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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。

①课题来源与背景：课题来源：计划外。背景：畜牧业发展需求劳动力成本上升动物福利和环境保护技术进步政策支持。 ②技术原理及性能指标： 技术原理：传感器监测：利用温度、湿度、光照、饲料湿度等传感器实时监测养殖环境参数和饲料状态。自动称重配料：通过电子称重设备自动测量饲料的准确重量，按照预设的配方进行配料。智能控制：利用计算机控制中心或智能控制器，根据动物的生长阶段、健康状况和环境参数，自动调节饲料的配比和供应量。输送系统：通过输送带、管道等自动化设备将配好的饲料输送到动物所在的区域。数据处理与分析：将收集到的数据进行处理和分析，为养殖者提供决策支持，优化饲养管理。 性能指标：精确度：自动化系统能够精确控制饲料的配比和供应量，确保每一批饲料都符合预设的标准。稳定性：系统运行稳定，能够长时间保持精确的控制效果，减少故障和停机时间。响应速度：系统能够快速响应环境变化和动物需求，及时调整饲料供应。兼容性：系统可以与现有的养殖管理系统等其他系统兼容，实现数据共享和统一管理。易用性：操作界面友好，便于养殖者理解和操作，降低使用门槛。节能环保：通过精确控制饲料量和减少废弃物，降低能源消耗和环境污染。扩展性：系统设计考虑未来可能的扩展需求，方便增加新的功能和设备。 ③技术的创造性与先进性： 智能化决策支持：结合人工智能和大数据分析技术，自动化系统能够根据动物的种类、生长阶段、健康状况和环境因素，实时调整饲料配方和供应量，提高饲养管理的智能化水平。 个性化定制：自动化系统可以根据不同养殖场的具体需求，提供个性化的解决方案，满足特定养殖环境和动物群体的需求。 跨学科集成：将信息技术、机械工程、畜牧学等多个学科的知识和技术集成在一起，形成一套综合的自动化饲喂系统。 先进性： 先进传感器技术：使用高精度的传感器来监测养殖环境参数，如温度、湿度、光照、饲料湿度等，确保数据的准确性和实时性。 自动化控制技术：采用先进的自动化控制技术，如PLC(可编程逻辑控制器)和PAC(可编程自动化控制器)，实现对饲料配比和输送的精准控制。 信息化管理技术：利用物联网、云计算、移动通信等信息技术，实现对养殖场的远程监控和管理，提高管理效率和便捷性。 环保和可持续发展：通过精确控制饲料量和减少废弃物，降低能源消耗和环境污染，符合环保和可持续发展的趋势。

该项目是甘肃省科技厅2021年10月下达的技术创新引导计划-民生科技专项-乡村振兴专题(2021年度)，项目编号：21CX6NP221，项目总投资15万元。项目主要研究内容包括：蕨麻猪种用性能测定和选种选育；完善蕨麻猪育种档案，实现育种档案的计算机管理；全基因组选择技术平台的构建与新家系选育；蕨麻猪选育配套精准绿色循环模式。 单核苷酸多态性(SNP)是继限制性片段长度多态性和简单重复序列之后的第三代分子遗传标记，在基因组内广泛分布，不仅遗传稳定性高，而且绝大部分是二等位基因，便于基因分型。在畜牧业生产中，通过SNP基因分型技术和全基因组关联分析研究个体基因与表型性状之间的关联，可以用于筛选具有优良性状的个体，加快育种进程，快速提高生长速度、繁殖性能和抗病能力等品种性能。2009年，首款猪的SNP基因分型芯片Illumina Porcine60 Genotyping BeadChip问世，猪的基因组选择育种工作在全球范围内逐渐开展起来。随着测序技术不断发展，用于猪育种的相关SNP芯片日益丰富。SNP分型芯片分为固相芯片和液相芯片两大类。与具有极高工艺门槛的固相基因芯片不同，基于靶向捕获测序技术的液相芯片只需设计相应的探针即可。蕨麻猪繁殖性能较差，且种质资源保护和良种选育工作相对较为落后，利用现代分子选育技术进行基因组育种，能够大大缩短世代间隔，加快蕨麻猪遗传改良，但已有的商用猪SNP芯片用于地方猪种分型和育种的准确性和可靠性相对较差。因此，设计一款适合蕨麻猪群体的全基因组液相芯片，用于蕨麻猪分子育种是十分必要的。 该项目开发“津甘育一号40K蕨麻猪育种芯片”1个，为首款蕨麻猪特色育种芯片，该芯片涵盖蕨麻猪繁殖力相关基因位点(10726个)，容纳了蕨麻猪、迪庆藏猪、平凉藏猪和西藏地区藏猪的猪种间和亚群内差异位点，用于特定猪种的种质鉴定和亲缘关系鉴定(8449个)，包括蕨麻猪在内的藏猪品种、地方猪遗传资源和外种猪的所有经济性状位点，涉及抗逆性能、生长速度、肉品质、胴体屠宰性能和免疫功能等(1564个)。样本检出率达到99.89%，重复样本分型平均一致率达99.85%。该芯片可精准地用于蕨麻猪性状相关基因定位、蕨麻猪遗传性多样分析、蕨麻猪全基因组关联分析、蕨麻猪基因分型检测或蕨麻猪选择育种中。该芯片的应用不仅有助于缩短育种周期，提高育种效率和质量，同时对蕨麻猪个体的基因型检测，可以预测其繁殖性能、抗逆性能、生长速度、肉品质、胴体屠宰性能和抗病能力等生产性能指标，从而优化生产流程和降低养殖成本，另外还可以进行藏猪血统含量鉴定和亲子鉴定，从而追踪系谱和梳理家系。 该项目开发了一种以青稞麦芽、松针粉为主要原料，优选发酵菌种，通过菌酶协同发酵得到的混合发酵料。该混合发酵料的主要发酵原料青稞和松针均为藏猪产区的主要作物产物，易于获得且为藏猪所喜食，以其为原料，可降低饲料粮的用量，生产成本，有利于缓解粮食资源短缺；该发酵料降低了纤维素、半纤维素含量，增强了适口性，使各成分更易被消化利用；同时，混合发酵料中粗蛋白含量、γ-氨基丁酸和精氨酸含量显著增加，能够有效补充藏猪生长所需营养，提高藏猪生长性能、健康水平，有效提高藏猪肉品质，该混合发酵料的应用，能够有效提高藏猪养殖的经济效益。 该项目建立了绿色循环养殖模式，依托甘南地区特有的植物及秸秆资源，开发了优质发酵饲料，减少养殖过程中产生的废液、废弃物排放量，降低养殖过程中对环境的破坏，改善了附近居民生活环境，促进绿色高效农业建设，解决环境污染等问题，符合现代都市型农业发展方向和美丽乡村建设工程要求，对促进当地养殖业持续健康发展和环境保护具有重要意义。 甘南州科技情报研究所承担实施的《甘南藏族自治州农牧业信息服务推广》项目获“甘肃省科技情报学会科学技术三等奖”；《甘南州5种优良野生耐碱抗沙、治理水土流失牧草品种选育应用与推广示范》项目获“甘南州科学技术进步二等奖”等奖。取得软著2项、专利8项的科技成果。 天津市农业科学院畜牧兽医研究所生猪养殖创新团队近几年获农业部丰收计划奖、天津市科技进步奖、中国智能制造2018年度十大科技进展奖、中国农业科学院杰出科技创新奖、中国发明创业成果一等奖和中国农业科学院科学技术成果特等奖。

①课题来源与背景：作为中国六大牧区之一，甘肃省拥有1790万亩的天然草场和丰富的农作物秸秆资源，发展肉羊养殖业具有优越的资源条件和区位优势。近年来随着国家产业结构调整以及对草食畜产业的政策扶持，甘肃肉羊产业的养殖规模及集中育肥业有了长足发展。然而，由于该省肉羊养殖产业化程度不高，屠宰加工标准化水平低，真正生产出的优质羊肉少之又少。与此同时，伴随消费结构的不断升级，消费者对羊肉产品的质量和品质也越来越重视。如果在肉羊饲料中添加中草药保健剂，通过测定其对肉羊增重效果、抗病力、母羊奶水、胎衣及恶露排出、羔羊瘤胃发育及育肥羊羊肉品质的影响，生产出风味独特，具有保健、绿色、营养的药膳羊，其研究成果不仅是兰州市发展环保型草食畜牧业，生产绿色畜产品，解决长期困扰养殖业抗生素耐药性及药物残留的需要，也是发挥甘肃资源优势，成为该省农民脱贫致富奔小康和解决"三农"问题的重要途径。 饲料工业的发展，使饲料添加剂的应用日渐广泛，正确、合理地使用饲料添加剂能够促进畜禽生长，预防疾病，节省饲料，降低成本，改善畜产品品质。对于饲料添加剂一词，世界各国有不同的解释。中国较权威的解释是：“为了满足饲养动物的需要，向饲料中添加的少量或微量的物质”。畜禽饲料中使用添加剂，旨在预防疫病、保护健康、促进代谢、增强体质、加速生长，提高生产性能和经济效益，已成为畜禽日粮中不可缺少的部分，极大地促进了畜牧业的发展。但是，采用的添加物多为化学合成药物、抗生素和激素等。这些物质在饲料中的长期使用或滥用，往往带来一系列的消极影响。特别是有些抗生素添加剂，过度使用能产生抗药和耐药性。有些药物如磺胺类、类固醇，易残留于肉、蛋、奶等畜产品中，给人类健康造成危害，引起中毒和抗药性。一些国家已禁止人畜共用的抗生素类及磺胺类药物作为添加剂使用。因此，开发新的无毒害、无残留的添加剂成了推动该市畜牧业进一步发展的新课题。 ②技术原理及性能指标： (1)羔羊腹泻病的中草药保健技术研究：以榆中稼鸿养殖专业合作社作为试验基地，选取腹泻病高发阶段(产后3-5d、产后30d、断奶1周内)羔羊若干只进行试验，通过饲喂不同种类中草药止泻散，最终观察羊只精神、采食量、增重、粪便等情况，确定出具有预防羔羊腹泻病的中草药组方进行推广应用。 (2)补益类中草药添加剂的研究：针对养殖场母羊膘情差，羔羊出生重小的特点，以甘肃沛雯豪农牧发展有限公司为实验基地，挑选自繁自养、外观健康、初生重较小的杜湖杂交F1代2月龄育肥羔羊45只，将补中益气类中草药添加剂按照4%和5%的水平添加到试验组育肥羔羊的基础日粮中并混匀，对照组不添加。研究其对羔羊增重效果及瘤胃组织形态学的影响效果。 (3)编写肉羊中草药保健技术规范：通过上述组方的确定及项目组现有研究成果，编写肉羊中草药保健技术规范，以本规范为指导，对省内各大养殖场进行中草药保健技术推广，减少抗生素使用，使甘肃省肉羊产业实现转型与跨越式发展。 ③技术的创造性与先进性：(1)该项目的实施，将会使兰州市滥用抗生素现象得到根本上改变，助推兰州市乃至甘肃省羊肉的出口量，因此经济效益十分可观；(2)止泻方剂的研究提高3个危险阶段羔羊的成活率，极大的减少当前养殖场乱用抗生素现象，使养殖场获得了良好的经济及社会效益；(3)该项目的实施，极大的解决该市中药厂下脚料及药渣废弃物的综合利用程度，具有重要的生态效益；(4)根据项目实施情况，整理并编写《肉羊中草药保健技术规范》1套，保健模式得以在全省范围内进行推广。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性：技术通过试验研究与示范推广表明均有可推广性和安全性。通过项目示范带动，促进全省中药材种植、牧草高效利用及肉羊优质生产，推动该省草食畜牧业跨越式发展。另外，通过中草药保健技术模式的推广，使肉羊养殖中抗生素使用量减少，符合高效、健康畜牧业发展道路。项目生态效益在于通过中草药保健技术模式的推广，能提高农村闲散耕地及中药厂下脚料与废弃物的综合利用率，达到生态良性循环。 ⑤应用情况及存在的问题：项目主要参与单位榆中稼鸿养殖专业合作社、甘肃沛雯豪农牧发展有限公司累计向社会累计提供12000只药膳羊，产值达1080万元，只羊获利按照增收120元，创造经济效益144万元。由于疫情影响、经费不足等诸多因素影响，项目实施比预计验收时间推迟较久，且通过项目实施已形成科技服务网络，建立长期的科技培训服务团队和科技成果转化应用团队各1个，但团队在后期示范推广方面存在养殖场存在的技术难点复杂、筛选的组方所涉及的中草药种类部分非当地产且价格较高等问题。

①课题来源与背景：甘肃省科技厅自然科学基金项目。 ②研究的目的与意义：玉米秸秆是一种优质饲料来源，充分利用玉米秸秆，是解决中国高寒牧区畜牧业因饲草资源匮乏及冷暖季饲草供应不平衡等问题的有效途径之一。将玉米秸秆压制成为饲料颗粒，是国内外饲料生产的总体趋势。近年来，针对生物秸秆本身进行颗粒成型机理研究成为该领域的研究热点，但国内外颗粒饲料往往是将生物秸秆与精粮按一定比例混合后制成全混合日粮饲用以提高饲料的营养价值和动物的适口性，针对秸秆型全混合日粮饲料整体成型理论研究尚处空白。 颗粒成型产品在某些情况下易产生裂纹，使得含粉率、粉化率升高，导致产品质量不稳定，且因原料特性的差异，极易造成产品质量波动现象，对玉米秸秆全混合日粮颗粒饲料力学及成型特性进行系统研究，揭示其在成型过程中表现出的流变特性，探明颗粒饲料成型机理，是解决这一问题的关键所在。 为此，以高寒牧区玉米秸秆全混合日粮为研究对象，研究玉米秸秆型全混合日粮在外力作用下的应力传递规律，以此为基础，系统研究原料的成型特性，分析主要加工参数对物料成型质量指标及成型曲线的影响规律，构建颗粒饲料成型本构模型，探明颗粒饲料在成型过程中表现出的弹塑性、黏性、摩擦特性等流变特性，基于离散元理论，研究物料在成型过程中的变化规律并进一步研究模孔结构的受力特性及其参数优化方法，通过以上研究，解决玉米秸秆型全混合日粮颗粒成型理论难题，提高成型质量和设计高水平制粒设备提供理论依据。 ③主要论点与论据：首次以西北高寒牧区玉米秸秆全混合日粮整体为对象进行饲料颗粒成型特性研究，实现对玉米秸秆全混合日粮颗粒饲料成型流变特性和成型过程的精确解析。解决制约颗粒饲料成型质量和稳定性的理论难题。 ④创见与创新： 1)制备了单模孔成型装置，以玉米秸秆粉碎物料为研究对象进行单孔压缩试验，利用正交试验法分析成型压力、含水率、物料粒度对成型颗粒密度和抗压强度的影响。结合方差、极差分析法得出对试验指标影响较显著的因素，得出各因素的最佳水平组合，分别为成型压力8MPa、含水率16%、物料粒度≤5mm。利用材料力学试验机开展了玉米秸秆及其混合物料力学性能测试，在此基础上建立了制粒系统单孔压缩成型离散元模型，并对玉米秸秆进行单模孔的仿真与研究，将仿真结果与试验相互对照，在显著性水平“=0.05的条件下对两组仿真数据进行方差分析，得出仿真数据与试验数据误差范围在10%以内。 2)以玉米秸秆、玉米颗粒为原料，模孔锥角、模孔长径比、质量分数为试验因素，颗粒密度、成型比能耗为评价指标，开展混合颗粒饲料制粒成型仿真试验。利用Design-Expert软件设计并实施响应面分析试验，绘制交互因素间响应曲面图及等高线图，分析出影响混合颗粒饲料成型品质的主次试验因素，同时预测出平模制粒最佳成型品质参数组合为玉米秸秆质量分数58%，模孔锥角50°，模孔长径比5.9，此时颗粒密度为1.237g/cm³，成型比能耗为27.9kJ/kg。 3)通过离散元EDEM与有限元ANSYS耦合的方法，将离散元EDEM平模制粒仿真后处理中导出的数据作为有限元ANSYS的输入参数，分析了平模在不同试验因素下的应力、应变、总变形的变化规律；利用ANSYS Workbench后处理中的疲劳分析功能，探究平模的疲劳寿命及安全系数变化规律。综合对比分析，当玉米秸秆质量分数为60%、模孔锥角为50°、模孔长径比为5.9时，平模表面的磨损变形量较小，制粒效果最佳。 ⑤社会经济效益，存在的问题： 1)社会经济效益：项目解决了玉米秸秆型全混合日粮颗粒成型理论难题，提高成型质量和设计高水平制粒设备提供理论依据。将玉米秸秆资源最大化利用，促进农村经济发展，玉米秸秆制粒可以将废弃的玉米秸秆转化为有用的颗粒，这样可以最大限度地利用废料资源。对于养殖业来说，玉米秸秆颗粒饲料可以用来饲养家禽，颗粒饲料代替传统饲料能提高饲料的营养价值，改善动物饲养环境，提高家禽养殖效益。对于玉米秸秆制粒项目，可以大大利用废弃的秸秆，减少农业废弃物的露天堆放或焚烧，改善农田环境和土壤质量，大大减少对环境的污染。 2)存在的问题： A)玉米秸秆的剪切问题，玉米秸秆通常比较硬，纤维较粗，如果遇到湿度较高的秸秆，在对秸秆进行剪切切碎过程中，容易出现不易切碎的问题，那么秸秆的颗粒就比较大或者没有被切碎，使得大量的秸秆产生缠绕堵塞、交错的现象，会导致设备堵塞的风险，整个机器就会难以运行。 B)玉米秸秆切碎后的颗粒不均匀问题，不同部分的玉米秸秆可能具有不同的硬度和形状，切碎过程中可能导致颗粒大小、形状、湿度和硬度不一致，在制粒过程中会有，不均匀质量的玉米秸秆颗粒会对其制造过程造成困扰，难以生产出稳定质量的饲料颗粒，就会影响玉米秸秆饲料颗粒的质量以及生产工艺的连续性。

水土流失是全球面临的重要生态环境问题之一，严重威胁区域生态、粮食安全，制约社会经济发展。西南高山峡谷区覆盖大横断“七脉六江”地区，气候、水文、地形及地质等时空分异特征显著，作为中国“三区四带”的重要生态安全屏障，对保障国家生态安全和区域高质量发展具有重要作用。然而，西南高山峡谷区受复杂地形地质约束、复合侵蚀营力(水力-冻融-重力)驱动、少数民族聚集区耕种活动及水电工程开发利用等活动影响，区域水土流失态势尚未得到有效遏制。因此，针对西南高山峡谷区特殊的自然、人文因素，加强水土保持、生态修复、监测预报等基础应用研究，整体提升该区域生态系统服务功能、推进水土保持与民族经济协同发展已迫在眉睫。 主要研究内容：1.西南高山峡谷区水土流失分异、演变规律及驱动机制明晰高山峡谷区复杂地形地质等要素分异及多民族聚集区水土流失分布格局与地带性分异规律，提出不同峡谷类型水土流失治理的科学分区，解析多营力复合侵蚀规律及其耦合机理，阐明水土流失对农业种植模式、高陡地形、岩溶地质和冻融作用的响应机制，揭示复杂地形地质、生态环境分异与民族聚集区农业耕种的水土流失规律及驱动机制，为研究区土壤侵蚀综合预报模型构建与参数优化、水土保持措施合理配置提供理论依据。2.西南高山峡谷区土壤侵蚀预报优化与智慧监测体系研发西南高山峡谷区降雨侵蚀力空地协同估算与精度提升技术，提出考虑峡谷高陡地形、高海拔冻融、岩溶区水土漏失和民族聚集区耕作扰动侵蚀影响的模型参数表征或因子改进方法，发展西南高山峡谷区土壤侵蚀优化模型；研究模型精度多维集合评估技术，明确土壤侵蚀优化模型在研究区应用的准确度与可靠性；形成适宜不同类型高山峡谷区的水土流失监测技术，构建智慧水土保持监测体系。3.西南高山峡谷区水土流失综合治理关键技术研发西南高山峡谷冻融区水源涵养与生态系统稳定性维持技术、岩溶区侵蚀关键带水土保持技术、干旱河谷区植被适度恢复与水资源高效利用技术、农耕种植区土壤保持与保护性耕作技术及水电开发项目水土保持与小流域综合治理技术，形成西南高山峡谷区水土流失综合治理关键技术体系。4.西南高山峡谷民族聚集区水土保持生态产业发展技术与模式分析典型农林业、畜牧业、村落文化产业的水土资源利用特征，研发多年生特色经济植物的种苗快繁、高效节水等关键栽培技术；集成山地、河谷生态农业和“林地+”生态产业等高截流蓄水技术，微区域集水、光伏高效集水节水、复合立体种植等土壤保土保水保肥和林地水源涵养功能增持关键技术；创新农牧复合产业与村落文化产业发展中面源污染防控多层次技术体系。5.西南高山峡谷区生态系统服务整体提升技术集成与应用示范集成山地特色资源开发、水土流失治理与民族经济协同调控技术，构建生态服务功能整体提升的水土流失综合防治技术体系，发展生态与民族经济协同振兴的产业模式，并进行典型县域示范。 主要阶段性研究成果：(1)阐明了西南高山峡谷区水土流失分异、演变规律与驱动机制。基于资料收集、遥感数据、野外调查和模拟实验，构建了研究区基本资料数据库，结合土壤侵蚀模型，探明了整个高山峡谷区水土流失的空间分异特征与主导因素，阐述了岩溶地质背景，以及高山带冻融区和低山带河谷区等不同地貌的土壤侵蚀的空间格局及影响因素，解析了水力-重力复合侵蚀发生机制及水力-冻融复合侵蚀的影响机制，初步构建了水土流失的观测和模拟实验数据库。(2)突破西南高山峡谷区水土流失监测、预报和水土流失综合防治等技术瓶颈，创建了高山峡谷区星地协同的水土保持智慧监测技术。建立了基于地理加权与机器学习的降尺度模型，实现了降雨侵蚀力星地协同估算，较全球降水观测计划(GPM)等遥感数据产品的精度和分辨率有了明显提升，并基于此形成全区多时间尺度降雨侵蚀力数据集；构建了基于深度学习的坡耕地和人为扰动地块等对象快速识别及其图斑边界的自动、批量提取方法，精度达70％以上，可解决传统人工勾绘存在的标准不一、效率偏低等问题。该技术可有效提升土壤侵蚀模型因子等获取效率与精度，促进区域土壤侵蚀预报优化和精准防治。(3)初步集成了水土防护、水源涵养、经济效益提升的生态高水平保护与种养业高质量发展的协同模式。研发了“横拦纵调植物-工程”土壤流失阻控技术，“农林废弃物还田+生物炭/微生物菌剂+果树”增肥增产技术和“草+生物炭/微生物菌剂+果树”等“根系加筋固土”技术；构建了西南高山峡谷冻融区水源涵养和生态系统稳定性评估指标体系、农耕种植区微地形改造+保护性耕作方法体系及水电项目开发区域小流域“源头减量-过程阻控-末端修复”的一体化防控技术体系；初步提出了岩溶区柑橘园水土“拦-集-蓄节-用”调配技术及陡坡、中坡和缓坡适宜种植模式的土壤保持技术。(4)初步形成了环境质量提升的西南高山峡谷民族文化产业发展模式。初步研发了山地多年生特种经济植物(茶叶)+水土保持植物(小檗)+草+裸地的水土保持培育技术，全面统计归纳了西南高山峡谷区“林地+”模式的类型、分布与规模，初步完善了“林地+”水土保持型生态经济产业发展技术；构建了农-畜复合产业发展模式；揭示了区域坡面农业技术的分布、特征及水土流失问题，构建了水土保持型生态农业发展技术。(5)已在4个典型二级水土保持分区的5个典型县域建立了示范基地，支持西南高山峡谷区的水土保持友好型民族经济可持续发展。永胜县、云龙县、兰坪县已有示范面积3509公顷。在波密县，建设了超过80亩(1公顷=15亩)的林下天麻种植核心示范区，技术辐射推广到超过300亩；构建了茶园水土保持技术提质增效示范区30亩，技术辐射面积达200亩。在康定县，建设了355公顷的水土保持生态产业协同发展技术模式示范区、5420公顷的生态清洁小流域建设技术模式示范区及662公顷的坡耕地土壤保持与保护性耕作技术模式示范区。

农业废弃物是在农业生产过程中产生的生产副产品，如渔业生产过程中产生的动物残余废弃物、农业生产过程中的农作物秸秆等、农林生产加工过程中产生的植物类谷壳、果皮、锯末、加工类残余废弃物及农村生活垃圾等。中国是农业大国，据估计，中国每年各类作物秸秆生产量达到6.5亿吨以上，其中秸秆直接还田的约2.1亿吨，畜牧业系统转化利用的约1.2亿吨，工业原料约1亿吨，每年剩余量达近2亿吨。生活垃圾中废弃天然高分子的种类也很多，如核桃壳、椰子壳等，提取棕榈油后剩余90%的棕榈渣中纤维素、半纤维素、木质素各占1/3；香蕉皮中含有大量的果胶、纤维素、木质素等。此外，人类在生产、使用农副产品的同时，也产生大量废弃物，中国年产500多万吨蔗渣，干蔗渣中含纤维素（59%）、木质素(21%)、及多缩戊糖(20%)；国内食品行业每年产生约2千万吨湿豆渣，干豆渣富含纤维素(50%以上)、蛋白质(16%～34%)。全球每年产生约1千亿吨作为副产物的甲壳素，工业生产的废弃甲壳素约1万吨。角蛋白是农副产品使用过程中被废弃最多的蛋白质，中国年产生家禽羽毛70多万吨，其中动物毛发和家禽羽毛中角蛋白含量超过90%，除少部分作为保暖填充材料外，绝大部分被废弃。部分植物蛋白(如玉米醇溶蛋白、大豆分离蛋白)作为副产物也没被有效利用。农业废弃物处理问题日益成为农业可持续发展领域的重要课题。农林废弃物产量巨大，可再生且再生周期短、可生物降解、环境友好，因此开发农林废弃物的价值具有广泛而深远的意义。课题组研发了可有效控制农田氮磷流失和保持土壤水分的系列土壤改良型秸秆基、羽毛蛋白基高吸水性树脂，并在此基础上进一步研制出用于土壤保水、增肥的系列肥料缓释型高吸水性树脂，实现了材料性能的可控合成，为新型、高性能、多功能、环境友好型农用高吸水性树脂的研制提供了新理论和新方法。 这条生物质资源化路线，可将农林固体废弃物转化成用于农田保水、保肥和增肥的农用高吸水性树脂材料，实现了农林固体废弃物高值化利用，真正实现“取之于农，用之于农”，具有广阔的市场应用前景。此外，针对环境水体污染的特点，课题组利用生物质研发了一系列可用于水体营养盐和重金属高效富集、回收和再利用的水凝胶材料。这类材料由于其独特的三维网络结构，可实现对水体中重金属的快速响应和高效富集，可用于重金属废水的高效治理和环境污染应急处理；吸附了重金属的水凝胶材料可原位制备纳米金属和金属晶体，用于工业催化，可有效实现重金属的资源化和循环化利用按照本设计的材料工业路线，将含重金属的水体快速净化，10min就可以实现不同重金属的高效去除，吸附容量根据生物质模板的不同和重金属离子的不同可以达到100-200mg/g，被吸附的重金属在水凝胶材料内部可以实现纳米金属和纳米晶体的转化，将转化后的纳米金属作为催化剂用于催化产氢和污染物降解，效率均可达到100%，催化剂具有很好的循环使用性和储存性，在实际应用中具有广泛的市场应用前景。 项目特点：1.分别提出了利用农林废弃生物质开发适用于农田保水、保肥、肥料缓释、可生物降解的农用高吸水性树脂和适用于水体重金属高效富集、再利用的环境响应型水凝胶材料；2.该技术可以实现农林废弃生物质的高值化利用，实现“取之于农，用之于农”和“以废治废，资源循环”，符合可持续发展的理念；3.将农林废弃生物质研发成农用和污染控制用高吸水性树脂及水凝胶材料是环境友好的材料工业路线。 应用范围：该路线可以用于生物质资源化企业，农用土壤改良剂、缓释肥、环保吸附剂等生产厂家和环保公司等。

(1)开发示范蚯蚓生态转化菌糠和玉米秸秆等农业有机废弃物的养殖技术及葡萄林下蚯蚓立体种养技术； (2)建立蚯蚓综合种养科技特派员队伍1支； (3)在静海区科技帮扶村建设蚯蚓综合种养基地2处，帮扶困难户25户；疫情防控期间，结合微信群等开展现场与线上技术咨询与技术指导18次，培训人员28人次。 (4)建设面积10亩，秋季收获一次蚯蚓，出产量5000公斤，并收获蚯蚓粪400吨，忠涛蚯蚓养殖公司以每公斤蚯蚓15元，每吨蚯蚓粪100元价格进行回收，总效益增加该示范户两季蚯蚓养殖增加收入11.5万元。

一、课题来源于背景：近年来，海宁市按照现代生态循环农业和畜牧业转型升级的要求，积极探索农牧结合资源化利用新模式，为治理农业面源污染、实现农业生态循环发挥了重要作用。但在具体推进过程中，种养对接不紧密、使用技术不清晰、配套设施不完善等问题仍然存在。为加快现代生态循环农业发展，大力推进农牧结合、深化养殖废弃物资源化利用，根据《浙江省农业厅关于深化农牧对接提升畜禽养殖废弃物资源化利用水平的通知》，海宁宏丰生态农场以此为契机，在省“三农九方”（2023SNJF038/03）科技协作计划项目的支持下，在有关单位的技术指导下，牵头实施了“猪-沼-稻”新型生态循环模式研究与示范项目。 二、研究目的与意义：项目以强化农牧点量对接、生态消纳循环为重点，按照就地利用为先、异地利用兜底，资源化利用为先、无害化处理兜底的要求，完善基础设施，加强技术支撑，全面落实一场一对策治理要求，建立健全养殖废弃物农牧对接长效机制，实现畜禽养殖废弃物的资源化利用和无害化处理。 三、主要论点与论据： 1、按照农牧结合、种养平衡、生态循环的要求，测算规模养殖场养殖废弃物产生量和需要配套的生态消纳地面积，研究制定“猪-沼-稻”新型生态消纳等对接方案； 2、统筹设定养殖场沼液贮存设施容量（包括养殖场和种植业区域贮存设施），能承载2个月以上产生量（不包括工业处理和纳管排放）； 3、完善沼液贮存输送配套设施，增强沼液贮运能力，储液池（罐）按农牧对接方案确定池（罐）容量，确保在冬季和雨季有足够容量贮存养殖场沼液和粪污； 4、生态消纳地主要由养殖场周边水稻生产基地和花卉苗木、园地林地、新造农地等组成，并配套相应的贮存输送灌溉设施； 5、研究制定沼液利用技术指导方案，针对沼液养份含量不清晰、肥力不稳定等情况，结合测土配方，对沼液有效成分进行检测，按检测结果和技术方案指导科学施用沼液。 四、创见与创新： 1、按照农牧结合、种养平衡、生态循环的要求制定“猪-沼-稻”生态消纳点量对接方案，统筹测算规模养殖场养殖废弃物产生量和需要配套的生态消纳地面积，设定沼液贮存设施容量。 2、通过生态循环模式的构建，实现了养殖粪污的资源化利用和水稻化肥的部分替代，同时提升了稻米品质，促进了农牧业的生态循环和增产增收。 3、针对沼液养份含量不清晰、肥力不稳定等情况，结合测土配方对沼液有效成分进行检测，研究制定技术指导方案，实现稻田沼液安全利用及退水氮磷减量排放。 4、创建了“猪-沼-稻”生态循环模式示范基地，明确了相关操作流程及相应技术参数，年处置利用养殖废水3万吨，产生了显著的社会生态效益和经济效益，具有良好的推广应用前景。 5、发表相关论文1篇。 五、社会经济效益： 1、生态效益：改善和规范了养殖粪污处理，有效解决了养殖污染问题。猪场沼液替代化肥施用于稻田，提升稻米品质，同时减少化工肥料对土壤和环境的侵蚀和污染，削减稻田退水的氮磷排放，保护农田生态环境。产生的沼气作为清洁可再生能源，降低了养殖业碳排放。 2、社会效益：通过沼气为纽带，结合先进的无害化处理和资源化利用技术，促进养殖粪污转变为可利用的资源物质，提高养殖粪污资源化利用率，从源头上解决养殖污染问题和稻田化肥过量施用问题，形成了良好生态循环，促进现代生态循环农业发展和畜牧业转型升级。 3、经济效益：种植业与养殖业的有效对接，海宁宏丰生态农场示范点产沼液3万t/a，可供周边1500亩稻田施用和消纳，节省化肥施用成本30万元/a；可减少COD排放量200t/a，节省生态环境治理成本300万元/a；稻田每亩增产约5kg，增收约6.5万元/a。合计增收节支336.5万元/a。

(一)课题来源：《沼液液态肥的研发利用技术》项目是甘肃省科技厅2018年立项下达的科技型中小企业创新基金项目(项目编号：20CX9JJ189)，由渭源县绿茵家禽养殖有限公司承担实施，实施年限为2021年1月至2022年12月。项目计划总投资30万元，其中省级科技专项经费15万元、企业自筹15万元。 (二)技术原理及性能指标：该项目以沼液为主要原料，通过研究沼液液态肥生产工艺、生产配方、生产设备以及调试管理系统等，对沼液进行二次开发利用，生产不同的沼液液态肥，有效解决沼液造成的污染问题。该项目符合国家对减少化肥农药施用量、化肥农药零增长的要求，对推进畜禽养殖废弃物处理和资源化利用，促进种养循环发展，提高农民经济收入，建设美丽新农村起到了积极作用，实现了经济效益、社会效益和生态效益的相统一。 (三)技术的创造性与先进性：1.采用了先进的生产技术。该项目在原有沼液开发利用的基础上，利用自主研发的“一种牲畜粪便用烘干处理设备”“沼液液态肥制造用生物发酵装置安装调试管理系统VI.0”等科研成果，吸收引进先进设备仪器改造提升生产线，采用沼液浓缩技术和鳌合技术，生产成的浓缩液态肥，不仅可以减少储存和运输成本，还可以大幅度提高单位体积沼液中的养分含量，且分离后的淡液还可回用或达标排放。2.规范了沼液液态肥的生产和施用标准。该项目通过反复试验研究，围绕沼液液态肥的产品分类、技术要求、生产工艺、检测方法、检验规则、包装和储存等，总结制定了《沼液液态肥生产企业标准》；通过开展田间试验，围绕沼液液态肥的适用范围、使用方法和注意事项，制定了沼液液态肥田间施用标准，为今后同类产品的生产加工和推广应用提供了依据。3.较同类产品作用效果更为明显。沼液液态肥具有无污染、无残留、成本低、使用简单以及药肥合一等优点，还能够有效改良土壤结构、促进作物生长、提升抗病能力、提高作物产量，改善农产品质量，较其他同类产品营养更全面、吸收更容易、作用更持久、效果更明显。 (四)技术的成熟度：1.科技技术含量较高。项目通过采用先进的沼液浓缩技术和螯合技术，使腐殖酸、有机质等按照比例完全融合成浓缩液态肥，鳌合金属离子，可有效增加液态肥在土壤中有效成分的持久性和有效性，同时，生产成的浓缩液态肥，不仅可以减少储存和运输成本，还可以大幅度提高单位体积沼液中的养分含量，推广价值较高。2.生产原料成本低廉。随着畜牧业的快速发展，畜禽粪污产生量逐年增加，为沼液液态肥的生产提供了丰富的原料，由于生产工艺简单易行，养殖场可以就地就近取材，降低运输成本低，提高经济效益。3.产品作用效果明显。沼液液态肥中含有丰富的营养物质，维生素和生长素等生物活性物质，不仅能够有效满足农作物生长需求，促进作物生长平衡、防治病虫害、提高作物产量、改善农产品质量，而且能够有效改善土壤结构，具有很强的推广价值。 (五)应用情况及存在的问题：1.应用情况。沼液液态肥作为一种液态速效复合肥料，具有无污染、无残留、成本低、使用简单以及药肥合一等优点，在促进作物生长平衡、防治病虫害、提高作物产量和改善农产品品质等方面具有积极作用。项目实施期间，公司累计生产沼液液态肥20吨，主要销售至安定区、临洮县和陇西县等周边地区，深受广大种植户欢迎。2.存在的问题。一是对新产品认识不足。沼液液态相较于化肥当季增产效果不明显，对土壤的改良作用农民也直接看不到，因此许多种植户为追求当下利益，不愿使用沼液肥；影响了产品的推广应用。二是生产技术有待提高。沼液液态肥生产仍然存在生产规模小、设施设备相对落后、技术水平不高，产品结构单一、行业集中度较低、生产成本较高，导致与化肥产品相比，市场竞争力较弱，推广应用较难问题。三是产品质量层次不齐。市场上相关产品品种繁多，包装丰富多样，质量良莠不齐，再加上一些商家以次充好，哄抬价格，扰乱市场，让农户对新产品产生了信任危机，影响了农户使用的积极性，也使好产品卖不出好价格，加大了企业推广产品的难度。 (六)成果简介：1.以沼液为主要原料，研发出沼液液态肥生产工艺和3种不同配比的沼液液态肥；2.研发沼液液态肥试验线1条，累计生产沼液液态肥20吨，产值24万元，新增收益8万元，示范推广310亩；3.授权实用新型专利1项、计算机软件著作1项、制定《沼液液态肥》企业标准1项；4.开展技术指导3场，培训技术人员32人次，累计发放技术手册800多份，新增就业3人。