[科普中国]-秸秆基料化利用技术

国务院发文将秸秆禁烧工作纳入对各地大气污染防治实施情况的年度考核和终期考核范围。秸秆焚烧问题的关键不止是因为没有把秸秆当成资源，更没有形成价值，被当成是废弃物，只要把秸秆综合利用起来，不仅可以有效解决秸秆焚烧所带来的环境问题，更能发挥秸秆的自身作用。

什么是“秸秆基料”？

秸秆基料（基质）是指以秸秆为主要原料，加工或制备的主要为动物、植物及微生物生长提供良好条件，同时也能为动物、植物及微生物生长提供一定营养的有机固体物料。

“秸秆基料”有什么用途？通常应用在哪些领域？

它主要用途主要四个方面：（1）食用菌生产栽培基质；（2）植物育苗与栽培基质；（3）动物饲养过程中所使用的垫料、固体微生物制剂生产所用的吸附物料；（4）逆境环境条件下用于阻断障碍因子或保水、保肥等功能的秸秆物料，如盐碱土土壤上植树，需要在根部以下填充大量基质材料以防止盐份上移等。

基质有那么多用途，那它与肥料、饲料有什么区别呢？

它与肥料区别在于：肥料是指用于提供、保持或改善植物营养和土壤物理、化学性能以及生物活性，能提高农产品产量，或改善农产品品质，或增强植物抗逆性的有机、无机、微生物及其混合物料，它主要功能在于提供植物营养。而对于栽培基质而言，它是能够代替土壤，为栽培作物提供适宜养分和pH，具备良好的保水、保肥、通气性能和根系固着力的混合轻质材料。基料首要功能是为植物生长提供条件，特别是应具有根系固定、水气协调、养分固持等功能，其次才为养分功能。在农业部肥料登记管理中，基质产品按肥料登记管理程序执行，但基质产品不能作为肥料登记，这都表明了肥料与基质有各自特点且可以明显区分。

它与饲料区别在于：饲料是指能提供动物所需养分素，促进动物生长、生产和健康，且在合理使用下安全、有效的可饲物质，它强调的是可饲物料。而用作动物饲养中垫料，有接触性与非接触性垫料两种类型，它是不可为动物所食用的，主要作用在于吸收水份、调节温度、构建舒适环境，在发酵床养殖中，垫料除上述功能外，还起到能为动物排泄物生物降解提供水分协调、减轻有害有毒物质负面影响以及利于微生物生长繁殖等功能。

在许多文件中，我们经常看到基料和基质，这两者的区别是什么？

在许多文件中有时说是基料与有时又说基质，这两者有什么区别吗？回答是这两种叫法是同一种物料，将基质说成基料，是为了更方便对秸秆五种利用途径进行简称，即“五料”或“五化”。

秸秆基料”中食用菌栽培基质与植物栽培基质有什么区别？

两者技术原料、主要功能与生产流程基本相同，但也存在着细微的差别：（1）食用菌栽培基质是栽培微生物，而植物栽培基质是栽培植物，因植物与微生物生长、繁殖需要的环境、营养等条件不同，因此，其基质产品质量标准与要求不同；（2）相对于植物栽培基质，除需要氮、磷、钾以及其它矿质养分外，食用菌基质还需要为微生物（食用菌）生长提供碳源以及部分维生素等活性物质，这就决定了虽然植物与食用菌栽培基质制备中均可以秸秆为主要原料，但所选用的其它辅料以及制备程度有较大差别，其生产工艺也有细微的差别。

秸秆基料化主要技术原理是什么？

秸秆栽培基质制备技术，是以秸秆为主要原料，添加其它有机废弃物以调节C/N比、物理性状（如孔隙度、渗透性等），同时调节水分使混合后物料含水量在55-65%，在通风干燥防雨环境中进行有氧高温堆肥，使其腐殖化与稳定化。其原理是利用自然界（必要时接种外源秸秆腐解菌）大量的细菌、放线菌、真菌等微生物对秸秆进行生物降解，微生物把一部分被吸收的有机物氧化成简单的可供植株吸收利用的无机物，把另一部分有机物转化成新的细胞物质以促使微生物自身生长繁殖，进而进一步分解有机物料。最终秸秆等原材料成为简单的无机物、小分子有机物和腐殖质等稳定的物质。

哪些秸秆可用于植物栽培基质生产？

几乎所有的农作物秸秆都可以用于植物栽培基质的生产，但在实际生产中，为获得最大效益与效果，应尽可以选择符合基质要求的秸秆，即：具有一定的稳定性与物理性状，如孔隙度等，可用于基质的秸秆有：棉秸、玉米秸、、玉米芯、麦秸、稻草、花生壳等秸秆或农产品初加工副产物。

此外，经过高温与彻底腐熟的部分蔬菜秸秆，如茄子、辣椒、番茄等秸秆，也可以用于栽培基质原料。要求用于基质原料的秸秆，其生产的土壤未受重金属污染。

植物栽培基质生产主要包括哪些流程？

大体上讲主要有三个流程，一是秸秆堆腐，二是堆腐后物料与其他物料，如：泥炭、珍珠岩、蛭石、矿渣等合理配比（复配）；三是基质性状调配。

简单概括为“堆腐、复配、调配”这样六个字，具体地讲：

秸秆堆腐，秸秆因其物质物理、化学性质、或生物学稳定性达不到栽培基质的基本要求，不能直接作为基质使用，必须经有氧高温堆肥。为使秸秆堆肥操作方便、缩短堆肥时间与保证物料腐熟度均匀，生产上需要将秸秆进行粉碎处理，一般玉米秸秆粉碎在 4-5 cm 左右，稻麦秸秆粉碎后长度应小于10cm。为加速发酵进程，用于基质原料的秸秆发酵往往与鸡粪、猪粪等畜禽粪便混配后发酵，其混合的比例取决于制备基质的用途及基质标准，鸡粪盐分含量高，过多的鸡粪会使制备的基质盐分含量过高，奶牛粪便含氮量低，需要补充氮素化学肥料，如尿素，以调节物料C/N比为30左右，添加水分以调节含水量为55-65%；生产上，也可以用秸秆吸附养殖污水或沼液沼渣，然后进行有氧堆肥，在秸秆利用的同时，又可以利用养殖污水，减少污水排放产生的二次污染。在冬季或冷寒地带进行秸秆堆肥，还需要接种外源有机物料腐熟剂与注意防风与保温。

复配 单一秸秆、粪便等有机物料堆肥发酵后，由于存在容重、通气孔隙过小等物理性状缺陷，还不能直接作为基质应用，还需要通过与其它基质材料再次混配来改善基质的物理性状；另外，有机基质的生物稳定性差，物理性状不稳定，也需通过与无机基质混合改善其稳定性。通常添加的物料有蛭石、珍珠岩、矿渣、泥炭、土壤等。秸秆基质与土壤、炉渣等重型基质材料复配可显著改善其物理性状，适宜的复配比例为 3:1-4:1。

调配由于人工制备秸秆基质材料本身的缺陷，即是复配后，仍可能存在保水、保肥性差的问题，如果畜禽粪便混合比例高，其基质中常常会出现盐分过高问题，会影响秸秆原料基质的应用效果和应用领域，需要通过添加调理剂，来进一步改善其理化性质。通常添加高吸水树脂、生物炭等材料，可弥补基质保水保肥性能，另外，腐植酸、硅藻土、保水剂和草炭等也被用作添加剂来降低基质盐分。

针对植物栽培基质，对它的物理与化学性质有什么要求？

良好的无土栽培基质的理化性质应具有以下特点：（1）可满足种类较多的植物栽培，且满足植物各个时期生长需求；（2）有较轻的容重，操作方便，有利于基质的运输；（3）有较大的总孔隙度，吸水饱和后仍保持较大的通气孔隙度，可为根系提供足够的氧气；（4）绝热性能良好，不会因夏季过热、冬季过冷而损伤植物根系；（5）吸水量大、持水力强；（6）本身不带土传病虫害。

秸秆堆腐工艺有哪几种？

前面提到植物栽培基质生产完整工艺需要经历堆腐、复配与调配等三阶段。其中复配与调配主要通过将各种原料进行称重，按一定比例进行充分混合，相对较为简单，而秸秆堆腐过程、质量控制则较为复杂。秸秆堆腐主要工艺主要有条垛式与槽式堆肥两种，其它还有仓式、塔式、隧道式等。

作者：江苏省农业科学院的常志州