示范带动酒泉市畜禽规模场粪污处理设施设备配套应用，全面提升酒泉市畜禽粪污资源化利用技术水平。由省科技厅立项，酒泉市畜牧兽医总站主持实施的科技特派员专题项目《畜禽粪污资源化利用集成技术研究与应用》(项目编号：21CX6NF231)于2021-2022年在酒泉市七县(市、区)组织实施。项目以酒泉市畜牧兽医总站为负责单位，酒泉富农生物农业发展有限公司、酒泉市铸陇机械制造有限责任公司等27个企业、合作社及七县(市、区)畜牧兽医技术服务中心共同参与，严格按照任务书规定研究内容按期开展相关试验研究，针对畜禽粪污资源化利用集成技术研究与应用项目实施过程中出现的难题，开展研发与示范推广，解决了畜禽粪污资源化利用的难题，研究内容的实施有效推动了畜禽粪污资源化利用水平，完成了项目任务书规定的各项目标任务指标。 二.技术原理及性能指标：一是开展酒泉地区粪污资源化利用现状调查研究。二是通过采用清洁生产工艺、改进优化设施设备及引进先进管理经验，开展规模养殖场源头减量技术研究；三是通过药物菌剂应用、改造设施设备，开展畜禽粪污储运技术研究；四是开展酒泉地区粪污资源化利用典型技术模式研究；五是水溶性有机肥生产技术研究与开发利用，通过新工艺提升有机肥溶解速度，加强肥效、作物吸收率等。六是开展畜禽处理设备引进与研发，建立试验验证基地，提升机械化水平。 三.技术的创造性和先进性：1、研发的畜禽粪污综合利用装备电动清粪装载机、自走式履带翻抛机、液态肥料喷洒机、固体肥料撒粪机的4中粪污处理机具主要技术参数达到设计指标，实现了畜禽废弃物资源化利用关键技术装备本地化生产，填补了省内空白；2、研发了三种3种不同规格浓缩型含氨基酸水溶性有机肥产品；3、获得实用新型专利6项，发表省级以上期刊论文2篇，培养高级专业技术职称5人；4、通过项目开展，研究制定了《水溶性有机肥生产技术规范(试行)》、《畜禽粪污有机肥生产操作规范(试行)》2项技术规范。 四.技术的成熟程度，适用范围和安全性：建成畜禽粪污资源化处理场7个，粪污资源化利用示范场10个；建立机具试验验证基地2个，在酒泉市形成万吨级有机肥加工生产线2条，使酒泉市有机肥年生产能力达到15万吨。年新增固体有机肥5.27万吨，参照项目实施期间有机肥平均价格774元/吨，新增产值4078.98万元，新增利润611.85万元。综合关键技术成熟度分级、应用证明及专家咨询意见，该科技成果技术成熟度等级达到9级(应用级；在实际环境中完成大规模应用试验)。 五.应用情况以及存在的问题：项目实施后，新增固体有机肥5.27万吨，参照项目实施期间有机肥平均价格774元/吨，新增产值4078.98万元，新增利润611.85万元。研发的自走式履带翻抛机、液态肥料喷洒机、固体撒粪机、电动清粪装载机4种畜禽粪污处理机具累计销售107台，新增产值523.5万元，新增利润117.26万元；生产含氨基酸的水溶性有机肥80.43吨，新增产值482.58万元，新增利润77.21万元。有效的推进畜牧业提档升级、清洁、绿色健康发展，从根本上了解决因养殖造成的环境污染问题。同时，将畜禽粪便制造成有机肥，降低了化肥、农药的使用，有助于改良土壤结构、提高土壤有机质含量、提供作物养分、培肥地力，确保农作物稳产高产，对加快当地畜牧业健康可持续发展将起到积极地带动和示范作用。 六.历年获奖情况：2023年获甘肃省农牧渔业丰收奖一等奖1项。 七.成果简要：完成了酒泉地区粪污资源化利用现状调查研究报告1份，获得实用新型专利6项，发表省级以上期刊论文2篇。建成畜禽粪污资源化处理场9个，建立粪污资源化利用试验示范场27个，建立机具试验验证基地2个，在酒泉市形成万吨级有机肥加工生产线2条，使全市9家有机肥年生产能力达到21.5万吨，培育畜禽粪污资源化示范场27个，带动酒泉市大型规模场粪污资源化设施配套率达到100%，资源化综合利用率达到83.53%。新增固体有机肥5.27万吨，参照项目实施期间有机肥平均价格774元/吨，新增产值4078.98万元，新增利润611.85万元。研发的自走式履带翻抛机、液态肥料喷洒机、固体撒粪机、电动清粪装载机4种畜禽粪污处理机具累计销售107台，新增产值523.5万元，新增利润117.26万元；生产含氨基酸的水溶性有机肥285.25吨，新增产值456.4万元，新增利润77.59万元。鸡粪发酵饲料作为育肥羊部分精料替代饲料，育肥期每只羊增收为43.2元，项目实施期间累计推广2.72万只，新增利润98.06万元。培养农业推广研究员2名，副高级职称3人，中级职称3人，带动525人从事畜禽粪污资源化利用工作，形成了市、县、乡三级畜禽粪污资源化利用技术推广体系。

在全球范围节能减排及中国碳达峰碳中和需求的驱动下，传统的生物质废弃物处理模式正向集高效污染物削减与同步能源回收为一体的节能低碳新模式转变。该项目致力于生物质资源化利用，特别是规模化沼气工程。在中国奶牛养殖业规模化的背景下，建设气-电-热-肥联产循环经济示范工程以实现粪污无害化处理和资源化利用，对于推动国家能源结构调整和可再生能源的综合利用至关重要。 课题组结合承担的国家十二五科技支撑计划项目、国家自然科学基金等课题的研究攻关，形成了一系列创造性研究成果。技术集成示范效果和经济效益显著。在国内首次开展了基于计算机辅助菌种选择技术的高效厌氧菌剂工程示范应用。面向蒙牛澳亚牧场沼气发电综合利用工程，筛选获得了复合菌剂MAG1，扩大化培养后进行现场添加并跟踪检测。结果表明：在进料量为设计值50%的情况下，日产气量提高29.8%，甲烷浓度为56%。开发了多循环搅拌蛋形厌氧发酵系统、多级式搅拌太阳能辅助加热节能发酵系统、分级式高压底吹气力搅拌发酵系统等系列技术，该系列技术适用于多种有机物质的消化，保证了厌氧发酵系统的稳定。开发9大系列35种不同类别低成本高附加值功能催化剂及催化剂发酵利用方法，为催化材料在生物发酵领域利用提供了新途径，实现了生物质废弃物资源化综合利用和无害化处理。针对沼气工程后剩余的沼渣和沼液，根据其营养成分及物状特性，调制成固态生物有机肥和沼液生物肥，用于农作物大田及设施农业的生物施肥，减少农业种植中碳排放量，实现了种植行业的高质量发展。研究成果共获得行业及团体标准5项，授权发明专利与实用新型专利共10项。 成果广泛应用于内蒙古聚碳生物科技有限公司、内蒙古蒙肥生物科技有限公司、内蒙古蒙牛生物质能有限公司、河北聚碳生物科技有限公司、江西沄沐环保科技有限公司等企业生产，利用沼气发电尾气来干燥沼渣用于牛卧床垫料的高效循环利用，沼气产量提升50%，企业养殖规模提升25%，大型牛卧床垫料和有机肥生产规模提升30%，高污染强度养殖废水处理能力及能耗得到大幅改善，取得良好的经济效益。2021年至2023年累计新增销售额103315.41万元，新增利润21186万元。

凉山州羊遗传资源丰富，拥有建昌黑山羊、美姑山羊等著名地方品种，肉羊产业是凉山州巩固脱贫攻坚成果衔接乡村振兴的重要依托，但凉山州肉羊养殖以传统养殖为主，规模化程度低，饲草料缺乏、繁殖效率不高、饲养管理水平低、疾病防治技术落后等问题突出，自2011年以来，项目完成相关单位从营养调控、繁殖机理、饲养管理和疾病防治等方面开展了大量研究，取得了如下主要成果： (一)深入探索了本地肉羊繁育分子机制，首次发现凉山黑绵羊存在多胎基因： 利用分子育种技术，解析了卵巢oar-miR-214_3p对凉山黑绵羊发情调控的作用机制，发现了羊发情周期不同生殖激素的变化规律，首次发现凉山黑绵羊存在多胎基因。获得了早期妊娠诊断LncRNA生物标志物，初步建立了高产羔率分子标记辅助选择的方法，形成了“多胎基因检测+同期发情+适时人工输精”快繁技术体系，使羊场繁殖率由80%-90%提高至120%-130%。 (二)集成了肉羊疫病防控技术，相关技术连续两年入选四川省农业主推技术。 集成了羊场环境控制与粪污治理技术，有效减少羊场废弃物约60%，降低肉羊发病率约15%，生产效率提高10-20%，该技术连续两年入选四川省农业主推技术。改进了疾病防疫的措施，研发了疾病预防血清分离器、养殖场清洁消毒器等一系列疾病诊断和预防的新设备，以及羊身固定器、羔羊投药装置等疾病治疗的新工具，提高了疾病防治效果。 (三)深入探索了饲草生产管理关键技术： 研发了秸秆型发酵饲料、水培饲料和中草药添加剂，在羊场推广应用后，肉羊生长速度提高约12.8%，疾病发生率降低约23.6%，解决了羊只冬春季节饲草缺乏和营养不均衡的问题。开发了肉羊生态养殖营养配方设计与智能投喂系统和智慧化牧草种植管理与产量预测系统，提高了当地肉羊配方设计和饲草生产管理水平。 (四)构建了凉山肉羊饲养管理配套技术体系： 对美姑山羊、建昌黑山羊等品种的生产性能及繁殖性状进行了全面测定和评估。针对当地养羊特点，设计研发了新型饲喂槽、牧场门径通道、通风换气装置、饲料混合装置等适用于凉山肉羊养殖的设施设备，有效改善了肉羊养殖环境，提高了饲养管理效率。构建了凉山肉羊饲养管理配套技术体系。 (五)学术、产业影响显著提高： 1、共获授权专利28件，其中发明专利2件；获软件著作权7项；发表论文23篇，其中SCI论文6篇；出版相关专著5部，1项技术连续2年入选四川省农业主推技术。 2、以现场培训、视频会议、资料发放等形式累计开展培训、技术指导上百次，培训指导农牧民1.2万人次，发放技术资料0.45万份。 (六)应用推广及效益： 2021年以来，该成果产生效益规模累计商品羊391.14万只、能繁母羊162.38万只，新增经济效益21.31亿元，其中近两年(2022-2024年)新增经济效益10.35亿元，带动就业1000余人，牧民户均实现增收3000元，在助农增收中发挥了重要作用，极大地推动了民族地区肉羊养殖业的发展。

1.课题来源与背景：随着全球气候变化，绿色低碳循环发展成为社会共识，中国实施“双碳”战略目标，这意味着能源结构、生产消费、仍至整个经济运行方式将发生重大改革。农村冬季供暖用能是中国能源体系的重要组成部分，解决农村冬季清洁供暖问题，对于支撑“双碳”目标实现具有较大的意义。此外，2017年8月，甘肃省人民政府办公厅发布《关于河西戈壁农业发展的意见》，提出了大力发展河西地区戈壁农业的宏伟蓝图。相继酒泉市政府编制了《酒泉市20万亩戈壁农业发展规划(2017年-2022年)》，拉开了酒泉地区戈壁日光温室大规模建设的序幕。酒泉市已建成9万亩以日光温室为载体的戈壁生态农业。但是河西地处亚欧大陆，地壳以岩石和卵石层为主，导热系数高，室内温度受环境温度影响较大。冬季气候干燥寒冷，常有大风大雪、持续阴雨天气，最低气温可达零下28℃以下，导致戈壁日光温室在冬季严寒气候条件下农作物冻害严重，造成较大的经济损失。因此，为解决戈壁日光温室冬季增温防冻及农村清洁供暖问题，研发生物质清洁供暖技术装备，受到甘肃省技术创新引导计划-科技专员专项的资助(22CX8GF174)。 2.技术原理及性能： 生物质供暖技术装备的技术原理：技术装备结构主要由双套筒碳钢炉膛、换热混流箱、生物质颗粒燃料仓、自动给料绞龙、自动点火热吹风机、自动控制系统组成，还包括助燃空气进风管道、贯穿温室内的散热管道、排烟管道、换热引风机、排烟引风机等，共同构成戈壁日光温室生物质增温防冻技术装备。其中，采用绞龙传输和变频电机实现可调式自动给料技术，采用小型吹风机联通电热丝实现自动点火功能；采用温度传感器循环采集室内温度数据，通过单片机依据室内温度变化调节自动给料速率来控制热风炉的输出功率。炉膛助燃空气与温室内加热空气采用镀锌不锈钢双循环管道分离，助燃空气从温室外通过进风管进入炉膛形成高温烟气在引风机的作用下通过混流箱换热后排向温室外，温室内冷空气在引风机的作用下从炉膛侧壁进入混流箱被加热后通过散热管道排向温室另一端；实现温室内冷空气循环加热。 自动控制系统设计思路及原理：为实现生物质供暖技术装备的自动给料、自动点火、自动启/停、室内循环测温等功能，采用单片机控制设计了自动控制流程。其控制系设计思路为：当戈壁温室内温度低于影响农作物生长的临界温室时，热风炉开启，自动给料装置开始工作，燃料仓内的生物质颗粒燃料从进料管进入炉膛；燃料在炉膛堆积一定量后，自动点火装置开始工作，吹入炉堂的高温空气将燃料加热至浓烟冒起时，温室外排烟口处引风机开始工作，炉膛内形成负压，助燃空气从进气管进入炉膛，生物质颗粒被点燃；随后，温室内热风出口处引风机开始工作，换热器内形成负压，室内冷空气从炉膛操作口侧壁进入，通过炉体侧壁加热后进入换热箱进一步被加热，在排风引风机的作用下经过热风管道排向温室的另一端，使温室内空气循环加热。 3.技术的创新性与先进性： (1)该热风炉以清洁能源生物质颗粒为燃料，将林业农业废弃物资源化利用，受到国家乡村振兴战略和“双碳”目标政策的支持。 (2)该热风炉采用双循环散热系统，助燃空气从室外进入燃烧室，经换热后排出温室；温室内冷空气被加热后在引风机的作用下排向温室另一端，整个过程与烟气隔绝，不影响温室内空气质量。 (3)热风炉工作过程中，炉膛、换热器、散热管道内形成负压，燃烧充分、热效率高，价格便宜，增温防冻、供暖效果显著。 (4)该生物质供暖技术装备可根据不同应用领域进行结构调整与优化，适用性强、可靠性稳定，农户可接受性强，可广泛应用于戈壁日光温室、农村住房、企业厂房等，填补了中国以生物质为清洁燃料在日光温室增温防冻方面的技术空白。 4.技术的成熟程度：该热风炉已在戈壁日光温室、企业生产车间、学校实训室等场所示范推广应用，应用技术较成熟，操作简单、实用性强、安全可靠。 5.应用情况及存在问题：该装备成本低、换热效率大、使用性能强、性价比高，每台(套)制造成本约5000元左右，根据安装、散热管道距离、运输等条件，每台售价8000～12000元，受到农户、农业合作社等用户的青睐。已在新疆、酒泉肃州区、金塔、玉门、瓜州等地戈壁日光温室推广应用，其增温防冻效果明显，严寒气候条件下显著提升温室农作物产量。经测算，戈壁日光温室在冬至前后一个月内，若温室每晚温度能提高4-6度，当季蔬菜可增产20-50%，若赶上销售旺季，一座1亩温室可增收1万元，扣除燃料及电费成本，可增收8000元左右，为种植户带来客观的经济效益。 存在的主要问题是生物质颗粒燃料缺乏，每吨成型颗粒燃料成本高于煤炭，因燃料成本问题影响了生物质供暖技术装备的大规模推广应用。若下一步，政府能够出资在各乡镇建立公共集体生物质颗粒生产厂，由农民自行收集园林、农业废弃物压制生物质颗粒燃料，将有利于农村生物质冬季供暖和热风炉的推广应用。 6.历年获奖情况：无。

一.课题来源与背景：1.课题来源：《尾菜分级利用技术研究与规模化示范》是2020年6月兰州市委人才工作领导小组办公室、兰州市科技局下达的兰州市人才创新创业项目，项目由兰州华沁元环保科技有限公司承担，项目负责人为榆中县农业技术推广中心高级农艺师张光全，榆中县农业技术推广中心为主要完成单位，兰州理工大学为项目参与单位。 2、项目背景：尾菜是新鲜蔬菜必须去掉的残叶，俗称为烂菜叶子。成熟的新鲜蔬菜在采割时多多少少都会去掉一些不可食用的部分。比如白菜的根或是外层不完整的叶子，在运输过程中也会造成一些蔬菜的损伤，这时又要去掉残存的叶子。在上架前还要进行一些简单的处理，在整个过程中都会产生一些废弃的残枝烂叶，从而形成尾菜垃圾。尾菜含有的生物质主要为总糖、蛋白质、脂肪、半纤维素、纤维素及木质素，与其它农业废弃物相比，尾菜具有含水率高、生物降解率高、基本无毒害性、产地相对集中且富含有机物和营养成分等特点。新鲜尾菜的含水率通常为75%～90%，pH为6.0～7.5，以干基计算，尾菜的总氮含量为2.3%～5.5%，总磷含量为0.3%～0.7%，总钾含量为0.8%～5.0%。可见，尾菜蕴藏巨大的开发利用价值，将其变废为宝，对于发展蔬菜产业，实现以养分循环为基础的循环经济和节约型社会建设有重大意义。 二.技术原理及性能指标： 1.技术原理：研究内容主要是以破碎-微生物破壁-压榨脱水-资源化利用的路线来实施的。根据尾菜含水率高、养分丰富的特点，结合国内对农业废弃物的无害化处理和资源化利用的主要经验及该公司自主研发的国内领先的高效微生物处理技术，尾菜经过破碎、压榨脱水，快速减容和降低物料含水率，在高效微生物菌种作用进行有机物酶解实现快速细胞破壁，再进行压榨脱水，以实现尾菜快速减量化。 (1)通过选育出中低温高效液化尾菜的菌种，对尾菜进行液化处理。 (2)液化后的水分进行生化处理达到灌溉或纳管标准。 (3)发酵后得到的固体进行肥料及饲料化应用。 2.性能指标： ①厌氧微生物的作用：分解污水中的有机物，降低污水COD。 两段A/O生化处理工艺包括兼氧+好氧及兼氧+接触氧化，其中前段A/O主要作用为分解污水中的有机物，降低污水COD，后段A/O主要作用为降低污水的氨氮，最后达到管网排放标准。 ②发酵过程质量监控：尾菜发酵过程中温度、pH值、氮、磷、钾和各营养成分动态变化的动态变化过程进行监控。 ③研发团队进行尾菜及其废水向气液肥快速转化系统技术研究，申报实用新型专利1件；发表学术论文2篇。 三.技术的创造性与先进性：项目以“尾菜破碎-微生物破壁-压榨脱水-资源化利用”、“尾菜及其废水向气液肥快速转化系统”核心技术为基础，对尾菜破碎、压榨脱水、尾菜渣和尾菜水饲料化青贮及肥料化还田、尾菜水好氧-厌氧发酵无害化排放等技术形成完善的组装配套技术体系，建立核心技术示范点。 从人才引进到技术创新，再到服务企业和产业发展，建立了试验示范点和学术交流基地，确立了人才发展思路，创新了人才引进机制和措施，以技术和人才引进为纽带，以“项目与人才联姻，产业和人才共融”的发展模式合作建立尾菜无害化处理和资源化利用示范基地，大幅度增加了尾菜处理量，提高了企业经济效益，增加农民收入，推动高原夏菜产业健康发展。同时，为企业拓展引进人才渠道和助力科技成果转化打下了坚实的基础。 四.技术的成熟程度： 1、尾菜破碎-微生物破壁-压榨脱水-资源化利用技术：项目通过破碎、压榨脱水，快速减容和降低尾菜含水率，在高效微生物菌种作用进行有机物酶解实现快速细胞破壁，再进行压榨脱水，以实现尾菜快速减量化。通过选育出中低温高效液化尾菜的菌种，对尾菜进行液化处理，液化后的水分进行生化处理达到灌溉或纳管标准，发酵后得到的固体进行肥料及饲料化应用，建立废弃资源的有序循环利用新模式，对于蔬菜产业的健康发展和农村环境保护具有重要的应用价值。 尾菜处理主要是以破碎-微生物破壁-压榨脱水-资源化利用的路线来实施的。通过压榨处理的有物进入微生物生化系系统，通过高效微生物的作用，实现有机物快速分解，以最快速度实现尾菜的减量化及尾菜酸化。尾菜经脱水预处理后，余下约15%的残渣。其中一半用于制作青贮饲料。用作青贮的尾菜85%，配合苜蓿草10%，玉米芯(或玉米梗)5%，添加浙江华庆元生物科技有限公司饲料发酵菌剂(蔬菜芽孢杆菌、解钾菌、释磷菌、硝化细菌等)2‰，混合均匀后青贮发酵1～2个月，最终形成青贮饲料用于禽畜饲养。另一半用于制作肥料。 2、尾菜及其废水向气液肥快速转化系统技术：为了将尾菜资源高效循环利用，达到发酵剩余物零排放的目标，该项目组设计带有光伏光热板的新型尾菜压榨废水处理工艺，形成新型尾菜压榨废水处理技术。 五.应用情况：该项目实施期间研究成功的尾菜破碎-微生物破壁-压榨脱水-资源化利用技术、尾菜及其废水向气液肥快速转化技术等重大成果推广应用前景广阔，不仅已成为当地农业生态环境保护的关键技术，而且引领兰州高原夏菜产业绿色可持续发展，对高原夏菜均衡供应与产品优质安全，当地农村经济繁荣有着重大促进作用。尾菜破碎-微生物破壁-压榨脱水-资源化利用技术、尾菜及其废水向气液肥快速转化技术能够实现尾菜高效处理及尾菜水无害化排放，作为补灌技术可改良土壤、增加产量，作为肥料化和饲料化应用可拓宽资源化利用渠道，所以必然在生态环境保护中得到广泛应用。

一.课题来源与背景：《利用中药药渣开发生物有机肥研究与示范》是由甘肃省科技厅2021年立项下达的省级科技计划项目重点研发计划-农业类项目(项目编号：21YF5NJ192)。该项目由甘肃金五丰肥业有限公司承担完成，实施期2年，即2021年10月1日-2023年9月30日，项目总投资经费76.8万元，公司自筹51.8万元，省科技厅资助经费25万元。 基于化肥使用和农业废弃物现状，积极寻求高效环保的化肥替代品，探索农业(中药)废弃物资源化利用方式，已成为国内外农业研究的热点。首先，施用生物有机肥是提高土壤基础地力、改善农产品品质的重要途径。施用中药药渣配伍的生物有机肥不仅能够改善土壤理化性质、培肥地力、提高土壤微生物活性，提高和优化植物产量和质量，还能减少无机肥料施用量，从根本上改善农产品品质，符合中国农业可持续发展和绿色环保理念。其次，生产生物有机肥是农业(中药)废弃物资源化利用的重要手段。农业废弃物中含有丰富的作物生长必需的营养元素和有机养分，将其资源化利用制成生物有机肥，通过微生物的作用使有机物矿质化、腐殖化和无害化，以供作物吸收利用，不仅可以缓解农业废弃物对环境的压力，而且可以变废为宝，获得可观的经济效益。 二.技术原理及性能指标：该项目将中医医学与农学有效结合为基础，以中药药性配伍理论为依据，在甘肃梓通农业科技开发有限公司、定西聚信生物工程有限责任公司购进当归、党参和黄芪药渣，研制具有抗病虫害功效的中药药渣配伍的生物有机肥。在定西市安定区、通渭县两地的马铃薯、苦荞麦、蔬菜的种植区，通过大田作物的试验示范，采用中药药渣配伍的生物有机肥施肥种植，开展化肥农药双减增效，提升农产品品质与农户增产增收的示范应用研究。既不会造成对农产品的农药残留危害，又提高农产品质量与品级，进一步增加农民经济收入。 三.技术的创造性与先进性：项目通过开展中药渣不同比例对马铃薯、芹菜和苦荞麦生长、品质与产量的影响试验，确定了有机肥中添加中药渣最佳比例为4%党参+2%当归+2%黄芪，该配方能够显著促进马铃薯、芹菜和苦荞麦的生长发育及产量形成，能获得较好的经济效益。项目通过开展不同生物有机肥对马铃薯、芹菜和苦荞麦生长、品质与产量的影响试验，确定了中药渣生物有机肥的最佳施肥量，可在生产上作为最佳有机肥进行推广，同时，将农业废弃物资源化利用制成生物有机肥，通过微生物的作用使有机物矿质化、腐殖化和无害化，以供作物吸收利用，不仅可以缓解农业废弃物对环境的压力，而且可以变废为宝，获得可观的经济效益。所以，项目具有一定的创造性和先进性。 四.技术的成熟程度，适用范围和安全性：在安定区、通渭县建立马铃薯、芹菜、苦荞麦等作物应用中药药渣配伍的生物有机肥示范基地5个，面积500亩，辐射带动应用中药药渣配伍的生物有机肥基地5100亩，亩增收248.45元，累计增收126.85万元。因此，项目技术比较成熟，具有生产工艺简单、产品质量好、产品效益明显、安全性高、适用性好、推广程序简单等优点。 五.应用情况及存在的问题：项目实施全面完成，充分利用已有的实验条件和技术人员，各项工作进展比较顺利。应用情况还存在以下几个方面的问题： 1.中药药渣生产的有机肥，小规模田间肥效试验具有良好的效果，不过对试验的作物种类不多、试验面积不够广。因而，后期需要在田间做更多作物品种的肥效试验，且作物推广面积也要加大。 2.农业机械化程度低。项目区属于山地梯田，农业机械化推广应用难度大、成本高，加之农业生产发展中投入资金不足，农业机械化水平较低，影响中药药渣配伍的生物有机肥的普及应用。 3.项目实施年限较短，对中药药渣配伍的生物有机肥对土壤理化性状等未能深入开展研究。 六.历年获奖情况：无。

陕北作为中国重要的煤炭生产基地，长期高强度、大规模的开采活动，叠加当地干旱脆弱的本底生态环境，引发了地表沉陷、水土流失、土壤结构劣化等一系列严重生态问题，不仅威胁黄河中游生态安全屏障的稳定，也制约了区域能源结构转型与乡村振兴战略的有效实施。2016年-2025年，《陕西省加强矿山地质环境恢复和综合治理的实施方案》《陕西省矿山地质环境治理恢复指导意见》和《陕西省矿山地质环境治理恢复技术要求与验收办法》《陕西省采煤沉陷区综合治理规划(2022-2025年)》等系列政策相继出台，对全省采煤沉陷区治理工作进行了明确部署，明确了该区域生态修复的总体目标。面对传统生态修复技术适应性不足、成本高、周期长等瓶颈，亟需构建一套经济高效、可复制推广的采煤沉陷区生态修复关键技术体系。 成果以陕北煤矿采空区生态修复与土地复垦为核心，立足于“理论突破-技术研发-模式构建”的系统性科研路线，历经十年持续攻关，提出了“源头精准评估-过程协同修复-全生命周期调控”的系统治理理念。研究团队围绕采空区健康风险、生态承载力及恢复适宜性开展多维度评价，研发了物理-化学-生物协同的“快速成土-净土-提质”一体化技术体系，构建了生态修复与高值利用的全生命周期调控技术框架，形成了绿色、长效、可持续的土壤修复与土地利用新范式，为区域绿色低碳发展和乡村振兴提供了关键技术支撑与典型示范。 主要创新成果包括： 创新点一：面向乡村振兴战略目标，首次提出陕北采空区“人地共生”系统设计理念。针对陕北煤矿采空区土地资源破坏与人口生存发展、生态环境恶化与生活质量提升、产业结构单一与区域可持续发展等突出人地矛盾关系，建立了涵盖健康风险、生态承载、恢复适宜性与综合效益的多维度评估系统，揭示了矿产资源开发与生态系统演变之间的互馈机制与协同演化规律。针对土地损毁与人生存发展、生态退化与生活质量提升、产业结构单一与区域可持续发展之间的突出矛盾，通过废弃物资源化利用和多尺度土体重构技术，形成“优先物理-靶向化学-协同生物”的协同修复路径。依托InVEST模型实现生态服务功能量化评估与可视化表达，明确生态退化主因与修复优先级，为系统治理提供科学依据。 创新点二：研发了土体物理-化学-生物协同修复技术体系，集成天然矿物、生物炭等资源，通过“优先物理-靶向化学-协同生物”策略，实现“成土-净土-提质”一体化，推动损毁土地从不可用状态向高效农业和生态用地转化。 (1)天然矿物材料改良技术：针对煤矿采空区长期压占、污染等导致植被破坏、土壤缺水少肥、生态系统破坏等问题，系统量化陕北地区煤矸石及泥质页岩的矿物与化学组成，筛选出低硫(<3%)、蒙脱石含量较高(约53%)的煤矸石和泥质页岩作为核心改良材料。通过秸秆与微生物腐殖酸转化技术对破碎至0.005mm的煤矸石进行生物活化，按15%比例与沙土复配，优化重塑层结构与颗粒分布，显著提升土壤保水保肥能力和力学稳定性。采用定向热解-活化耦合工艺(450-650℃限氧热解结合KOH/ZnCl₂活化)制备多孔功能化生物炭(比表面积800～1200m²/g，微孔率>60%，含氧官能团≥2.5mmol/g)，有效增强了土壤抗蚀性与生态功能，促进了作物生长。 (2)绿色靶向净土技术：针对煤矿采空区重金属污染土壤修复中存在的效率低、成本高、周期长等问题，研发有机-矿物协同调控与新型修复材料，实现了Pb、Cd、Cu、Zn等多种重金属的高效钝化(钝化率27.8%～90.6%)，作物籽粒重金属含量降低24.9%～45.9%。创新研制Ni²⁺改性FeMn-LDHs材料，对Pb²⁺和Cd²⁺的饱和吸附量分别达80.54mg/g和587.52mg/g。Fe-Al负载改性生物炭对Cd、Pb的吸附容量达常规生物炭3～5倍。确立泥质页岩修复的黏土矿物含量阈值(≥42%)、最佳粒径(≤0.4mm)及经济添加量(5%～10%)，有效降低重金属生物毒性30%～60%，土壤酶活性显著提升。该技术使中重度污染土壤重金属有效态降低40%～90%，修复周期缩短30%，作物安全达标率提高50%以上。 (3)生态提质技术：针对煤矿采空区长期开采导致的土壤贫瘠、缺水少肥和生态破坏问题，开发符合国家标准的功能性有机肥产品及“有机肥+微生物菌剂+无机肥”三位一体改良模式，研制“基质营养土”实现“以废治退”。贫瘠耕地有机质提升8.26%，有益菌数量增加15.64%，作物产量提高11.44%；盐碱地pH降低0.8，碱化度减少12.11%，产能提升12.89。推广香根草+沙棘+EM菌联合修复技术，有效改善土壤力学性能，降低pH值(至7.14)，提高酶活性与保水保肥能力，修复后土壤重金属含量符合标准，实现“废弃物-改良-修复”良性循环。 创新点三：构建了融合生态效益与乡村振兴目标的全域土地综合整治与高值利用模式。提出全生命周期优化调控方法，形成科学合理、动态可调的效益评价指标体系，牵头编制《煤炭型工矿废弃地土壤修复技术规范》，实现技术标准化与模式推广化。该体系具备多尺度、多元协同特征，已在陕北榆林、延安及陕南安康等多地成功应用，整治前经济社会生态综合效益分值为22.72，整治后经济社会生态综合效益分值为89.82，提升了3.1倍；项目实施后，一改现有布局随意、尾矿渣覆盖区域广、土地利用不充分、不合理的状况，有效增强了土壤的“三保”能力。对于推动该省生态脆弱区生态环境修复治理、服务粮食安全与乡村振兴战略具有重要意义。具有广泛的适用性与可复制性。 项目实施期间，共授权知识产权3项(发明专利1项)，颁布技术标准1项，发表学术论文80余篇(SCI收录20篇)。在陕西推广实施总面积达6000余亩，显著提升土地质量与生态服务功能，助推区域农业增产与粮食安全，为同类地区矿区生态修复和绿色转型提供了关键技术支撑与示范样板，应用前景广阔。