十三五项目建议书
泰安市金泽农业科技有限公司
一、项目内容及技术指标
本项目以规模化生产过程中的畜禽粪便及农林产品废弃物为主要原料，结合现代微生物发酵技术，开发高档生物有机肥、土壤调理剂、土壤改良剂产品。
（1）、堆肥用高效复合微生物菌剂的筛选、改良与配伍
通过对已筛选到及市售的高效菌种进行组合使用，如VT-1000菌剂（包含光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等近10种菌株）和Bio 高温快速发酵腐熟菌种（包含芽孢杆菌、乳酸杆菌、光合细菌、固氮菌、酵母菌、丝状真菌和放线菌等），确定最佳的菌群组合配比，并根据我市作物生产的不同时期和不同品种，研制不同的复合微生物菌配方。
（2）、农业废弃物堆料发酵配方筛选
分析不同规模化养殖场畜禽粪便和农林产品废弃物中的主要微生物营养成分（如C/N等），优化堆肥原料与复合微生物菌剂的配比。（3）、系统地研究畜禽粪便高温堆肥过程中的影响因素与控制参数系统地检测、分析畜禽粪便高温堆肥主要营养元素动态变化；生物化学变化特征；腐殖质变化特征及腐熟指标和参数及添加剂、填充料在堆肥过程中的作用及其对堆肥进程的影响。
（4）、不同复合微生物菌肥的应用效果试验及生产技术规范的建立针对我市农作物生产实际，通过对当季农作物进行添加该微生物菌肥
的试验，分析总结不同品种施加专用微生物菌肥的应用效果，进一步完善产品配方，并总结、制定出一套专用微生物菌肥生产技术规范。（5）、完成畜禽粪便高温堆肥工厂化生产工艺技术流程及设备选型
结合相关参数的检测、分析，建立畜禽粪便工厂化工艺生产流程，并投入运营，初步建成规模化养殖场畜禽粪便、农林产品废弃物资源化利用产业化技术体系的雏形。
（6）、筛选出复合微生物菌剂与畜禽粪便、农林产品废弃物堆料发酵的最优配方。
（7）、复合菌剂堆肥有机肥产品有机质达到45%以上，符合国家有机肥产品标准。施用后可增强土壤的肥力，增强作物抗病抗旱能力，提高农作物产量25-30%，改善作物品质。
（8）、项目的实施，将建立一整套符合绿色安全生物有机肥料生产规范，扩大企业的生产能力，建成年产约1万吨生物有机肥料产品生产线一条，年产值达到2500万元，利润375万元，解决就业400人，达到社会效益和经济效益双丰收。
（9）、拟申请国家发明专利1项，培养生物有机肥生产专业技术人员5-10人。
二、项目简要说明
1、项目介绍（市场需求及产业化前景）
近年来，随着我国人民生活水平的提高，现代化畜牧业迅猛发展，
工厂化、集约化、规模化养殖的兴起既满足了人们的物质需求，也带来了畜禽粪污的泛滥，造成了对大气、水体、土壤、生物等多方面的污染。2010 年《第一次全国污染源普查公报》显示，我国农业污染已超过工业污染，成为最大的污染源。农业污染中，又以畜禽养殖业污染所占份额最大：畜禽养殖业排放的化学需氧量（COD）达到 1 268.26万t，占全国所有污染物排放的化学需氧量的41.9%；氮和磷污染的排放量分别为102.48万t和16.04万t，分别占全国所有污染物氮和磷排放总量的21.7%和37.9%。由于我国目前针对禽畜粪便缺乏有效的管理和处理应用技术，畜禽粪便已造成了严重的环境污染，大大超过其周围环境的承载能力。据预测2020年中国畜禽粪便每年排放总量将达到42.44亿t，以畜禽粪便为主要污染源的“畜产公害”，已经引起公众的普遍关注，因此防治“畜产公害”，化害为利，促进农牧业结合和农业良性循环，已是刻不容缓的事情。同时，如何迅速、有效地处置这些有机废弃物以保护环境也是我国科学界面临的重要课题。
畜禽粪便的成分非常复杂，除含有多种营养元素外，还含有很多病原菌、寄生卵虫和重金属等，并且容易产生温室气体和有害气体，其资源化利用是目前亟待解决的问题。畜禽粪便传统资源化处理利用主要包括有机肥化再利用，饲料化再利用，能源化再利用及栽培食用菌利用等。其中，畜禽粪便高温堆肥是解决这一问题的主要途径之一。然而传统的堆肥技术，由于体积庞大，堆制周期长，养分含量低和无害化程度差等缺点，限制了其应用与推广，且由于新鲜畜禽粪便含水
量高、易结块、自由空隙少，不利于通气供氧，因而易使发酵处于厌氧状态而产生臭味，达不到好氧消化的目的；畜禽粪便特别是鸡粪的C/N比低，相对碳源少，不利于微生物的生长、繁殖；新鲜畜禽粪便的水分一般为70-80%，对于堆肥来讲湿度过高，必须进行调节。为克服上述缺点，需要在传统堆肥过程中加入填充料，以降低堆肥成本，缩短堆肥的发酵时间，更好的满足工厂化生产需求。堆肥过程中填充料可以起到提供碳源、提高堆体的空隙度、调节物料的水分含量等作用。理想的填充料应该是干燥、疏松的、比较轻质的有机物，能够增加堆料中碳源的量，改善堆体的结构，利于通气，如木屑、锯末、稻壳就是较理想的调理剂。
我国是传统的农业大国，也是世界上农业废弃物产出量最大的国家，据不完全统计，全世界每年可产生近20亿t秸秆，而我国农作物秸秆年产生量为8亿t左右，列世界之首，并以玉米、小麦和稻谷稻秆为主，占总稻秆产量的80%。然而，除少量秸秆被作为牲畜饲料、农家肥和农村燃料外, 大多数秸秆被堆放或直接焚烧，生物质资源浪费巨大，并造成了严重的环境污染。如果能充分合理地利用秸秆，不但可以减轻农业废弃物污染的负担，还可以利用其自身的特点创造经济价值。在当前的废弃物高温堆肥工艺中，已经把秸秆作为一种比较常规的调理剂。秸秆由于其自身含有丰富的有机物质而可以作为能量调理剂来使用，而且它的外壳比较坚硬，在堆体中可以起到一定的支撑作用，因此它又是一种结构调理剂。如研究发现牛粪与玉米秸秆不同体积配比对高温堆肥的影响显著，其中以牛粪与玉米秸秆以4:6配
比效果最好，其次为6:4配比。因此，利用畜禽粪便和农作物秸秆混合高温堆肥，可以弥补畜禽粪便单独堆肥时的诸多不足。
除此之外，传统堆肥法一般都是采用增加营养和改善环境条件的方法，利用堆制原料中的土著微生物来降解有机污染物，但传统堆肥法存在发酵时间长、产生臭味且肥效低等问题。虽然有机废弃物堆肥可利用堆料初期存在的微生物群落（细菌、放线菌、真菌）进行自然发酵完成堆肥化过程，但堆肥初期土著微生物量少，需要一定时间才能繁殖起来。如果在堆肥基质中人为接种分解有机物能力强的微生物，则可以调节菌群结构、提高微生物活性，从而提高堆肥效率、缩短发酵周期、提高堆肥质量。如王玉军等的研究表明，添加微生物菌剂处理鸡粪和玉米秸秆混合有机物料，不仅加快了分解速度，而且促进了N的积累，比未添加菌剂处理的N增加了5.4%。林先贵等施用了经微生物菌剂发酵的畜禽粪便制备的有机肥较非菌剂发酵的有机肥更能促进作物生长，增加产量，提高抗病性，改善作物品质。因此，畜禽粪便中添加微生物菌剂进行发酵后施用，不仅可以提高腐熟速度和肥效，还可以改善作物品质。同时，在堆肥过程中还发现，单一的细菌、真菌、放线菌群体，无论其活性多高，在加速有机碳的分解、减少氮素损失，减少堆制过程中氨气的挥发，缩短发酵时间，提高堆肥品质方面都比不上多种微生物群体，如纤维素降解菌、酵母菌等功能性菌株的共同作用。
综上所述，本计划项目具有重要的工厂化生产与应用价值。通过本项目，一方面可以为农业废弃物的处理提供一个有效的途径，降低
对环境的污染；另一方面，农业废弃物经过高温好氧发酵制成的堆肥可作为各种作物栽培的底肥，追肥等，同时改善地力，可以变废为宝，充分达到废物再利用的效果。
当前农业的增产普遍依赖化学肥料，一方面会带来环境污染，土壤板结；另一方面还会影响农产品的品质，而生物有机肥的施用则可有效缓解上述缺点。并且可以广泛利用城乡农业有机废弃物，如畜禽粪便、农林产品废弃物等用生物工程新技术，生产生物肥料，使“粮-肥-粮”形成良性循环链条，生物肥料已经成为发展生态农业的新肥源和新兴的肥料产业。同时，此项目研发的产品是生产有机农业的必选产品，随着人们生活水平和生活质量的日益提高，对食品提出更高的要求。目前有机粮油和有机果蔬的需求量不断提高，施用有机肥改变农民传统单一追求产量的施肥习惯，必将成为施肥方式新的方向。
生物有机肥料是传统化学肥料的绿色、高效替代者：生物有机肥中富含的有机物质和一定的速效氮、磷、钾和微量元素，可以改良土壤结构，松土保肥，有利于保水、保肥、通气和促进根系发展，且营养比较全面，肥效持久；生物菌在繁殖过程中自身产生的各种植物生长刺激素，拮抗某种病原菌，达到抑制病害的目的。生物有机肥中富含有机质和腐殖质，可调节作物气孔的开放度，这些物质与有益微生物的代谢产物（酶）协同作用，能够提高作物的综合抗逆能力，从而提高作物抗旱能力；此外，生物有机肥可明显改善产品的外观、口感及香味等，同时可提高农产品内在品质，如糖分、蛋白质、维生素等营养成分含量，降低农产品中硝酸盐等有害化学物质的含量。实验表
明，使用生物有机肥可使粮食作物增产15%左右，经济作物增产25%左右。
本项目发展潜力巨大，市场前景看好。通过项目的实施与推广能将规模化养殖场畜禽粪便与农林产品废弃物转化为高附加值的有机肥，为农林废弃物的处理提供一个有效的途径，降低对环境的污染，能够促进产业增效、农民增收和地方就业。由此产生的经济活动可推动资金流动、人员就业、生产活跃、治安稳定等地方社会生态指标的健康与平稳发展，长期来看，也有助于在基层大范围内建立生态安全、可持续的农业发展模式；具有明显的社会效益、经济效益和生态效益。
2、项目创新点及技术路线
本项目的特色与创新：
（1）、本项目合作方已从牛粪堆肥中筛选出高效的好氧纤维素分解菌群（其中放线菌7株、真菌12株、细菌5株），正与市售菌剂进行了优化配伍，可组合为能够快速、高效、高附加值地资源化利用农林产品废弃物（畜禽粪便、玉米、小麦、稻谷稻秆等）的技术路线，实现生物处理资源化利用率高、无污染的特性，同时克服了传统堆肥法处理方法周期长、质量不稳定、产品附加值低的缺点，从而将养殖废弃物的资源化利用从单纯的环保技术，提升为能够大规模盈利的产业化技术，推动我国的规模化养殖业向循环经济的可持续发展模式转变。（2）、此生物有机肥使与土壤活化剂配制后，可用于目前政府提出的“土壤改良”工程，是绿色生态循环经济产业链的必选产品。
项目研究方法：
（1）、堆肥原料理化指标分析：测定畜禽粪便、农林产品废弃物主要堆肥原料中有机质、C/N，全钾、全磷等的含量，并平衡各种成分，以满足复合微生物菌剂的发酵需求。
（2）、堆肥场地和后发酵场地：肥料发酵池长×宽×高为30m×14m ×0.85m的水泥池，池数为3个，发酵池总面积约1260 m2，另备1500m2的后熟场地。
（3）、在线监测堆肥过程中堆肥温度、氧浓度、水含量及原料中主要营养元素的变化趋势、腐殖质变化特征、腐熟度参数及指标。（4）、通过试验与综合分析，建立一套完整的与好氧纤维素分解菌群配伍的菌剂使用技术，并在全市范围内的工厂化堆肥生产中大力推广使用。
（5）、通过不同时期施加专用复合微生物菌肥和不同品种作物施加专用微生物菌肥的应用效果试验，综合比较分析，根据结果选择优势方案，确定施用的有效性和安全性，通过扩大试验面积，在规模化作物种植方面完成技术推广与应用示范。
项目技术路线：
本项目采用的复合微生物菌剂发酵技术都是较为成熟的技术积累。原料经前处理，混合调配（畜禽粪便、农林产品废弃物、复合菌剂）、加水后送入发酵池，一次发酵采用铣盘式翻堆机翻堆，每天一至二次，翻堆次数可根据原料配比和发酵温度适当调整，保证池内原料发酵所需氧气量。在池内经10-15d发酵后，原料温度由70 ℃开始自然降低时，说明发酵过程接近结束，即可把原料从发酵池内取出，
放置、后熟。进行二次发酵20-30d后，产品经筛分包装即为堆肥成品。
3、项目现有工作基础
已有工作基础
（1）、针对本项目，已开展大量前期工作：企业已经对新泰辖区规模化养殖基地畜禽粪便如牛粪、鸡类、猪粪、羊粪等的区域性、季节性分布及主要成分组成等进行了大量的走访、调研和分析；对农林产品废弃物的种类、数量、可利用性等进行了初步统计。
（2）、项目合作方已从牛粪自然堆肥中筛选好氧纤维素分解菌群（其中放线菌7株、真菌12株、细菌5株），并对其形态和酶活性进行了初步鉴定、分析；目前正与市售堆肥菌剂如VT-1000菌剂（包含光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等近10种菌株）和Bio高温快速发酵腐熟菌种（包含芽孢杆菌、乳酸杆菌、光合细菌、固氮菌、酵母菌、丝状真菌和放线菌等）进行高效发酵菌剂的配伍筛选，为高效处理畜禽粪便等高纤维类农业废弃物提供了菌种基础。
企业工作基础
泰安市金泽农业科技有限公司成立于2011年，是新泰市集科研、开发、生产、销售为一体的农用肥料公司、泰安市农业产业化龙头企业、泰安市科技型创新企业。
该公司现有员工60人，其中有10人的研发团队从事产品开发工作，具有较强的研究基础。
（1）、目前具有年产3万吨有机肥生产车间2000㎡，自动化生产线
一条，植物秸秆发酵池1200m3，新自东都镇长期租用厂房20000余㎡，作为原料反应和生产加工基地，以及相配套的原料预处理、仓库等10000㎡，完全可满足项目完成后的设计生产能力的生产。（2）、具有省农业厅颁发的肥料生产经营许可证书和完备的生产资质。
（3）、具有高级工程师5名，专业技术员13名，且长年从事肥料行业技术工作，能为项目的顺利落地和正常生产提供技术保障。（4）、具有标准化验室及专业的检验检测仪器设备及微生物分析培养设备。
(5)、项目合作单位定期对公司工程技术人员进行培训，不断提高专业知识和操作技术水平。
4、项目支持条件
（1）项目科技合作单位：
中国科学院地理科学与资源研究所、中国ETS环境与农业生物工程技术研究中心、江苏淮阴工学院生命科学与化学工程学院。（2）项目具体技术支持专家：
欧阳竹，男，1961年出生，中国科学院地理科学与资源研究所研究员，博士生导师，1983年华南农业大学农学系农业专业毕业，获学士学位。1994年在中国科学院地理研究所获硕士学位。1985年3月至1986年3月到日本冈山大学环境理工学部环境管理工学科研修一年。2002年在中国科学院地理科学与资源研究所获博士学位。现为中国科学院禹城综合试验站站长、中国生态学学会长期生
态研究专业委员会副主任兼秘书长。
研究领域和研究方向：
主要从事农田生态系统管理研究，通过田间试验解释作物生长过程和环境要素的相互关系，研究水、肥、光、热等要素的调控原理，建立农田生态系统可持续管理的技术体系和区域农业可持续发展模式。
李吉进，博士、研究员。现任北京市农林科学院植物营养与资源研究所循环农业研究室主任。
研究方向
有机肥料、有机农业、循环农业研究与推广。
承担的科研项目情况
1.主持北京市“科技新星”项目“保水缓释肥料研制与应用”。
2.主持两项北京市自然科学基金项目“应用膨润土快速提高土壤有机质含量研究”、“膨润土对土壤腐殖质特性和土壤肥力的影响”。
3.专题主持北京市科技项目“新型肥料研制与产业化”之“矿质缓释肥料研究”。
4.参加北京市重大科技项目“新型肥料研究发展中心”之“农业有机废弃物无害化处理与资源化利用”。
5.参加北京市农业推广项目“沸石复混以推广”。
6.主持科技部农业科技成果转化项目“保水缓释肥料中试与示范”。
7.主持科技部科技支撑项目子课题“以种养废弃物为原料的有机肥生产技术集成与示范”。
8.参加科技部科技支撑项目课题“非水溶性钾矿资源高效利用技术”。
9.主持科技部科技支撑项目子课题“沿密云官厅水库集约化种养殖农业面源污染防控技术研究与示范”。
10.参加北京市科委重点项目“新型肥料产业化科技保障建设之多功能肥料/基质研究与开发”。
11.主持北京市科技创新项目“有机蔬菜土壤培肥及养分调控技术研究”。
12.参加北京农林科学院涌泉行动能力建设项目“果蔬营养优化管理技术示范”。
王朝宇，男，博士，副教授，硕士研究生导师，作物学重点学科方向带头人，江苏省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师培养对象。主要从事土壤肥料与植物营养、施肥与生态环境、新型生物有机肥料研制与应用及生物资源的绿色加工和高效利用等方向的研究工作。先后主持参与国家自然科学基金、国家星火计划、广东省自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省苏北科技计划及江苏省高校自然科学基金等各类科研课题10余项目。
二、项目选址示意图（后附）
三、工艺流程图