有機(jī)肥作物機(jī)制和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與推廣

主要完成人：沈其榮，徐陽(yáng)春，楊帆，楊興明，薛智勇，陸建明，徐茂，李榮，趙永志，黃啟為

主要完成單位：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，江陰市聯(lián)業(yè)生物科技有限公司，浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，江蘇省耕地質(zhì)量保護(hù)站，北京市土肥工作站

針對(duì)傳統(tǒng)有機(jī)肥被當(dāng)作固體有機(jī)廢棄物隨意棄置，嚴(yán)重污染環(huán)境的現(xiàn)實(shí)，有機(jī)肥作物機(jī)制和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與推廣項(xiàng)目創(chuàng)新研究了有機(jī)（類）肥料養(yǎng)分在土壤-植物-動(dòng)物體系的循環(huán)與轉(zhuǎn)化及對(duì)土壤性質(zhì)的影響，研發(fā)出商品有機(jī)（類）肥料生產(chǎn)工藝與技術(shù)，并創(chuàng)新推廣機(jī)制，使商品有機(jī)（類）肥料得到大面積施用。

項(xiàng)目首次建立了用同位素13C15N雙標(biāo)記作物秸稈、畜禽糞等有機(jī)肥的技術(shù)。發(fā)現(xiàn)土壤中殘留的有機(jī)13C約有15%存在于腐殖酸類物質(zhì)中，80%在胡敏素中，5%在土壤微生物體內(nèi)。揭示了有機(jī)無(wú)機(jī)肥氮協(xié)同增效的主要機(jī)制是有機(jī)肥可使施入土壤的化肥15N快速轉(zhuǎn)化成微生物體有機(jī)15N，而后又被礦化出無(wú)機(jī)氮，構(gòu)成土壤有效氮的暫存“過(guò)渡庫(kù)”，使土壤氮素供應(yīng)過(guò)程與作物吸氮更相吻合。

項(xiàng)目利用454測(cè)序技術(shù)和光譜學(xué)技術(shù)首次揭示了有機(jī)培肥土壤的主要機(jī)理是通過(guò)改善土壤微生物區(qū)系和穩(wěn)定土壤有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與施用化肥相比，長(zhǎng)期有機(jī)培肥不僅顯著提高土壤微生物量、多樣性及土壤酶活性，更使土壤微生物類群分布均勻，植物有益菌類群如假單胞菌、芽孢桿菌、擬桿菌等豐富度增加，而喜酸環(huán)境的酸桿菌類顯著減少，這是長(zhǎng)期有機(jī)培肥抑制土壤酸化根本原因。有機(jī)培肥使氮素循環(huán)相關(guān)的功能基因拷貝數(shù)顯著增多。

項(xiàng)目利用13CCPNMR光譜研究發(fā)現(xiàn)，施用堆肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥增加了土壤中糖類碳比例，降低了烷基碳與烷氧基碳的比值和芳香度，從而降低土壤有機(jī)質(zhì)分解程度；同時(shí)，長(zhǎng)期施有機(jī)肥可以大幅度提高紅壤中水合鋁英石、伊毛縞石、非晶形鐵礦物等非晶形納米礦物含量，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)提升和累積具有重要意義。

項(xiàng)目首次建立了新鮮畜禽糞便生物脫水和條垛式高效堆肥工藝，并建立堆肥腐熟度檢測(cè)方法。新鮮糞便通過(guò)高附加值生長(zhǎng)蠅蛆的生物脫水技術(shù)處理后可直接用于堆肥；獲得高效堆肥真菌菌株（Z5），并研發(fā)出高效堆肥制劑，該制劑價(jià)格僅6000～8000元/噸，使堆肥企業(yè)的菌劑成本大幅下降；研發(fā)出條垛式堆肥新工藝及配套設(shè)備，其價(jià)格是國(guó)外進(jìn)口的1/5，而且工作效率更高，堆肥時(shí)間從傳統(tǒng)的1個(gè)月以上縮短至2周；首次提出在堆肥結(jié)束時(shí)添加產(chǎn)γ多聚氨酸菌以提高堆肥田間生物效果，還建立了企業(yè)用和研究用的堆肥腐熟度檢測(cè)方法。

項(xiàng)目創(chuàng)新有機(jī)肥推廣機(jī)制，為我國(guó)耕地質(zhì)量提升奠定了基礎(chǔ)。修訂了有機(jī)肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不僅為有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展保駕護(hù)航，也使有機(jī)肥產(chǎn)品的生物效應(yīng)更好；在項(xiàng)目組工作成果和努力下，財(cái)政部國(guó)家稅務(wù)總局出臺(tái)有機(jī)肥產(chǎn)品免征增值稅政策，農(nóng)業(yè)部出臺(tái)土壤有機(jī)質(zhì)提升和商品有機(jī)肥補(bǔ)貼政策，提高了農(nóng)民施有機(jī)肥的積極性。

項(xiàng)目成果共獲中國(guó)發(fā)明專利授權(quán)9項(xiàng)，實(shí)用型專利授權(quán)4項(xiàng)，申請(qǐng)受理發(fā)明專利9項(xiàng)；發(fā)表論文110篇，其中SCI論文39篇；條垛式高效堆肥工藝已推廣161家有機(jī)肥企業(yè)，企業(yè)凈增經(jīng)濟(jì)效益7.7121億元，累計(jì)處理有機(jī)固廢4000多萬(wàn)噸，生產(chǎn)和推廣商品有機(jī)（類）肥料1500多萬(wàn)噸，施用面積1.8億畝，項(xiàng)目成果引領(lǐng)了中國(guó)有機(jī)（類）肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，產(chǎn)生了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。