1、中国农业大学烟台研究院中国农业大学烟台研究院 丁丁 强强 农业有机废弃物资源化利用农业有机废弃物资源化利用1内内 容容 一、农业废弃物的涵义、种类、数量二、农业有机废弃物资源化利用的意义 三、农业废弃物资源化利用 四、农业废弃物资源化利用技术发展方向2一、农业废弃物的涵义一、农业废弃物的涵义 农业废弃物是整个农业生产过程中被丟弃的有机类物质主要包括： 一是农林生产中产生的植物残余类废弃物（农作物秸秆、也包括果树枝干、蔬菜秧蔓）； 二是畜牧渔业生产中产生的动物类残余废弃物（畜禽粪便）； 三是农产品加工过程中产生的加工类废弃物（食品加工、制糖、肉类加工、屠宰、水产加工、酿酒、罐头、淀粉加工） 四是
2、乡镇生活垃圾及人粪尿3 农业废弃物资源的数量 单位：亿吨种种 类类秸秆秸秆畜禽粪便畜禽粪便废弃农膜废弃农膜菜秧菜秧乡镇生活乡镇生活垃圾及人垃圾及人粪尿粪尿产品加工产品加工（肉）（肉）林林 业业M3 数 量6.8628.62.51.52.50.653700 合计414 农作物秸秆是指在农业生产过程中，收获了稻谷、小麦、玉米等籽粒以后不能食用的茎、叶等。2010年全国农作物秸秆数量约为6.86亿吨。 农作物秸秆5 农 作 物 秸 秆数量 单位亿吨种种类类稻稻草草稻稻壳壳玉米秸玉米秸秆秆麦秸麦秸大豆大豆秸秸高粱高粱秸秸花生花生秧花秧花生壳生壳棉籽棉籽棉秆棉秆苷薯苷薯蔓蔓油菜油菜杆杆糖麻糖麻等其等其
3、它它产量1.82.21.30.30.120.180.260.120.520.3合计6.86 亿吨67畜禽粪便 畜禽排泄物的总称，包括粪便、尿及其与垫草的混合物。 我国每年总量大约在28.6亿吨左右。 种类种类牛马驴的大牲粪牛马驴的大牲粪鸡鸡 粪粪猪猪 粪粪其它其它数量（亿吨）16.8390.6合计28.689农产品加工废弃物 肉食加工工业废弃物，制糖业的甘蔗和甜菜渣，罐头、食品厂植物加工废物，酿酒的酒糟、葡萄渣，果汁加工业的果渣、水产品加工废弃物等。 肉类加工废弃物年产生量大约0.65亿吨。10乡镇生活垃圾及人粪尿 我国目前乡镇生活垃圾总量大约0.40.5亿吨，有机物质含量约在60%左右。 我
4、国每年可收集人粪尿量大约在1.8亿吨。1112二、农业废弃物资源利用的意义 1、消除日益严重的环境污染 污染空气：秸秆焚烧产生大量二氧化碳、二氧化硫、可吸入颗粒等有害物质；畜禽粪便产生大量有害恶臭气体严重影响空气质量。 传染疾病：病毒传播，疾病蔓延，人畜共患病的发生； 污染水体：畜禽粪便进入水体后，含氮磷高，增加农业面线源污染和水体富营养化。 化学残留，污染土壤：农药、兽药残留污染土壤；农业“白色污染”132、保持和提高耕地土壤质量，生成有机农品 我国用占世界10%的耕地养活占世界22%的人口近年来由于有机肥的投入显著减少。耕地土壤有机质含量有下降趋势（下降1/2-1/3,胶东地区由于秸秆还田
5、及果园有机肥施用量较高土壤有机质成上升趋势，82年含量平均0.84%，2011年平均值为1.01%，增加近17%)。 土壤肥力减低缓冲能力减弱，抗灾能力衰退。 实现农业废弃物肥料化利用，一方面可提高和保持土壤肥力，促进农业可持续发展。另一方面可以生产有机农产品提高效益。（有机农产品较一般产品的价格增加23倍）143、解决农村的能源短缺 我国农村人口占全国总人口的70以上，农村的生活用能57以上靠薪柴和秸秆，致使薪柴消费量超过合理采伐量的15，直接燃烧作物秸秆热效率低于10。而采用生物质能转化技术可使热效率提高到3540。 另外将作物秸秆或畜牧粪便发展为沼气等能源，可有效解决农民的生活用能，据测
6、定农民建一个8的户用沼气，年可产气500方，除做饭用气约300方，其余可用于取暖。154、为国家能源和电力紧张做贡献 我国目前含农业废弃物在内的生物质资源量达7亿吨标准煤，到2020年可达15亿吨。如果将50用于生产液体燃料可为我国石油市场提供2亿吨液体燃料（2000年我国进口7000万吨），（利用玉米秸秆玉米芯开发乙醇）; 农业废弃物质能可以在填补农村电力供应缺口方面做出贡献。目前我国电力人均用电不倒1000kw；只有韩国的五分之一。人均生活用电只有110kw，农村用电缺口很大。如果利用农业废弃物量50作为电站燃料，可占目前我国总用电量的30左右。（德国利用秸秆发电厂，每年可处理3000万吨
7、秸秆，电费只需5美分/kwh，美国目前有150家）。16三、农业废弃物资源化利用 -秸秆资源化利用 肥料化肥料化秸秆还田（粉碎、直接覆盖还田、秸秆反应堆）、发酵（堆沤）有机肥、牲畜垫圈（每年利用秸秆2.0亿吨，约占28%） 饲料化饲料化青贮饲料、直接饲喂（每年大约利用秸秆1.6亿吨，约占22%） 能源化能源化沼气发酵、秸秆气化、生物质能源（秸秆发电和炭化）、农村生活燃料 年利用秸秆2千万吨，约占3%。 材料化材料化板材、建筑材料、提取物、工艺品（年利用1千万吨，不足2%） 高值化-食用菌栽培（年利用秸秆2千万吨,不足3%) 整个秸秆利用率57%左右，尚有40%左右的秸秆未被利用，随意丢弃造成资
8、源浪费及环境的污染17 为了解秸秆资源不同利用方式的经济效益和国民经济贡献率，2008年-2009年调研黄淮地区不同秸秆的数量、分布及不同利用方式，测试分析了不同利用方式的经济效益和国民经济贡献率。18Page 19表表1 20071 2007年黄淮地区小麦秸秆利用方式年黄淮地区小麦秸秆利用方式地区地区秸秆产量秸秆产量秸秆还田秸秆还田秸秆发电秸秆发电生产食用菌生产食用菌利用百分比利用百分比汇总汇总数量数量百分比百分比数量数量百分比百分比数量数量百分比百分比山东山东787.62787.62264.68264.6833.91%33.91%165.41165.4121.00%21.00%44.044
9、4.045.59%5.59%60.20%60.20%河南河南2011.482011.48710.17710.1711.50%11.50%428.56428.5621.31%21.31%62.3562.353.10%3.10%59.71%59.71%安徽安徽760.20760.2087.4387.4311.50%11.50%95.3095.3012.54%12.54%7.507.500.99%0.99%25.02%25.02%江苏江苏601.45601.45141.23141.2322.09%22.09%121.34121.3420.17%20.17%17.3217.322.88%2.88%46
10、.53%46.53%汇总汇总4160.764160.761203.511203.5128.93%28.93%810.60810.6019.48%19.48%131.21131.213.15%3.15%51.56%51.56%注：秸秆产量和秸秆利用数量的单位是万吨。注：秸秆产量和秸秆利用数量的单位是万吨。小麦秸秆的利用方式小麦秸秆的利用方式图1 黄淮地区小麦秸秆利用情况 小麦秸秆还田是主要的利用方式，小麦秸秆还田是主要的利用方式，约占总秸秆的约占总秸秆的28.93%28.93%，秸秆发电，秸秆发电约占约占19.48%19.48%，生产食用菌约占，生产食用菌约占3.15%3.15%。麦秸总利用率为
11、。麦秸总利用率为51.56%51.56%。剩余剩余48.44%48.44%的尚未利用。的尚未利用。调研测试黄淮地区秸秆利用方式及效益调研测试黄淮地区秸秆利用方式及效益Page 20小麦秸秆不同利用方式的效益分析小麦秸秆不同利用方式的效益分析利用方式利用方式经济效益（元经济效益（元/ /亩）亩）生物学转化率生物学转化率利用方式占比例利用方式占比例利用秸秆数目（万吨）利用秸秆数目（万吨）贡献率（元贡献率（元/ /吨）吨）秸秆还田秸秆还田122.9122.913.79%13.79%28.93%28.93%1203.511203.51300.27300.27秸秆发电秸秆发电115.11115.1135
12、.7%35.7%19.48%19.48%810.60810.60631.25631.25生产食用菌生产食用菌973.32973.3238.5%38.5%3.15%3.15%114.34114.3419401940表表2 小麦秸秆利用效益、转化率和贡献率小麦秸秆利用效益、转化率和贡献率图图2 麦秸不同利用方式的国民经济贡献率对比麦秸不同利用方式的国民经济贡献率对比小麦秸秆生产食用菌转化率最高为小麦秸秆生产食用菌转化率最高为38.5%38.5%，经济收益明显高于其他利用方，经济收益明显高于其他利用方式，目前小麦秸秆生产食用菌占总秸式，目前小麦秸秆生产食用菌占总秸秆的比例较低，发展食用菌产业对促秆的
13、比例较低，发展食用菌产业对促进循环经济的发展有着深远意义。进循环经济的发展有着深远意义。调研测试黄淮地区秸秆利用方式及效益Page 21玉米秸秆的利用方式地区地区秸秆秸秆产量产量秸秆还田秸秆还田秸秆发电秸秆发电生产沼气生产沼气秸秆青贮秸秆青贮生产食用菌生产食用菌综合利综合利用比例用比例数量数量比例比例% %数量数量比例比例% %数量数量比例比例% %数量数量比例比例% %数量数量比例比例% %山东山东560.45560.45190.04190.0433.9133.91103.22103.2218.3818.388.08.01.311.3162.5462.5411.1611.1629.4529.
14、455.255.2570.0270.02河南河南977.29977.29345.64345.6435.3735.37211.00211.0021.5921.5990.7690.769.299.2931.3031.303.203.2069.4569.45安徽安徽498.95498.9557.7057.7011.5611.5623.2523.2512.5812.5820.2120.2110.5010.501.841.840.960.9635.6135.61江苏江苏358.13358.1386.4286.4224.1324.1372.8672.8620.3420.3418.6218.625.205.
15、2010.2410.242.862.8652.5452.54汇总汇总2394.812394.81679.80679.8028.3928.39449.67449.6718.7818.788.08.00.330.33224.33224.339.379.3775.8075.803.173.1760.0360.03表表3 2007黄淮地区玉米秸秆利用方式黄淮地区玉米秸秆利用方式注：秸秆产量和秸秆利用数量的单位是万吨。注：秸秆产量和秸秆利用数量的单位是万吨。图图3 黄淮地区玉米秸秆利用情况黄淮地区玉米秸秆利用情况玉米秸秆总的利用率为玉米秸秆总的利用率为60.03%60.03%，还有还有39.97%39.
16、97%的玉米秸秆没有得的玉米秸秆没有得到很好的利用。到很好的利用。调研测试黄淮地区秸秆利用方式及效益Page 22玉米秸秆不同利用方式的效益分析玉米秸秆不同利用方式的效益分析秸秆利用方式秸秆利用方式经济效益（元经济效益（元/ /亩）亩）生物学转化率（生物学转化率（% %）利用率（利用率（% %）利用秸秆数（万吨）利用秸秆数（万吨）贡献率（元贡献率（元/ /吨）吨）秸秆还田秸秆还田102.71102.7110.9910.9926.7626.76834.23834.23165.63165.63秸秆发电秸秆发电174.4174.435.735.717.1217.12449.67449.67631.2
17、5631.25秸秆青贮秸秆青贮465.08465.0811.011.00.330.33224.33224.33750750秸秆生产沼气秸秆生产沼气412.25412.2570.570.58.028.028.008.00万万664.79664.79生产食用菌生产食用菌1374.591374.5939.639.63.043.0475.8075.8020402040表表4 玉米秸秆利用效益、转化率和贡献率玉米秸秆利用效益、转化率和贡献率图图4 玉米秸秆不同利用方式的国民经济贡献率对比玉米秸秆不同利用方式的国民经济贡献率对比玉米秸秆的五种利用方式中，玉米秸秆的五种利用方式中，生产食用菌带来的经济效益最
18、生产食用菌带来的经济效益最大，国民经济贡献率最高。大，国民经济贡献率最高。调研测试黄淮地区秸秆利用方式及效益Page 23调研测试黄淮地区秸秆利用方式及效益结论l在秸秆的各种利用方式中，秸秆养殖食用菌模式的效益最高，国民经济贡献率最高；l秸秆养殖食用菌的生物学转化率可达到38.5%，远远的高于秸秆还田、秸秆发电和秸秆青贮，是农作物秸秆资源高效转化的重要途径；l食用菌产业具有低碳、环保、循环、营养、安全等特点，具有极大的生态和社会效益；l黄淮地区小麦秸秆和玉米秸秆尚有45.35%未被利用，应当创造条件推广秸秆生产食用菌。图图5 黄淮地区小麦玉米秸秆利用情况黄淮地区小麦玉米秸秆利用情况秸秸 秆秆
19、收收 集集24秸秆肥料化利用方式： 直接还田：留茬、粉碎后还田（依靠大型机具） 堆沤还田：集中处理，稳定养分，减少病虫害传播， 秸秆反应堆还田：设施农业，果树 过腹还田：饲料25 秸 秆直接还田 堆沤还田田26秸秆反应堆-还田27秸秆反应堆技术简介： 概念：农作物秸秆在微生物（主要是纤维素分解概念：农作物秸秆在微生物（主要是纤维素分解酶）的作用下，发酵分解定向转化成作物生长所酶）的作用下，发酵分解定向转化成作物生长所需的二氧化碳、热量、抗病孢子、有机无机养料，需的二氧化碳、热量、抗病孢子、有机无机养料，进而实现作物高产、优质和无公害，提高作物产进而实现作物高产、优质和无公害，提高作物产量和品质
20、的一项新技术。量和品质的一项新技术。 晚秋、冬季、早春建行下内置反应堆。晚秋、冬季、早春建行下内置反应堆。 以秸秆替代大部分化肥，植物疫苗（微生物）替以秸秆替代大部分化肥，植物疫苗（微生物）替代大部分农药，使有机栽培技术成本低、易操作、代大部分农药，使有机栽培技术成本低、易操作、投入产出比大，大棚瓜果菜提高产量投入产出比大，大棚瓜果菜提高产量30%30%以上，亩以上，亩纯增收纯增收50005000元以上。（投入产出比元以上。（投入产出比1 1：8 8）28秸秆反应堆优点： 提高棚室气温13.5，提高地温27。 CO2浓度可提高大约1000L/L，试验棚CO2浓度是对照棚的2.4倍。 土壤中速效
21、磷和速效钾含量均比对照棚室高约150%。 土壤微生物群落结构丰富，物种均匀，多样性高，植株对抗病原菌的综合能力增强。 提高植物的农艺性状，产品提早成熟，采摘期延长，产量提高，产品质量改善。 减少农药和化肥的使用量，甚至不使用农药化肥，产品做到真正无公害，是安全食品、绿色食品、有机产品。29秸秆反应堆优点秸秆饲料化利用： 青贮： 青贮窖、青贮壕、青贮塔、青贮塑料袋、 直接饲喂30秸秆饲料青贮31直接饲喂直接饲喂32秸秆能源化利用： 主要目的是提高能源的转化效率，直接燃烧效率极低，因此通过气化、沼气发酵、直燃发电、碳化等方式可大大提高秸秆资源的能量的转化，提高秸秆资源的有效利用。33秸秆能源化利用
22、34秸秆材料化利用 建筑板材-棉秆、玉米秸 保温板-棉秆 草帘-稻草 造纸-麦秸 制取化工医药原材料-木糖醇、酒精、果胶、活性炭 工艺品及生活小用品-画、扇子等（麦秸、玉米皮）35材材 料料 化化36秸秆高质化利用食用菌栽培 木腐菌的代料栽培 草腐菌的栽培草菇、双孢菇37食用菌栽培食用菌栽培草腐菌、木腐菌的代料栽培草腐菌、木腐菌的代料栽培38为高效利用秸秆畜牧粪便等农业有机废弃物资源为高效利用秸秆畜牧粪便等农业有机废弃物资源，研究创新了双孢菇高效栽培技术研究及技术集，研究创新了双孢菇高效栽培技术研究及技术集成成 秸秆配伍配比 培养料工厂化适氧发酵技术 培养料简易设施最佳发酵方式 集成双孢菇工厂
23、化和简易设施两套高效栽培技术体系39 1、不同秸秆配伍、不同秸秆配伍 创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖技术，扩大培养料资源利用殖技术，扩大培养料资源利用表表6 不同秸秆配伍试验（工厂化）不同秸秆配伍试验（工厂化）编号编号试验处理试验处理产量（产量（kg/mkg/m2 2）生物转化率（生物转化率（% %）增加增加kg/mkg/m2 2% %JGGC1JGGC1玉米秸玉米秸+ +鸡粪鸡粪19.0919.0936.7136.71-0.68-0.68-3.44-3.44JGGC2JGGC2麦秸草（麦秸
24、草（1/21/2）+ +玉米秸（玉米秸（1/21/2）+ +鸡粪鸡粪26.7326.7353.4653.466.966.9635.2035.20JGGC3JGGC3麦秸草麦秸草+ +鸡粪鸡粪19.7719.7741.1941.19对照对照对照对照 利用麦秸、玉米秸和主要畜禽粪源利用麦秸、玉米秸和主要畜禽粪源鸡粪、牛粪、沼渣进鸡粪、牛粪、沼渣进行两种模式（工厂化、简易设施）培养料配伍研究。设计了两种行两种模式（工厂化、简易设施）培养料配伍研究。设计了两种模式，不同秸秆配伍试验。模式，不同秸秆配伍试验。 玉米秸双孢菇工厂化栽培的基质是完全可行的。不同秸秆的合理组合更能够有利于双孢菇的生长，提高双孢
25、菇的产量，这将是提高双孢菇产量的一个重要研究方向。 1、不同秸秆配伍、不同秸秆配伍工厂化工厂化 创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖技术，创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖技术，扩大培养料资源利用扩大培养料资源利用 1、不同秸秆配伍、不同秸秆配伍创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖技术，扩大培养料资源利用技术，扩大培养料资源利用表表7 不同秸秆配伍试验（简易设施）不同秸秆配伍试验（简易设施）编号编号试验处理试验处理产量（产量（kg
26、/mkg/m2 2）生物转化率（生物转化率（% %）增加增加kg/mkg/m2 2% %JGJY1JGJY1玉米秸玉米秸+ +牛粪牛粪14.2514.2535.6335.63-0.87-0.87-6.6-6.6JGJY2JGJY2麦秸草（麦秸草（1/21/2）+ +玉米秸（玉米秸（1/21/2）+ +牛粪牛粪15.5015.5040.8040.80+0.48+0.48+3.7+3.7JGJY3JGJY3麦秸草麦秸草+ +牛粪牛粪15.1215.1242.0042.00对照对照对照对照 玉米秸用于双孢菇的简易养殖同样可行，产量基本与麦秸持平。 1.1.秸秆配伍配比研究秸秆配伍配比研究 简易设施简
27、易设施创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖技术，扩大培养料资源利用技术，扩大培养料资源利用 玉米秸玉米秸+鸡粪麦秸草1/2+玉米秸1/2+鸡粪麦秸草+鸡粪以上实验表明，除了麦秸草之外，玉米秸也是制备双孢菇培养料很好的基以上实验表明，除了麦秸草之外，玉米秸也是制备双孢菇培养料很好的基质，通过麦秸和玉米秸的合理搭配可以较大幅提高双孢菇的产量。将玉米秸用质，通过麦秸和玉米秸的合理搭配可以较大幅提高双孢菇的产量。将玉米秸用于双孢菇的生产可以有效的利用本地秸秆资源，减少由于玉米秸的焚烧而导致于双孢菇的生产
28、可以有效的利用本地秸秆资源，减少由于玉米秸的焚烧而导致的环境污染，具有重要的经济、社会和生态效益。的环境污染，具有重要的经济、社会和生态效益。创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖技术，扩大培养料资源利用技术，扩大培养料资源利用 创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖技术，扩大培养料资源利用技术，扩大培养料资源利用表表8不同粪源发酵试验（简易设施）不同粪源发酵试验（简易设施）编号编号试验处理试验处理产
29、量（产量（kg/mkg/m2 2）生物转化率（生物转化率（% %）增加增加kg/mkg/m2 2% %FY1FY1麦秸草麦秸草+ +牛粪牛粪14.4914.4940.2540.25-0.68-0.68-4.7-4.7FY2FY2麦秸草麦秸草+ +鸡粪鸡粪1/2+1/2+牛粪牛粪1/21/215.0415.0441.7841.78-0.14-0.14-1-1FY3FY3麦秸草麦秸草+ +沼液沼渣沼液沼渣13.5313.5337.5837.58-1.46-1.46-10.3-10.3FY4FY4麦秸草麦秸草+ +鸡粪（对照）鸡粪（对照）15.1715.1742.1442.14对照对照对照对照注：中
30、国农业大学烟台研究院校外牟平基地注：中国农业大学烟台研究院校外牟平基地2.不同粪源配伍（中国农业大学烟台研究院牟平基地）不同粪源配伍（中国农业大学烟台研究院牟平基地） 2.2.不同粪源配伍（中国农业大学烟台研究院牟平基地）不同粪源配伍（中国农业大学烟台研究院牟平基地）除鸡粪外，牛粪、沼渣沼液等都可以作为双孢菇的栽培基质发酵的原料；有效的利用了当地的畜禽粪便废弃物资源，具有社会效益和环境效益。创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖技术，扩大培养料资源利用技术，扩大培养料资源利用 麦秸草+牛粪处理麦秸
31、草+鸡粪1/2+牛粪1/2麦秸草+沼液沼渣麦秸草+鸡粪（对照）2.2.不同粪源配伍（中国农业大学烟台研究院牟平基地）不同粪源配伍（中国农业大学烟台研究院牟平基地）研究表明除鸡粪外，牛粪、沼渣沼液等都可以作为双孢菇的养殖基质发酵的原料，从研究表明除鸡粪外，牛粪、沼渣沼液等都可以作为双孢菇的养殖基质发酵的原料，从而有效的利用了当地的畜禽粪便废弃物资源，减少了环境污染，具有很大的社会效益而有效的利用了当地的畜禽粪便废弃物资源，减少了环境污染，具有很大的社会效益和环境效益。和环境效益。创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源双孢菇简易设施养殖创新了工厂化玉米秸秆养殖双孢菇技术，研究了不同粪源
32、双孢菇简易设施养殖技术，扩大培养料资源利用技术，扩大培养料资源利用 1.1. 工厂化适氧发酵技术工厂化适氧发酵技术设立了5个不同的通氧处理组合，探索了不同通氧方式对培养料发酵质量及双孢菇产量的影响。注：原料均为麦秸草和鸡粪，料温40通氧，通氧量50m3/min，每个周期30min。编号编号试验处理试验处理TF1通氧时间为8min （通氧量400m3）TF2通氧时间为10min （通氧量500m3）TF3第2次倒料前通氧时间为4min,二次倒料后通氧时间为8minTF4第2次倒料前通氧时间为8min,二次倒料后通氧时间为4minTF5通氧时间为6min（通氧量300m3）创新培养料工厂化适氧发酵
33、技术创新培养料工厂化适氧发酵技术 通氧时间过短（通氧时间过短（6min），氧气量少，不能满足微生物的生长繁殖，培养），氧气量少，不能满足微生物的生长繁殖，培养料的发酵腐熟程度低，最终的生物转化率较低。料的发酵腐熟程度低，最终的生物转化率较低。通氧时间在通氧时间在10min左右时，由于通氧量加大，微生物生长繁殖加快，培左右时，由于通氧量加大，微生物生长繁殖加快，培养料发酵腐熟程度高，最大限度的提高秸秆的生物转化效率，平均产量养料发酵腐熟程度高，最大限度的提高秸秆的生物转化效率，平均产量在在19kg/m2以上，较以上，较6min增加增加22.1%以上。以上。表表10 10 不同通氧量对工厂化生产双
34、孢菇产量的影响不同通氧量对工厂化生产双孢菇产量的影响编号编号产量（产量（kg/mkg/m2 2）生物转化率（生物转化率（% %）增加增加kg/mkg/m2 2% %TF1TF117.8217.8237.1337.131.91.911.9 11.9 TF2TF219.4419.4440.5040.503.523.5222.1 22.1 TF3TF318.1818.1837.8837.882.262.2614.2 14.2 TF4TF418.2518.2538.0238.022.332.3314.6 14.6 TF5TF515.9215.9233.1733.17对照对照对照对照创新培养料工厂化适氧
35、发酵技术创新培养料工厂化适氧发酵技术 D.不同通氧时间对总氮含量的影响 不同通氧时间对硝态氮的影响 2.2.研究研究适氧发酵技术提高生物转化率的机制研究适氧发酵技术提高生物转化率的机制研究总氮含量在前12天变化规律均为上升趋势硝态氮含量变化规律均表现为先下降后上升的趋势。创新培养料工厂化适氧发酵技术创新培养料工厂化适氧发酵技术 B.不同通氧时间对细菌数量的影响 不同通氧时间对霉菌数量的影响 2.2.研究研究适氧发酵技术提高生物转化率的机制适氧发酵技术提高生物转化率的机制不同通氧时间对放线菌数量的影响 细菌：先下降后上升，6天后基本保持不变霉菌：先下降，12天后开始回升放线菌：发酵前、中期均为先
36、下降后上升，发酵后期通氧10min的处理放线菌数量基本稳定，通氧6min的处理放线菌的数量明显下降。创新培养料工厂化适氧发酵技术创新培养料工厂化适氧发酵技术 发酵隧道底部通气孔风机通氧控制系统创新培养料工厂化适氧发酵技术创新培养料工厂化适氧发酵技术发酵隧道 简易设施发酵简易设施发酵中国农业大学烟台研究院邹城基地中国农业大学烟台研究院邹城基地试验处理产量（kg/m2）生物转化率（%）增加kg/m2%麦秸草+牛粪在第二次倒料时底部加两层砖垒成“井”型，垛堆加通气孔15.1242.00+1.00+7.6麦秸草+牛粪 （对照）14.1239.22对照对照注：堆垛(宽长高)2.0m10.0m1.8m，底
37、部每隔一米加设一条通风道。表14 不同发酵方式试验一创新简易设施养殖最佳的发酵方式创新简易设施养殖最佳的发酵方式 第二次倒料时底部加两层砖垒成“井”型，垛堆加通气孔，可增大培养料的通氧量，提高双孢菇培养料的发酵质量，产量比对照增加7.6%左右。 简易设施发酵简易设施发酵中国农业大学烟台研究院邹城基地中国农业大学烟台研究院邹城基地井型料堆底部倒料创新简易设施养殖最佳的发酵方式创新简易设施养殖最佳的发酵方式 简易设施发酵简易设施发酵中国农业大学烟台研究院校内科研基地中国农业大学烟台研究院校内科研基地注：在料堆底部每隔一米加设一条通风道。表15 不同发酵方式试验二试验处理产量（kg/m2）生物转化率
38、（%）增加kg/m2%麦秸草+鸡粪（二次发酵）16.2445.11+2.07+14.5麦秸草+鸡粪（对照）14.1739.36对照对照在简易设施一次性发酵的基础上，于室外简易棚集中进行二次发酵，可明显提高培养料的发酵质量，双胞菇产量提高了14.5%。创新简易设施养殖最佳的发酵方式创新简易设施养殖最佳的发酵方式 1 1. .工厂化双孢菇养殖技术体系工厂化双孢菇养殖技术体系集成双孢菇高效栽培技术体系集成双孢菇高效栽培技术体系 一一 次次 发发 酵酵麦草麦草预预 湿湿倒倒 料料二二 次次 发发 酵酵腐腐 熟熟 培培 养养 料料 上上 料料显显 蕾蕾搔搔 菌菌上覆土上覆土覆土消毒发发 菌菌 出出 菇菇
39、采采 收收 2 2. .简易设施双孢菇养殖技术体系简易设施双孢菇养殖技术体系step 2step 2一次发酵step 6step 6覆土step 3step 3二次发酵step 5step 5发菌step 4step 4上床播种step 9step 9采收step 7step 7搔菌step 8step 8降温出菇step 1step 1备料集成双孢菇高效栽培技术体系集成双孢菇高效栽培技术体系 建建 堆堆预预 湿湿 倒倒 料料上上 料料播播 种种整理床面整理床面双双 孢孢 菇菇62 养殖食用菌后，菌渣可进一步综合利用，增加废弃物的利用环节，提高经济效益，达到多级循环利用、节能减排的目的。l肥料
40、化l饲料化l能源化菌渣综合利用技术菌渣综合利用技术 菌渣综合利用技术体系菌渣综合利用技术体系晾晾 干干含水量含水量35%春夏季节发酵春夏季节发酵7-10天天早春、晚秋冬季直接施用早春、晚秋冬季直接施用双双孢孢菇菇菌菌渣渣肥肥料料化化饲饲料料化化能能源源化化饲养饲养蛴螬蛴螬饲养饲养蚯蚓蚯蚓蛴螬蛴螬蚯蚓蚯蚓蛴螬粪蛴螬粪蚯蚓粪蚯蚓粪药药 用用高高 蛋蛋白白 饲饲 料料沼沼 液液 沼沼 渣渣沼气用作生活燃料沼气用作生活燃料沼沼 气气还还 田田食食 用菌用菌菌渣综合利用技术体系图 肥料化肥料化菌渣综合利用菌渣综合利用表表23 增施菌渣对蔬菜产量的影响（增施菌渣对蔬菜产量的影响（2008年施入，年施入，2
41、009年计产）年计产）处理处理产量（产量（kg/kg/亩）亩）作物作物亩施菌渣亩施菌渣3000kg3000kg对对 照照增加增加产量（产量（kgkg）百分比（百分比（% %）西红柿西红柿1025010250742074202820282038.038.0黄瓜黄瓜67736773451845182255225549.949.9对对 照照亩施菌渣亩施菌渣3000kg 菌渣综合利用菌渣综合利用饲料化饲料化通过养殖蛴螬和蚯蚓：通过养殖蛴螬和蚯蚓：1 1、为畜牧养殖业提供优质蛋白饲料；、为畜牧养殖业提供优质蛋白饲料；2 2、虫粪是优良的有机肥料可以直接做为肥料、虫粪是优良的有机肥料可以直接做为肥料、食用
42、食用菌栽培覆土材料、菌栽培覆土材料、无土栽培的主要基质材料，生产安无土栽培的主要基质材料，生产安全优质农产品，将会产生更为可观的经济效益，对进全优质农产品，将会产生更为可观的经济效益，对进一步延长循环链条、实现循环农业的良性发展、节能一步延长循环链条、实现循环农业的良性发展、节能减排具有重要意义。减排具有重要意义。 菌渣综合利用菌渣综合利用能源化能源化表表25不同基质发酵沼气试验不同基质发酵沼气试验 项项 目目处处 理理产产 气气 量量（方（方/ /公斤秸秆）公斤秸秆）产气开始时间产气开始时间产气高峰产气高峰持续时间持续时间麦秸麦秸0.470.47投料后第投料后第7 7天天4242菌渣菌渣0.
43、300.30投料后第投料后第4 4天天2828试验结果表明利用菌渣生产沼气是可行的，并且有产气快的特点。产气高峰维持时间较短，主要原因经过食用菌利用后已消耗部分有机成分，在连续投料的情况下不会影响沼气的正常使用。所形成的沼液沼渣在农业生产中被广泛的利用，是生产绿色、安全农产品的优质肥源。三、农业废弃物资源化利用现状三、农业废弃物资源化利用现状畜禽粪便的资源化利用68 大型畜禽养殖场的粪便资源化利用采用集中堆沤制造有机肥、沼气发酵、饲养蚯蚓， 养牛场和养猪场采用生物发酵床达到粪便减量化的目的 小型养殖场和分散农户建议采取种植养殖结合的“能源生态大棚模式”处理消化畜牧粪便。69堆沤有机肥堆沤有机肥
44、养养 殖殖 蚯蚯 蚓蚓70生物发酵床养猪生物发酵床养猪大规模养殖场的大型沼气发酵大规模养殖场的大型沼气发酵71 对小型养殖和分散的养殖农户建议采取种植养殖结合的生产模式处理利用畜牧粪便。 “能源生态大棚能源生态大棚”以日光温室为单元，以太阳能为动力，以沼气综合利用为纽带，以取得显著经济、生态、社会效益为目的的一种集种植业、养殖业和新能源开发、生产、生活于一体的复合生态模式。发展“能源生态大棚能源生态大棚”处理利用分散少量的畜牧粪便72 由冬暖太阳能大棚棚内猪舍、沼气池、厕所、太阳能热水器、接水槽、蓄水池、蚯蚓池、沼气炉、风能发电等有机的组合而成，其最大限度的发挥和利用自然资源、生物质能，延长生
45、物链条，实现物能的互补，达到生态平衡，可持续循环利用，以最少的能源投入，实现效益的最大化。73能源生态大棚立体模式图747576 能源生态大棚的构成：能源生态大棚的构成：1、建造沼气池、厕所：在普通的日光温室大棚内的一侧地下建一个8-10m3的沼气池。旁建一个2-3m2的厕所，厕所有管道通往地下沼气池，沼气池靠大棚菜的一旁留有出料口。2、建造猪舍（禽舍）：在沼气池上，在离大棚东（或西）侧内的4-5米处增砌一堵南北墙，南北两边各设一闸栅，建起一个约20m2左右的猪舍。猪舍用下水管道通往地下沼气池。77 能源生态大棚的构成：能源生态大棚的构成：3、安装太阳能热水器：大棚上方装一个太阳能热水器，太阳
46、能热水器用于工作人员洗澡并在冬季冲刷猪舍，冲刷猪舍后水流入沼气池中提高池内温度，保证冬季沼气的产气量。4、安装接水槽建造蓄水池：在大棚前下端增设接水槽、大棚内增设10m3蓄水池，可储蓄雨水节约灌溉用水减少地下水污染和调节灌水温度以 及调节沼液浓度。78 能源生态大棚的构成：能源生态大棚的构成：5、建造蚯蚓养殖池：在大棚内建一个2m2大小50cm深的蚯蚓养殖池，充分利用多余沼渣养殖蚯蚓，为养猪提供高蛋白饲料。6、冬季增设沼气炉： 用于生活取暖和大棚增温。7、安装简易风能发电机、风能抽水机： 在有条件的大棚上方可安装一个简易风能抽水机和风能发电机，解决大棚用水、大棚卷帘和生活用电。7980鸡舍鸡舍
47、接雨槽接雨槽81能源生态大棚的功能与作用能源生态大棚的功能与作用 （一） 能源生态大棚20m的猪舍，年存养量10头以上。经沼气池厌氧发酵后可提供腐熟无害的有机肥10吨，相当于氮、磷、钾标准肥200-300公斤。沼肥能使土壤团粒结构增加，土壤理化、性能明显改良。沼液能提供给作物全生长期需要的各类营养元素。土壤有机质含量增加0.2%，容重减少2.23g/m，使大棚种植作物减少生产成本，达82 到有机、高产、优质的目的。据实验测试，多年施用沼肥和沼气灯的大棚，种植的黄瓜较对照增产31%，维生素含量增加16.2%，可溶性固形物增加13.8%。此外，沼液用做叶面喷洒，不仅可作为肥料促进光合作用，而且有抗
48、病治虫的功效。沼渣还可作为养殖蚯蚓和食用菌培养料，沼渣营养成分丰富，尤其是腐殖酸含量较高，达到10%24%。83 3 3、养殖业为养殖业提供食物链、养殖业为养殖业提供食物链 84沼液中微量元素含量钙Ca 397.6 3.309钛Ti 0.469镁Mg125.8硼B 0.362锕Ao 4.970铜Cu 0.662钴Co0.046锂Li 0.117铁Fe 9.870铬Cr0.148氟F 0.476锌Zn 25.58锶Si 0.469钡Ba 0.66885沼液中氨基酸含量天冬氨酸12.30苏氨 酸5.42谷氨 酸14.01甘氨 酸8.07丙氨 酸6.56半胱氨酸26.79缬氨 酸12.70蛋氨 酸4
49、.05异亮氨酸7.16亮氨 酸1.24苯丙 氨酸12.03赖氨 酸7.65天冬酰氨+谷氨酸 356.03色氨 酸7.10单位：mg/100ml86沼液做添加剂对生猪的影响 项目处理入圈前 猪重（kg）出圈时 猪重（kg） 增重（kg） 喂料（kg）料肉比在圈时间（天）喂沼液 38.5 103.5 65.0 175.5 2.7:1 83对照 39.2 99.8 60.6 193.9 3.2:1 10687能源生态大棚的功能与作用 1、利用太阳能温室 烟台市地处北温带，年日平均温度为11.8，冬季寒冷，日平均温度在-0.4C，不能满足蔬菜、生猪正常生长所需的温度，利用冬暖太阳能大棚能满足冬季动、植
50、物正常生长、发育对温度的需要，同时还保证了沼气池正常产气，为沼气能提供了保障。88 （二）光能、沼能、风能、水能综合利用2、利用太阳能热水器 在能源生态大棚上方增设一台太阳能热水器，不仅可以解决冬季人，畜、植物用热水的问题，更重要可在温度低的情况下利用热水冲刷猪舍，提高沼气发酵功能，增加产气量。89 （二）光能、沼能、风能、水能综合利用 3、利用沼能促进生产，保证生活一个8-10m的沼气池，年可产400600m沼气，利用在大棚内安装沼气灯和沼气炉的方式，解决大棚照明、增温和补充CO2。据测试，燃烧1m沼气可以释放大约23000千焦的热量，如每天早晨燃烧加温3小时，可提高大棚温度35；同时燃烧沼
