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异位发酵床养殖粪污微生物治理工程化技术的研究与应用(省科技奖二等奖)
发布时间:2018-11-07 15:36
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  完成单位:95996868九五至尊vi农业生物资源研究所,中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,福建省畜牧总站,福建省农科农业发展有限公司,福建农林大学,厦门市江平生物基质技术股份有限公司

主要完成人员:刘波,余文权,耿兵,史怀,卓坤水,黄勤楼,陈倩倩,何金成,戴文霄,黄宏源。

获奖类别、等级:2017年度福建省科学技术奖二等奖;95996868九五至尊vi科学技术奖二等奖。

    
  
  

 

项目针对养殖污染治理和副产物资源化利用需求,从工程化技术体系构建、菌剂研发、粪污降解机理、副产物资源化利用等方面开展研究,主要研究成果为:

一、创新设计了养殖粪污微生物治理异位发酵床处理系统及装备

首创了模块化设计异位发酵床系统,制定了标准施工方案,建立了异位发酵床设计建造经济学模型;研发了系统技术与装备,大幅提高粪污处理效率,消除臭味,减少建设投资25%,降低运行费用50%;具有智能化程度高、能耗低、运行成本低、适应性广等特点,实现养殖粪污零排放处理,被政府部门、养殖企业广泛推荐、采纳、应用。

二、研发了使用于异位发酵床的专用菌剂

建立了粪污降解微生物资源库,提出了发酵床菌种“适应高温、缺氮生长、缺碳生长”筛选标准,筛选出一批具有自主知识产权适应于不同垫料的粪污降解菌株等,系统研究了菌株生物学特性;优化了菌剂发酵条件和生产工艺,创制出异位发酵床专用粪污降解菌剂系列产品,提升了粪污降解效果。

三、探索了异位发酵床粪污降解机理和除臭机制

首次利用宏基因组技术,研究了不同条件下垫料微生物组的变化特性及其与粪污降解的相关性;分析了粪污发酵过程微生物群落演替,明确了各阶段标志性功能微生物;分析了粪污降解过程中物质组分和粪臭素的变化,揭示了发酵床物质组分变化规律和粪污降解除臭机制,为异位发酵床粪污发酵调控提供了科学依据。

四、制定了异位发酵床的建设与管理技术标准

建立了基于理化性质、挥发性物质、盐梯度悬浮率、色差等参数的发酵床垫料发酵程度判别模型,研发了垫料腐熟程度检测方法和快速判别技术。编制了异位发酵床的建设和管理技术规范,制定了福建省地方标准“畜禽粪污异位微生物发酵床处理技术规范”。

五、开展了发酵床副产物资源化利用研究和推广应用

首次提出整合微生物组菌剂的概念,以异位发酵床为生产装备,建立了菌剂生产规程、质量标准、检测方法,生产出整合微生物组菌剂连作障碍修复产品,应用于菊花、番茄、瓜类连作障碍修复,取得了理想的防效。以腐熟垫料为原料,优化了哈茨木霉、地衣芽孢杆菌、淡紫拟青霉等功能性微生物固体发酵的培养基配方和发酵条件,设计了生物基质自动生产线,研制出4大类17个功能性生物基质(肥料)产品,在基质育苗、基质栽培、土壤修复、土壤培肥、连作障碍解除等方面大面积应用,取得了良好的应用效果。

近三年来,在福建、江西、江苏、安徽、湖北、贵州、四川7省推广820家猪场,建立异位发酵床56万立方米,处理养殖粪污规模达302.8万头生猪(年出栏),生产副产物资源化产品15.2万立方,繁育种苗37亿株,推广面积308.3万亩,累计实现综合直接经济效益12亿元,间接经济效益72.9亿元,取得了良好的社会、环境、生态效益。

项目获发明专利3项、实用新型3项,软件著作权1项,发表论文30篇,出版专著1本,制定福建省地方标准1项。由院士等组成的专家评审组认为“该研究成果在畜禽养殖粪污有效治理和资源化高效利用的工程化方面达到国际领先水平”。

(资源所葛慈斌、黄素芳、史怀、王阶平,科研处赵雅静)