[00243922]生物酶制剂在设施土壤改良和基质开发中的应用研究

1. 课题来源与背景 近些年，设施农业进入了稳步发展阶段。然而，由于落后的农业生产方式以及化肥、农家肥的过量使用，造成设施蔬菜的连作障碍问题日渐严峻，因此针对设施土壤的可持续发展技术的推广应用显得尤为重要。设施蔬菜的快速发展致使对优质育苗和栽培基质的需求量急增，考虑到草炭的不可再生性，及其长途运输的成本，针对西北地区替代草炭的育苗及栽培基质亟待开发，农林废弃物基质商品化开发应用的主要瓶颈就是基质发酵时间长。 本研究紧密围绕自治区经济和社会发展的重大科技需求，以科技创新支撑发展方式转变为主线，着力实施重大科技专项，着力加强技术集成应用和产业化示范，将生物酶制剂应用于宁夏设施农业中，通过学习、合作、开发、交流、借鉴等方式，研究生物酶制剂在设施土壤改良和基质开发中的应用，为宁夏设施农业可持续发展提供技术支持，推动自治区经济又好又快发展。 2. 技术原理及性能指标 纤维素酶是一种复合酶，本质是环境友好的生物催化剂，具有高效、专一、低反应条件、环保等性能特点。纤维素酶在处理以纤维素为主的原料中得到了广泛的应用。将生物酶制剂应用于宁夏设施农业中，研究生物酶制剂在设施土壤改良和基质开发中的应用效果。通过3年的科技攻关和技术的集成示范：（1）建立了纤维素酶在设施土壤改良及绿肥还田中的应用技术体系，明确了生物酶的使用方法，及其对土壤酶、微生物、养分含量以及蔬菜常量和品质等方面的应用效果；（2）完成了纤维素酶在柠条、苦参及枸杞枝条等农林废弃物基质化利用中加快发酵腐熟速度的应用技术攻关，明确了纤维素酶对重复利用基质在蔬菜栽培中的有益影响；（3）确定了生物酶制剂在设施土壤改良和基质发酵中的使用方法。（4）课题在实施过程中，结合课题发表相关论文发表论文11篇，均为核心期刊；（5）培养基质发酵和土壤改良技术人员11名，培训和田间指导农民约1800人次，发放技术资料2100多份；（6）示范设施土壤改良和地方资源基质利用2000亩，发酵地方资源基质30吨，辐射银川、同心、盐池、孙家滩等设施农业1万亩以上，累计实现新增产值984万元，取得了明显的社会效益、经济效益、生态效益；。 3. 技术的创造性与先进性 （1）将生物酶制剂应用于宁夏设施土壤改良和农林废弃物基质发酵中。 （2）结合生物酶申请了国家发明专利"一种设施土壤改良剂和土壤改良方法[P]. ZL201310221665.0"； （3）获批并颁布地方标准："灌木枝条制作基质"技术规程（DB64/T930-2013）； 4. 技术的成熟程度，适用范围和安全性 项目在应用生物酶制剂（纤维素酶）进行设施土壤改良和基质发酵方面做了全面的试验研究和生产示范，在设施土壤改良上主要应用于宁夏的粘重及盐碱土壤中；在基质发酵中主要应用于宁夏广泛存在的柠条、枸杞枝条、苦参、苦豆子等农林废弃物的基质化利用过程中的发酵腐熟环节，表现出了技术的成熟性和稳定性，达到生态-经济-社会效益的高度协调，可在全区乃至全国同类地区形成共性技术进行推广应用。开发柠条和枸杞枝条作为育苗基质和栽培基质，实现了农林废弃物的再利用。同时，建立和恢复设施土壤生态系统的良性循环，减少农药化肥的使用，向社会提供高品质的健康蔬菜产品，保证了宁夏设施农产品质量安全和设施农业可持续健康稳定发展。 5. 应用情况及存在的问题 本项目的主要技术成果就是生物酶制剂（纤维素酶）在设施土壤改良和基质发酵中的应用体系建立，特别是生物酶制剂对设施土壤环境治理、功能性修复技术和加快柠条、苦参、枸杞枝条等作为基质的发酵腐解速度及对栽培基质的重复利用等方面的技术应用，在宁夏设施农业健康持续发展及蔬菜高效安全及产业化生产中发挥了重要作用。其中生物酶制剂在设施土壤改良上主要应用于宁夏同心旱作园区的粘重土壤及孙家滩园区和宁夏农科院园林场基地的盐碱土壤中；生物酶制剂在基质发酵中主要应用于宁夏广泛存在的柠条、枸杞枝条、苦参、苦豆子等农林废弃物的基质化利用过程中的发酵腐熟环节，其中柠条基质发酵已经基本形成产业化。 应用生物酶制剂（纤维素酶）进行设施土壤改良和基质发酵技术是一项长期研究和示范的过程，人们需要逐步接受。首先，从生产基地进行示范应用，然后鼓励农民和企业推广应用，最后还要加强观念引导，提高农业生产者保护环境、维护农产品安全健康的生态理念。由于经费有限，项目中部分研究还有待深入，如：生物酶制剂（纤维素酶）对土壤改良作用的机理是什么；它是如何加快农林废弃物发酵腐解速度的；酶制剂产品是否可以进一步提高或增强其功能等。