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秸秆生物反应堆技术及应用效果作者：王丽华来源：《新农村》2012年第20期[摘要] 由于生产上长期连作，过量施用化肥而导致土壤盐渍化、板结、有机质含量下降、土传病害日趋加剧，特别是冬季地温低、二氧化碳高缺等因素影响，大大降低农产品质量和产量、这些都严重制约了设施农业高效与可持续发展。
而秸秆生物反应堆技术充分运用到设施农业生产上，就能解决以上弊端。
[关键词] 冬季；设施农业；秸秆；生物反应堆建平县位于辽宁西北部，它是一个干旱缺水，生态环境十分脆弱的农业大县。
为了改善相对薄弱农业基础条件，只有发展特色设施农业，走生态与经济协调可持续发展之路，才能适应当前和未来经济社会发展需要。
但是由于生产上长期连作，过量施用化肥而导致土壤盐渍化、板结、有机质含量下降、土传病害日趋加剧，使农产品产量和质量不断下降，效益降低。
此外，冬季棚内地温低、二氧化碳高缺等因素影响，大大降低农产品质量和产量，这些就严重制约了设施农业高效与可持续发展。
而秸秆生物反应堆技术充分运用到设施农业生产上，就能解决以上弊端。
因此，本文向大家具体介绍秸秆生物反应堆技术及应有效果。
一、秸秆生物反应堆技术要点秸秆生物反应堆技术是指在温室或大棚设施农业生产的低温季节，利用微生物分解玉米等秸秆过程中，产生作物生长所需的热量、二氧化碳及释放有机物速效养分的生态技术。
其技术形式有：畦下内置式、畦间内置式、外置式。
在作物定植前将秸秆埋在栽培畦下，或者在作物定制后埋在栽培畦之间，我们现在主要介绍畦下内置式，因为此技术形式通常适用于秋冬和早春季节栽培，具体操作技术要点如下：1.挖反应堆沟畦下挖反应沟，要求于冬季日光温室蔬菜定植前在种植畦下挖沟，熟土翻向两边，沟槽宽度等于棚室作物定植行的宽度，一般为50～80cm；槽沟长度与行长相同，也可稍长出10cm 左右；挖沟深度为20～30cm，前底角适当深一些，便于灌水。
2.拌菌种在使用前5～24h，将菌种与麦麸1：10比例，拌匀后加水，一般在拌菌剂的水中加入尿素50～70g。
秸秆反应堆技术的原理及应用1. 引言秸秆是农业生产中产生的一种废弃物，存在大量秸秆会导致环境污染和资源浪费。
秸秆反应堆技术是一种利用秸秆作为燃料的新型能源技术，它能够有效解决秸秆处理和能源利用的问题。
本文将介绍秸秆反应堆技术的原理和应用。
2. 秸秆反应堆技术的原理秸秆反应堆技术是建立在生物质热解技术基础上的。
其原理主要包括以下几个方面：2.1 生物质热解生物质热解是指将秸秆等生物质材料在高温条件下分解为可再生能源的过程。
在反应堆中，秸秆在高温下遭遇热解过程，产生可燃气体和残留物。
可燃气体可以作为燃料，而残留物可以进一步加工用于其他用途。
2.2 反应堆设计秸秆反应堆技术的核心是反应堆的设计。
反应堆通常由加热系统、进料系统、反应系统、产物分离系统和废弃物处理系统等组成。
反应堆内部需要控制温度、气氛和反应速率等因素，以实现最佳的反应效果。
2.3 温度控制温度是秸秆热解反应的重要参数。
过高或过低的温度都会影响反应过程和产物的品质。
因此，在反应堆中需要对温度进行精确控制，以确保反应的高效进行。
2.4 气氛控制热解过程中，气氛对反应结果有着重要影响。
适当控制气氛可以提高产物的品质和收率。
常见的气氛有惰性气氛和氧化气氛等，不同的气氛条件对应不同的反应结果。
2.5 反应速率反应速率是秸秆热解反应的关键参数之一。
通过控制反应速率可以实现产物的高质量和高效率。
因此，在设计反应堆时需要考虑反应速率的控制手段，如加入催化剂等。
3. 秸秆反应堆技术的应用秸秆反应堆技术具有广泛的应用前景，在农业、能源和环境等领域都有重要的应用价值。
以下是几个主要的应用方向：3.1 农业废弃物处理农业废弃物主要包括秸秆和农作物残余物等。
利用秸秆反应堆技术可以将这些农业废弃物转化为可再生能源，减少废弃物对环境的污染，同时还可以获得经济效益。
3.2 能源产生秸秆反应堆技术可以将秸秆转化为燃气，用于供热、发电等能源产生过程。
这种方式可以替代传统的能源源，减少对石油和煤炭等非可再生能源的依赖，同时也有助于减少温室气体的排放。
内置式秸秆生物反应堆标准化应用技术秸秆生物反应堆技术是一种低投入、高产出的优质无公害蔬菜生产新技术，其作用原理是：将秸秆在微生物菌种、催化剂、净化剂的作用下定向转化成植物生长所需的二氧化碳、热量、抗病孢子、酶、有机养料和无机养料，进而实现作物高产、优质和无公害。
其技术特点是：以秸秆替代化肥，植物疫苗替代农药，有机栽培技术表现成本低、容易操作、资源丰富、投入产出比大，环保效益显著。
秸秆生物反应堆分为：内置式、外置式、内外结合式三种。
内置式反应堆又分为：行下内置式、行间内置式、穴中内置式和追施内置式四种。
一、内置式秸秆生物反应堆各种物料的标准量1.秸秆用量及辅料行下内置式和行内内置式：每亩一次用秸秆粉3000kg～4000kg，麦麸120kg～160kg，饼肥150kg。
穴中内置式：每亩一次用秸秆粉400kg～500kg，麦麸80kg～100kg，饼肥60kg～75kg。
追施内置式：每亩一次用秸秆粉800kg～1000kg，麦麸80kg～100kg，饼肥120kg～150kg。
2.菌种用量行下内置式和行内内置式：每亩一次用量6kg—8kg。
穴中内置式：每亩一次用量4kg—5kg。
追施内置式：每亩一次用量4kg—5kg。
3.草食动物（牛、马、羊等）粪便用量只有行下和行间内置式应用，每亩一般用量3立方～4立方。
4.注意事项种植蔬菜、水果和豆科植物必须杜绝使用鸡、猪、人、鸭等非草食动物粪便，化肥作底肥。
二、内置式秸秆生物反应堆的做法1.冬暖式温室蔬菜行下内置在定植或播种前，在种植行下开挖一条宽60—80cm，深15—20cm，长度与行长相等的沟，在沟内铺放秸秆（玉米秸、麦秸等），铺放厚度为25—30cm，铺放办法：一般底部放整齐秸秆（如玉米秸、高粱秸、棉柴等），上部铺放碎软秸秆（如麦秸、稻草、杂草、树叶、食用菌下脚料等），并使秸秆连沟的两头露出10cm长，以便覆土浇水进入氧气。
如果没有碎秸秆也可全用整秸秆。
秸秆生物反应堆应用原理及现状一、秸秆生物反应堆研究的依据和原理所渭秸秆生物反应堆技术，就是采用生物技术，将秸秆转化为作物所需要的二氧化碳、热量、生防效应、矿质元素、有机质等，进而获得高产、优质、无公害的农产品。
该项技术的实施，可加快农业生产要素的有效转化，使农业资源多层次充分再利用，农业生态进入良性循环。
秸秆反应堆的技术原理是：植物光合吸收二氧化碳和水形成的秸秆，通过加入微生物菌种、催化剂和净化剂，在通氧的条件下定向重新产生二氧化碳、水、热和矿质元素，在这个过程中又产生出大量的抗病虫的菌孢子，再通过一定的工艺设施，提供给作物，使作物更好地生长发育。
这样植物光合合成有机物，微生物氧化分解有机物，二者在物质转化，重复再利用的过程中构成了一个良性循环的生物圈。
这就是秸秆生物反应堆的依据和原理。
二、秸秆生物反应堆技术效能与作物生长表现（一）技术效能，生物反应堆对作物生长产生四大效应：1.二氧化碳效应可使浓度提高4～8倍，光合效率提高50%以上，水分利用率提高127%以上，肥料利用率提高60%以上。
2.热量效应可使晚秋、冬季、早春20厘米地温增加4～6℃，气温增加2～3℃。
3.生物防治效应可减少发病率80%～96%。
4.有机改良土壤效应可使土壤有机质提高10倍以上，根条数增加136%，根系鲜度增加1.25倍。
在以上四大效应的影响下，农产品上市期提前15～20天，收获期延长30～45天，综合投资成本下降60%，增效65%以上。
结果证明，该技术是一项兼具经济效益、生态效益、社会效益的创新技术。
（二）作物生长表现，在反应堆产生的高浓度二氧化碳条件下，农作物在生理生态、形态结构及化学组成等方面发生了一系列的显著变化：根茎比增大，日增长量加快，生育期提前，主茎变粗，节间缩短，叶片面积增大，叶片变厚，叶色加深，开花结果增加，千粒重显著增高，果实明显增大，个体差异缩小，整齐度提高，果皮着色加深，含糖量升高，口感变甜，抗病虫害能力增强。
浅谈设施蔬菜应用秸秆生物反应堆技术秸秆生物反应堆技术是指在温室或大棚设施蔬菜生产的低温季节，利用微生物分解玉米等大田农作物秸秆过程中产生作物生长所需的热量、二氧化碳、无机和有机养分的技术。
该技术于2007年在我区进行试验示范，到2010年我区推广应用了8000亩，平均每亩增产1450kg，增幅26%，典型户增幅达40%。
推广3个棚室的新增效益相当于新建1个棚室。
一、效益分析应用秸秆生物反应堆技术主要体现在以下几个方面：一是“三个提高”，即提高地温2～3℃，气温1～2℃，提高二氧化碳浓度4.2倍；提高植株抗病性，抗土传病害效果突出。
二是“三个节约”，节水15%～20%，节肥20%左右，节药18%左右。
三是“三个改善”，改善产品品质——风味浓郁，口味更佳，果菜含糖量提高1%～2%；果形规正，光泽度高，商品品质得到提升。
改善土壤——土壤盐渍化、土壤结构、通透性、有机质含量、微量元素含量及作物化感作用均得到改善。
改善环境——每亩棚室消耗3～4倍大田面积的秸秆，有效解决了焚烧秸秆造成的环境污染，实现了能源循环生态利用。
二、秸秆生物反应堆技术的应用形式内置式：分为行下内置式和行间内置式，在作物栽培前将秸秆埋在栽培畦下，称行下内置式；若将秸秆埋在栽培畦之间，称行间内置式；我区蔬菜作物以行下内置式为主。
外置式：秸秆堆在温室山墙边上，上盖棚膜，地下预挖沟槽，通过送气带将二氧化碳送到温室内。
我区应用外置式很少，主要应用内置式。
三、内置式秸秆生物反应堆技术要点1.挖反应堆沟行下内置式反应堆沟是在定植前，冬茬日光温室沟宽50～60㎝，深25～30㎝，春茬温室和大棚沟宽40～50㎝，深20㎝。
垄作时沟宽度减半，且错开定植行位置，深度不变。
2.铺秸秆除用玉米秸秆外，还可以用稻草、粉碎玉米芯、豆秸等。
每亩冬季温室用秸秆3000～4000kg，早春温室和大棚用秸秆量减半。
秸秆要铺满反应沟，铺实、踩实，一般每畦铺秸秆40～60kg，畦沟两头的秸秆要露出10㎝。
秸秆生物反应堆技术及其发展趋势一、技术介绍秸秆生物反应堆技术又称二氧化碳缓释富氧秸秆发酵技术，是由山东秸秆生物工程技术研究中心张世明研究员历时20年研发的一项全新概念的农业增产、增质、增效的有机栽培理论和技术。
他的研究成功从根本上摆脱了农业生产依赖化肥的局面。
技术的核心是利用微生物菌种将秸秆转化为农作物生长需要的营养、热量和有机物质，达到改善土壤、增强肥力、促进农作物高产优质生长的目的。
与传统常规农业技术有着本质的不同，是一项能够有效解决设施农业土壤连作障碍、提高农产品产量、改善农产品品质创新栽培技术。
秸秆生物反应堆技术增产原理与作用：秸秆在添加畜禽粪便和微生物菌剂的作用下，分解成CO2，增加大棚中CO2浓度，一般可使作物群体内CO2浓度提高4～6倍，作物产量随着CO2吸收量的增加而增加。
秸秆反应堆还提高大棚温度，在严寒冬天里大棚内20cm地温增加4～6℃，气温增加2～3℃。
秸秆反应堆具有明显的改良土壤功效。
秸秆在转化过程中能产生抗病源微生物孢子，可以调节土壤微生物区系，对土传病虫害产生一定的抑制和致死作用。
秸秆生物反应堆应用方式：主要有三种方式，内置式反应堆、外置式反应堆和内外置结合式反应堆。
内置反应堆又分为行下内置式反应堆、行间内置式反应堆和树下内置式反应堆；外置式反应堆分为简易外置式、标准外置式两种。
选择应用方式时，主要依据生产地种植品种、定植时间、生态气候特点和生产条件而定。
外置反应堆适合于春、夏和早秋大棚栽培，内置反应堆除了用于保护地作物越冬栽培、还用于大田、果树等作物栽培。
秸秆生物反应堆转化率：1kg干秸秆可转化1.1kgCO2、3037千卡热量、0.13kg生防有机肥和0.003kg抗病微生物孢子。
这些物质和能量用于果蔬生产，可增产农产品0.6-1.5kg，品种不同增幅有差异。
二、主要优缺点（一）主要优点1、技术优势凸显现代农业科学内涵。
秸秆反应堆利用的都是农作物的废弃物，操作简单、易于掌握，稍作示范讲解，大部分农民都能掌握。
秸秆生物反应堆技术在温室草莓生产上的应用摘要通过对秸秆生物反应堆技术在温室草莓生产中的应用研究，结果表明：利用该技术可明显提高地温和草莓的抗病性，增加二氧化碳浓度，改善土壤质地和草莓品质，使草莓生长优良，其产量、产值分别增加21.1%、29.2%，在实际生产中值得推广。
关键词秸秆生物反应堆；温室；草莓中图分类号s668.4文献标识码a文章编号 1007-5739（2010）24-0257-01秸秆生物反应堆是在温室、大棚生产的低温季节，在土壤耕层下，铺设秸秆或在棚室内堆积秸秆，并施用腐生生物菌，使秸秆或农家肥在通氧的条件下分解，产生热量、二氧化碳及释放有机物速效养分的生态技术，是一项充分利用废弃资源，大幅提高瓜果菜产量、改善其品质的现代农业生物工程创新技术[1-3]。
应用该技术，能从根本上解决长期施用化肥导致的土壤生态恶化、农产品污染、设施内冬、春季地温低、土传病害严重、二氧化碳不足等问题，可提高棚室地温3~4 ℃、气温1~2 ℃，冬季增加棚内二氧化碳浓度4~8倍，作物光合效率提高50%以上，水分利用率提高127%以上，肥料利用率提高60%以上[4]。
生物防治可减少发病率80%~96%，提高病虫害防治效果22%~45%，农产品的上市期可提早7～10 d，收获期延长15～20 d，农产品质量达到无公害质量标准。
1材料与方法1.1菌种选择中国科学院沈阳应用生态研究所研制、沈阳市绿源生物技术研究所生产的百沃秸秆发酵复合菌剂。
1.2试验方法试验安排在千山区齐大山镇判甲炉村沈福林家，调查行下内置秸秆生物反应堆技术的效果，以未利用秸秆生物反应堆技术处理作对照（ck）。
2009年9月10—11日挖沟铺秸秆，9月15日安装滴灌，9月20日定植，2010年1月13日开始采收，6月末采收结束。
1.3行下内置式反应堆主要技术内容1.3.1挖反应堆沟。
按栽培畦行距，挖小行距的槽形沟，沟宽70~80 cm、深15~20 cm，长度与栽培畦等长。
秸秆生物反应堆技术在温室中的应用秸秆反应堆是生产无公害蔬菜的重要途径，是种地和养地并举、产量和质量并重的好措施。
该技术是利用作物秸秆做原料，拌上特制的菌种，使秸秆快速分解放出大量CO2、热量、抗病微生物孢子。
利用光合作用，就是绿色植物吸收二氧化和水，在光的照射下，合成有机物的过程。
从而使农作物，特别是温室瓜果菜大幅度提高产量、改善品质，并显著提高经济效益。
据统计：温室应用秸秆生物反应堆技术，每亩可降低成本50%。
瓜果菜平均每亩增产30%以上，增收40%以上，效益相当可观。
一、该技术解决了传统温室存在的问题1.二氧化碳严重缺少；2.冬天温室地温低；3.病虫害越来越重；4.土壤板结盐渍化现象严重。
二、秸秆生物反应堆的作用1、释放大量二氧化碳正常情况下，应用秸秆生物反应堆的温室，CO2的浓度低的在900ppm，高的可达1900ppm，CO2浓度比普通温室提高4～6倍。
CO2浓度提高了，在同样光照强度的情况下，光合效率就会提高，也就必然会使温室瓜果菜的产量提高。
2、放出大量的热秸秆在分解过程中除释放CO2外，1kg秸秆还放出3037千卡的热量，特别是应用内置式反应堆形式，20cm地温能提高4～6℃左右。
3、生物防治病虫害秸秆生物反应堆所用的专用菌种中含有多种有益微生物，它们在分解秸秆的同时，能繁殖产生大量抗病微生物及其孢子，这些微生物及其孢子分布在土壤中、叶片上，它们有的能抑制病菌生长，有的能杀灭病菌，防治效果在60%以上，采用了这项技术，有的棚能达到基本不打农药。
就可以生产无污染绿色的有机蔬菜。
4、有机改良土壤作用秸秆分解剩下一些残渣，含有大量的有机质，这些有机质留在温室的土壤中，会使土壤变得肥沃而且松软，为根系生长创造了优良的环境。
同时，里面还含有大量抗病微生物和矿质营养，这些矿质营养又是植物生长所必需的，而且比例配得很好，因此极大的改善了土壤的营养状况。
应用秸秆生物反应堆技术后，第一年可减少化肥用量50%以上，第二年减少化肥用量80%以上，第三年可基本不施用化肥。
