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烟草秸秆的绿色革命
——“烟草秸秆生物有机肥研制与产业化应用”项目探幽
2015年03月05日来源:烟草在线据中国烟草资讯网报道

  烟草在线据中国烟草资讯网报道  八百里清江八百里歌。过去的几年里,湖北恩施迅速成长为全国烟叶生产的“新星”——“清江源”烟叶品牌异军突起,基本烟田土地整理开创了全国山地烟区的典范,合作社管理等方面工作也探索出不少值得行业借鉴的重要经验。

  2015年新年伊始,捷报再传,“明星烟区”的桂冠上又添新的光彩。由湖北省局(公司)申报,恩施州烟草专卖局(公司)、湖北省烟草科技研究院、华中师范大学共同承担的“烟草秸秆生物有机肥研制与产业化应用”项目荣获中国烟草总公司2014年度科学技术进步奖一等奖。

  烟草秸秆,在广大烟区再平常不过,烟草秸秆的处理和应用,看似也是很常规的课题。湖北烟草、恩施烟草取得了怎样的技术突破,给这个老课题找到了新解答?

  立项:取之于土 还之于土

  “对烟草秸秆的处理和应用研究源于对可持续发展的思考。”恩施州局(公司)局长(经理)谭志平道出了2008年省局推进这项专题研究的目的。

  作为湖北省第一大烟区,恩施的烟叶占全省烟叶总量的近7成,“清江源”烟叶品牌更在一定程度上代表着湖北烟叶的形象。但是另一方面,长期的烟叶种植也给恩施烟区土地资源带来了沉重负担。

  “一直以来,烟农对土地普遍存在重用轻养的情况,复种指数高,连作时间较长,导致土壤贫瘠化,病虫害问题比较突出,而化肥的大量使用又造成了土壤的酸化板结,进一步降低了土壤的活性。”谭志平说。

  居安思危谋远虑。早在2006年,恩施州植烟土壤的生态修复被提上议事日程。

  “GAP提倡的‘内循环还田,恢复土壤肥力’理念给了我们很大的启发,从土壤里索取的,就要返还给土壤,正是这样的想法让我们把目光聚焦在了烟草秸秆的处理和应用上。”恩施州局(公司)技术中心主任王瑞博士说。

  每年烟叶采收后,大量的烟草秸秆是让烟叶产区颇为头疼的问题。如果不及时清除,会造成资源浪费,降低土壤肥力;清除之后如果只是简单地堆放在田间地头,病菌会直接进入土壤,容易导致各种烟草病害蔓延;进行焚烧又会给空气带来严重污染。烟草秸秆似乎成了“废弃物”的代名词。

  但在王瑞眼里,烟草秸秆里却蕴藏着“宝藏”。烟秆中纤维素和木质素含量较高,这些都是土壤腐殖质的重要来源。而且烟秆中还含有丰富的磷、钾、钙、镁以及其他微量元素,能够为土壤提供均衡的养料,是生物有机肥的最佳原料之一。

  “在国家大力倡导发展循环经济的今天,可以说,项目是在建设‘两型社会’的形势下应运而生,也是由恩施烟草可持续发展的紧迫感倒逼而生。”谭志平说,“从省公司副总经理杨树最早的倡导推动,到前任恩施州局局长、现任省公司副总经理黄树立的探索实践,再到目前的传承推广,全系统上下一心,‘一届带着一届干’,坚定地走绿色发展道路。”

  2008年,湖北省局(公司)正式启动“烟草秸秆生物有机肥”专题研究。在省局统一领导下,恩施州局(公司)积极践行“烟草秸秆生物有机肥研制与产业化应用”研究与推进工作。

  攻关:分类筛选 各个击破

  充分的理论数据,良好的应用前景,让研究人员信心十足,但是当真正深入开展研究时,却发现“现实很骨感”。

  湖北省局(公司)科技处处长祖秉桥至今仍记得2008年4月项目组召开第一次课题论证会时的场景——“受邀而来的行业内外专家提出的诸多质疑给研究人员泼了一盆凉水”,难题集中在三个方面:

  烟草秸秆木质素含量高,难以腐熟发酵,直接制约着生物有机肥分规模化、产业化运作;

  烟草秸秆带有烟草病菌,如果不能有效杀灭便直接返还土地,可能带来烟草病虫害的传播;

  烟草秸秆富含烟碱,如果得不到有效降解,发酵菌和功能菌难以生存或良好生长。

  正是这些关键而棘手的“瓶颈”,让烟草秸秆的处理和应用这个看似简单的课题变得复杂。多年来,行业内外围绕这一课题展开的研究大都因为这些问题无法得到理想的解决,最终只能放弃或者转向其他附加值稍低的方向。

  困难面前,项目组选择了迎难而上。凭着湖北人“敢为人先、追求卓越”的信念,在看不见的微生物领域,研究人员开始了一场“探秘寻宝”之旅。

  这是一个艰苦的过程。回顾项目从实验室小试到中试的研究过程,祖秉桥感触颇深:“最开始的时候,没有技术、没有设备、没有场地,很多工作都只能靠手工完成。没有合适的粉碎设备,就用菜刀把烟秆一点点人工切碎;没有菌种制配条件,就在一个大塑料桶里人工搅拌;没有发酵场地,就在实验室外的阳台上发酵。”

  功夫不负有心人。实验室里的三个寒暑,研究小组分类攻关、各个击破,最终赢得了胜利。

  针对烟草秸秆木质素、纤维素含量高和含有烟碱的特性,研究人员筛选出纤维素降解细菌B4、B26,霉菌M1、M90,木质素降解菌S13、S18,烟碱降解菌EA-17,对筛选出的菌株进行了菌株培养和发酵效果等试验,形成了菌株生产工艺。

  针对不同地区植烟土壤的性状和病虫害特点,筛选出高效解钾菌、抗青枯病生防菌、抗黑胫生防抗菌等系列功能菌,为开发多元烟草秸秆生物有机肥打下坚实基础。

  与此同时,经过病毒血清学、盆栽传毒试验,也论证了高温消毒方法可完全杜绝烟草秸秆病源菌传播,证实了烟草秸秆生物有机肥在生产上使用的安全性。

  三大难题,逐一破解。2011年,烟草秸秆生物有机肥终于走出实验室,开始进入产业化推广、应用的新阶段。

  推广:绿色烟草 循环经济

  走进位于恩施望城坡的清江源生物有机肥厂,眼下正是烟草秸秆生物有机肥生产的旺季。

  在这里,烟草秸秆被二次粉碎,经过102℃以上高温灭菌消毒处理15分钟后,就到了关键的布菌发酵环节。工人们在烟草秸秆粉末中均匀布洒发酵菌种,再用翻抛机和其他原料翻动后发酵。不远处,一个类似化学实验室的地方是整个厂区的核心,让烟草秸秆发生神奇变化的菌种正是在这里产生,并为各条生产线源源不断地提供发酵所需菌种,支撑整个产业链的运行。

  经过8年的研究与开发,目前恩施烟草秸秆生物有机肥已经形成了恩施望城坡、利川、鹤峰、宣恩4条生产线,具备年加工烟草秸秆15000吨、生产烟草秸秆生物有机肥30000吨的能力,统一注册了“清江源”烟草秸秆生物有机肥商标,分别获得了湖北省农业厅烟秆有机肥和农业部烟秆生物有机肥产品登记,几年来累计推广面积达到150万亩。

  “通过产品质量跟踪反馈,生物秸秆肥在土地整理后使用能快速恢复地力,消除土壤板结酸化,弥补了传统还田方式周期长、见效慢的缺点,为‘当年整理,当年修复、当年种植、当年受益’的土地整理提供了土壤修复技术支撑。”鄂西卷烟材料厂厂长廖泽敏说,“这实际上就是把GAP变成绿色GDP的过程!”

  而烟农无疑更有发言权,在恩施市城郊烟叶基地单元,烟农陈再祥告诉记者:“现在我们这儿家家户户都用生物秸秆肥,一来效果好,土壤病害少;二来无公害,施用不需要特别防护;三来地肥足,轮作种植其他作物,基本上很少施用其他肥料了;四来投入少,经济实惠,比化肥开销少。”

  不仅如此,在整个项目的研究和推广过程中,恩施烟草逐渐形成了以烟草行业多元化投资企业为生产主体、“清江源”科技园区为研发平台、科研机构为技术支撑、烟农合作社为合作伙伴的“产、学、研、社”产业化开发模式,不仅解决了烟秆处理难的问题,同时也加速了烟草秸秆生物有机肥的产业化推广,解决了恩施烟区土地修复难题,为广大烟农增加了收入,也丰富了合作社经营范围。

  科研创新无止境,恩施烟草围绕烟草生物有机肥的探索仍在继续。充分利用恩施当地富硒资源优势,他们陆续开发了富硒烟秆有机肥、富硒苗肥等系列产品。2014年,项目组又创新性地推出实施“瞬时蒸汽爆破技术处理烟草废弃物”项目,将烟草秸秆的处理和应用提升到更科学、更高效、更节能、更环保、更经济的新高度。

  谈及此次获奖,谭志平说:“这对我们无疑是极大的鼓舞和促进,将更加坚定我们走低碳烟草、清洁农业、循环经济的可持续发展之路。”

 

 

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