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1、技术成果篇 96 技术12 可替代化肥的“边修复、边增产”功能有机肥合成技术12.1 技术提供方技术提供方天津大学环境科学与工程学院12.2 技术简介技术简介技术名称：技术名称：可替代化肥的“边修复、边增产”功能有机肥合成技术。技术领域：技术领域：土壤地下水修复。技术成果来源技术成果来源：天津市科技计划项目：农耕土壤修复技术与功能型修复剂的研发（17YFNZNC00060） 。12.3 技术内容技术内容12.3.1 技术原理及工艺流程技术原理及工艺流程1.技术原理技术原理该技术基于 “有机碳骨架 （营养元素） +黏土矿物(微量元素)+嗜热微生物 （土壤益生菌） ”三维理论，采用钝化重金属与阻控
2、有机污染物同步协同技术、废弃有机质快速腐熟技术和“边修复、边增产”功能有机肥合成技术制备了一种可替代化肥的“边修复、边增产”功能有机肥。该技术能高效钝化重金属，降解有机污染物，改善土壤团粒结构，全面实现农作物增产增质。图 4-26 “边修复、边增产”功能有机肥技术原理天津市生态环境保护科技发展蓝皮书（2021） 97 （1）钝化重金属与阻控有机污染物同步协同技术本技术以凹凸棒为基体材料，经活化改性后，在模板剂的作用下通过水热晶化反应将其原位自组装为具有分子识别功能的靶向重金属吸附材料。同时，利用基因检测和提取技术分离和复合的专性降解菌 Bacteria-N、Bacteria-G， 可原位高效阻
3、控土壤中的有机污染物的根系迁移，使农作物达到国家食品安全标准。（2）废弃有机质快速腐熟技术农业有机废弃物、 畜禽粪便与嗜热益生菌经过厌氧闷烧发酵为有机碳骨架腐熟物，加速了废弃有机质的发酵过程，缩短了其发酵时间。本技术无需供氧即可完成废弃有机质转变为肥料的发酵过程，发酵时间是传统好氧发酵工艺时间的1/2。相比传统技术，本技术总能耗降低了 70%，远低于化肥能耗。（3） “边修复、边增产”功能有机肥合成技术将靶向吸附材料、复合功能菌和有机碳骨架腐熟物耦合为可替代化肥的“边修复、边增产”功能型有机肥。本技术将大分子有机碳快速高效转化为了易于农作物吸收并增产的小分子有机碳，与微量元素进行了高密度融合，
4、提升了土壤中营养物质的有效性释放。本技术产品有机肥实现了“边修复、边增产”的农耕土壤修复创新模式，使农作物增产高达 6.7%98.5%。12.3.2 技术适用范围技术适用范围该技术适用于中轻度农田土壤修复、化肥替代和农作物增产领域。该技术使用中受特定条件限制不大，原料来源广泛、成本低廉，肥料产品产量随建厂规模变化。 由于原料中含有畜禽粪便等废弃有机物，建厂最好选在距离养殖场近的地方，更利于发挥成本优势。12.3.3 技术创新性及先进性技术创新性及先进性开发了钝化土壤重金属与阻控有机污染物的同步协同技术；革新了废弃有机质快速腐熟技术工艺；一揽子解决了土壤污染、化肥替代、农作物增产的难题。12.3
5、.4 知识产权情况知识产权情况发明专利 10 项，计算机软件著作权 1 项。技术成果篇 98 12.4 节能减碳或污染防治效果节能减碳或污染防治效果（1）消除了有毒有害的土壤污染，减轻了废弃有机物处理压力：该技术产品消除了农耕土壤的重金属和有机污染，遏制了向其它环境问题转变的风险。同时， 该有机肥以畜禽粪便为原料，年产 3000 吨的肥料生产量可解决 6000 吨的畜禽粪便和秸秆污染，每年减少 900 吨 COD 排放，相当于减少 1 万人口粪尿排放量，减轻了环境压力，实现了废弃物资源化利用。（2）符合化肥、农药减量化的政策需要和农业可持续发展的社会要求：该项目技术产品改善了土壤微生态环境，
6、增强了农田土壤肥效， 减少了化肥使用量，生产出来的肥料可改良 1 万多亩种植耕地，相当于减少化肥使用量 3000 吨，节省 3000 吨标准煤对解决能源浪费，推动了化肥、农药替代化进程，实现了化肥、农药的减量化目标。同时，能引领产业升级，发挥辐射带动作用，推动区域经济发展。该产品可持续改良耕地，对推进生态农业、观光农业、体验农业的发展具有很好的促进作用，如草莓等采摘类植物，采摘期可提前 35 天，品相和口感明显改善， 保鲜期延长 12 天， 每斤草莓可提高附加值 35 元， 经济效益非常明显，有利于推动我国农业生产可持续发展。12.5 技术示范情况技术示范情况（1）将该技术产品用于修复土壤重金
7、属 Cd 污染地块并种植水稻后，降低了土壤和水稻内重金属 Cd 的含量，平均分别降低了 19.2%和 42.3%，使水稻平均增产了 8.4%。 同时使土壤环境得到了有效改善， 土壤内有机质含量增加了 6.4%，土壤容重降低了 4.7%，孔隙度增大了 8.5%，土壤酶活性增加了 61.4%，土壤内微量元素增加，土壤肥效增强，促进了农作物增产。（2）将该技术产品用于种植有机长豆角，植株健壮、长势旺盛，豆荚数量多，籽粒丰满。该有机肥增产效果显著，比同等价位有机肥所种植的长豆角增产了 98.5%，商品性好。（3）将该技术产品用于种植有机辣椒，辣椒生长旺盛、不早衰、耐水性好，比施用有机肥增产了 75%，
8、辣椒商品性好，表面鲜亮，个头饱满。同时土质有所改善，土壤团粒结构增多，透气性增强，肥效增强。投入成本降低了 27%。（4）将该技术产品用于种植有机茄子和黄瓜，植株枝高叶大，茄身柔软，皮薄肉厚，黄瓜色泽鲜绿，水足味鲜，增产了 20%50%；同时也提升了土壤质天津市生态环境保护科技发展蓝皮书（2021） 99 地，土壤保水保肥性增强。茄子和黄瓜品相好，味道鲜嫩，使其售价提高了15%30%。（5）将该技术产品用于种植大叶香菜，香菜出苗率高，长势壮，品质好，优于传统有机肥的种植效果（出苗率低，长势矮小） 。同时，增产效果显著，大叶香菜产量相较于传统有机肥的产量（450 斤/亩）增产了近 90%左右。（6）将该技术产品用于种植辣椒，辣椒长势更旺盛，开花更多，辣椒产品品质更优质， 尺寸多长了 12 公分， 产量达到了 2300 斤/亩。 相较于市售化肥 （硫酸钾型复合肥 15-10-15）增产了 15%，减少了 80 公斤/亩的化肥使用量。