110有机废弃物基质化利用关键技术与产业化

2019年度国家科学技术进步奖提名公示材料项目名称有机废弃物基质化利用关键技术与产业化提名单位教育部提名意见（不超过600字）集约化工厂育苗（秧）和无土栽培等现代农业技术的发展，对有机基质的需求日益增多。该项目利用醋糟、椰糠、秸秆等有机废弃物开发系列化商品基质，并在工厂化育苗（秧）和无土栽培中产业化应用。创制发酵专用微生物菌剂，研发出有机废弃物“一调三控''发酵技术；创制出物料粉碎、发酵、配料等关键装备，开发出规模化基质全自动化生产线，显著提高生产效率；发明了醋糟微生物群落结构分子生物学研究方法，阐明了醋糟抗病促长机制，研发出系列化基质产品。项目成果获国家授权发明专利51件，软件著作权10件；自主研发装备9台套，自动生产线5条；发表论文75篇，其中SCI收录16篇，出版专著6部；制定地方标准和企业标准23个。培植基质品牌6个、产品15个、高新技术产品3个、著名商标2个、名牌产品2个。在全国22家基质生产企业、64家育苗（秧）企业和32家生产基地推广应用。近3年累计生产有机基质908.8万m3,培育园艺植物种苗10.9亿株、水稻基质育秧1.2亿盘，增加产值38.1亿元，新增利润3.6亿元，产生了显著的经济、社会和生态效益，引领了我国基质新兴产业的发展。本成果获教育部科技进步一等奖1项、江苏省农业技术推广奖一等奖2项。对照国家科技进步奖授奖条件，我部决定提名该项目为2019年度国家科技进步奖二等奖。项目简介集约化工厂育苗（秧）和无土栽培等现代农业技术的发展，对有机基质的需求日益增多。利用农业及农产品加工产生的有机废弃物开发有机基质，不仅可为现代农业提供质优价廉的基质产品，还可缓解环境压力。在前期研究的基础上，重点利用醋糟、椰糠、秸秆等有机废弃物开发系列化商品基质，并在工厂化育苗（秧）和无土栽培中产业化应用，引领了我国基质新兴产业的发展。创制发酵专用微生物菌剂，研发出有机废弃物“一调三控"发酵技术，破解产业发展的技术难题。针对传统有机废弃物发酵时间长（夏季60天、冬季90天）、发酵效果差的难题，筛选、分离出高温纤维分解发酵菌一易变糖丝菌，复配放线菌、芽孢杆菌等5种微生物菌株合成醋糟、秸秆等专用复合微生物发酵菌剂，发明了微生物活化、二次发酵技术，形成调节发酵料C/N和发酵过程控温、控湿、控氧的“一调三控”技术，建立有机物发酵腐熟度的判断指标体系，有机废弃物发酵时间缩短了1/2,并达到完全腐熟。技术达到国际领先水平。创制出物料粉碎、发酵、配料等关键装备，开发出规模化基质全自动化生产线，显著提高生产效率。发明了多级循环筛分及粉碎、多菌种全自动接种、发酵物料翻抛、定量加料等关键装备，并与物料搅拌、输送、压型、装袋等专用设备进行集成，研制出容积式和称量式配料精量控制方法，研发出成套基质自动化生产线，实现智能化配方式生产，效率提高12倍。促进基质由作坊式生产向工业化规模生产方式的转变。发明了醋糟微生物群落结构分子生物学研究方法，阐明了醋糟抗病促长机制，研发出系列化基质产品。发明了醋糟基质中微生物群落结构的总DNA提取方法，鉴定了醋糟基质中微生物的主要种类，分离出芽孢杆菌、青霉菌、拮抗细菌等有益微生物菌群，探明了醋糟中有益微生物对黄瓜抗病促长的生理和分子生物学机制；创建出基质添加有益微生物新方法，研制出通用型、专用型、功能型基质以及连作土壤调理的专用基质产品。发明了基质理化性状检测的多种检测方法和传感器，制定出基质产品质量标准。开发出园艺、园

林植物育苗和水稻工厂化育秧技术体系。探明了有机基质水分、养分运移规律，创建相应的精准化水肥管理技术；创制出园艺植物基质栽培新模式4种，实现有机基质的产业化应用。有机基质与草炭相比，生产成本降低30%、壮苗指数提高36%、产量增加22%。其中，功能型基质瓜类蔬菜苗田间枯萎病、根结线虫发病率分别降低58%和85%。获国家授权发明专利51件，软件著作权10件；自主研发装备9台套，自动生产线5条；发表论文75篇，其中SCI收录16篇，出版专著6部；制定地方标准和企业标准23个。培植基质品牌6个、产品15个、高新技术产品3个、著名商标2个、名牌产品2个。在全国22家基质生产企业、64家育苗(秧)企业和32家生产基地推广应用。近3年累计生产有机基质908.8万m3,培育园艺植物种苗10.9亿株、水稻基质育秧1.2亿盘，增加产值38.1亿元新增利润11.8亿元。本成果获教育部科技进步一等奖1项、江苏省农业技术推广奖一等奖2项。客观评价第三方评价2016年11月26日，由中国农学会组织有关专家对“生物发酵废弃物源基质产业化关键技术研发与应用”成果进行了评价，综合评分94.06。评价结论如下：该成果针对我国生物发酵废弃物数量大、利用率低、环境压力大、基质产品需求量剧增的现实问题，研究开发出废弃物基质化利用快速发酵技术与工艺流程，研制出性能稳定的系列化基质产品及自动化生产线，并在园艺作物育苗、优质栽培和水稻育秧中产业化应用，取得显著经济、社会和生态效益。整体技术处于国际先进水平，在生物发酵废弃物快速发酵菌种(株)的筛选及复合制剂应用方面处于国际领先水平。鉴定结论2013年11月13日，江苏省农业委员会组织专家对“植物营养基质研发及其高效应用技术”进行成果鉴定，鉴定意见如下：①筛选出高温纤维分解菌等发酵微生物，发明了有机废弃物二次发酵技术及发酵装置、发酵槽翻抛机转移车，以醋糟、秸秆、海藻渣、菇渣等有机废弃物为原料，研制出环保型营养基质发酵技术和工艺流程，较传统方式发酵周期缩短10〜20天；②研发出防病、抗虫、保肥、促长等不同功能型蔬菜营养基质产品，建立了主要蔬菜的营养基质集约化育苗及其栽培技术体系；③研制的营养基质推广应用到江苏、山东等13个省(市、自治区)，有效促进了有机废弃物综合利用和蔬菜生产发展，经济、社会、生态效益显著。以李天来院士为组长的鉴定委员会一致认为，本成果整体达国内领先水平。2013年4月3日，教育部组织专家对“利用酿造醋渣和作物鲜秸秆开发基质及其栽培应用中水肥精确调控技术研究''成果鉴定，鉴定意见如下：①筛选分离了专用的发酵微生物种群，结合园艺秸秆和草木灰等物料进行性状调节，开发了适合的高效发酵技术，突破了长期以来醋糟因酸度大、盐份高而难以发酵利用的技术瓶颈；②针对有机基质的理化性状特点，采用光谱和电信号等技术，建立了使用性能较强的水分、养分快速检测技术，实现了有机基质水分、全氮、铵态氮等指标的快速有效检测，并以黄瓜为研究对象，首次建立了有机基质水肥精确调控技术和方法，研发了实用性较强的施肥决策系统；③研制了具有自主知识产权的作物秸秆切割一粉碎和筛分一体化、固态物料定量配料等关键装置，结合发酵过程环境优化控制，形成有机物料高效发酵技术与工艺及基质生产体系；④该成果已实现了产业化，开发出醋糟和作物秸秆为原料的园艺植物育苗和栽培的系列化有机基质产品、水稻育秧基质产品，增产增收效果显著。鉴定委员会一致认为，该成果在醋糟高效发酵技术与工艺以及基质应用中的水肥精确调控等方面具有明显创新，总体达到国内领先水平。重要科技奖励(1)植物营养基质研发与产业化应用，获2016年教育部科技进步一等奖；

（2）蔬菜设施构型优化与高校栽培技术集成推广，获2014年江苏省农业技术推广一等奖；（3） 设施蔬菜连作障碍绿色防控技术集成与推广，获2017年江苏省农业技术推广一等奖；（4） 生物发酵废弃物源基质产业化关键技术研发与应用，获2017年中华农业科技二等奖；（5） 设施园艺有机基质栽培的高效精准管控技术，获2014年教育部科学技术进步二等奖。4.其他评价（1） 本成果开发的3个产品获得江苏省科学技术厅认证的“高新技术产品认证证书，2个产品获“江苏省名牌产品”称号，2个商标分别获知名名商标，1家企业通过质量管理体系认证。（2） 技术成果“穴盘有机叶菜”、“连作障碍防控”、“蔬菜高效生产技术”等连续5年被列为江苏省农业委员会列为全省农业重大技术推广计划，研发的水稻育秧基质被江苏省作物栽培技术推广站列为推荐产品。（3） “农产品酿造糟渣农用资源化技术及产业化”2008被科技部立项为农业科技成果转化资金项目；“蔬菜高效无土栽培成套技术与装备研发及产业化”2014年被江苏省科学技术厅立项为江苏省科技成果转化专项资金项目。应用情况自2006年以来，南京农业大学与国内12家基质生产企业（本成果完成企业4家）和7家育苗企业建立了长期合作关系，特别是2013年本成果通过江苏省农业委员会和教育部组织的鉴定验收后（附件4），在国内10个省、市、自治区的22家基质生产企业和64家工厂化育苗企业大规模推广应用。近三年累计生产基质产品900多万立方米，生产园艺植物种苗近11亿株，水稻秧苗1.2亿盘，产业化推广取得显著效果。开发出“柴米河”、“培蕾”、“沃强”、“健环”、“连盾”、“嘉禾”等6个基质品牌以及15个基质产品，开发的系列产品销往全国20多个省、自治区和直辖市以及泰国、马来西亚等国。成果的推广应用，不仅显著提高了园艺作物和水稻的产量、改善了品质，而且有效利用了当地工农业有机废弃物，保护了生态环境，取得了巨大的经济、社会和生态效益。随着我国现代农业、生态农业以及循环农业的发展，本项目研制开发的基质产品和水稻、园艺植物集约化育苗（秧）技术，必将显示出广阔的应用前景。主要知识产权和标准规范等目录知识产权（标知识产权（标准）具国家（地授权号（标准授权（标准发布）证书编号（标准批权利人（标准起草单发明人（标准起草人）发明专利（标准）有效状态准）类别体名称区）编号）日期准发布部门）位）授权发明专利一种有机物料腐熟菌剂及其制作方法中国ZL201110333334.72013-03271161627江苏培蕾基质科技发展有限公司蔡培元，蔡立新，朴春会，朱忠贵，史振侠有效专利授权发明专利一种无土栽培基质发酵装置及其发酵方法中国ZL20111033306.52013-11061299226江苏培蕾基质科技发展有限公司蔡立新，蔡培元，朱忠贵，史振侠有效专利授权发明一种秸秆碎末废弃物资中国ZL2012102015-09021774305江苏大学张西良；徐云峰;李萍有效专利

专利源化利用成套装备及基质化方法585511,5萍；罗胜；孙晓佳；路欣；徐坤；闻相军授权发明专利一种蔬菜无土栽培基质的制作方法中国ZL201310709278.12015-05131664594江苏兴农基质科技有限公司蔡忠，蔡培元，朱忠贵有效专利授权发明专利机插水稻育秧基质中国ZL200910029966.72011-0504770744淮安柴米河农业科技发展有限公司王其传，徐春山，祁红英，陈月珍，沈志远有效专利授权发明专利抗病、抗线虫育苗基质及其生产方法中国ZL200910029965.22011-0413758674南京农业大学，王其传，淮安柴米河农业科技发展有限公司王其传，祁红英，陈月珍，郭世荣，沈志远有效专利授权发明专利一种用于研究醋糟基质中微生物群落结构的总DNA提取方法中国ZL201210571281.72015-07181716864江苏大学李萍萍，林英，赵青松，杜道林，王纪章有效专利授权发明专利一种用于辣椒育苗栽培的醋糟生物活性基质及其制备方法中国ZL201310721536.82016-04132025347南京农业大学孙锦，郭世荣，郑舜怡有效专利软件著作权穴盘育苗管理专家系统（WEB版）V1.0中国2011SR0733732011-01200337047江苏大学王纪章，李萍萍有效专利授权发明专利一种醋糟有机基质含水量的检测方法中国ZL201010145770,72012-0321925163江苏大学朱咏莉；李萍萍；吴沿友;孙德民有效专利主要完成人情况姓名排名技术职称工作单位完成单位对本项目技术创造性贡献郭世荣1教授南京农业大学南京农业大学负责项目方案设计和实施、有机基质发酵工艺、基质配方研发、标准制定、技术体系集成及推广等，对项目第一、三项创新点做出了创造性贡献。获发明专利7项，发表论文13篇，编写专著3部，制定标准10个。

李萍萍2教授南京林业大学江苏大学负责基质自动化生产线的组装和配套，基质快速检测技术和产品开发、工厂化育苗环境控制系统等工作。对成果第一、二、三项创新点做出了创造性贡献。获国家发明专利19项，计算机软件著作权登记9项，发表论文51篇，其中SCI论文9篇，出版专著2部。孙锦3副教授南京农业大学南京农业大学参与有机基质发酵工艺、基质配方研发、标准制定、技术体系集成等工作，负责企业成果转化及长江以南省份的技术推广，对项目第一、三项创新点做出了创造性贡献。获发明专利6项，实用新型专利1项，编写专著3部，制定江苏省地方标准4项，发表论文5篇。王纪章4副研究员江苏大学江苏大学负责基于物联网的基质节水灌溉技术，参与基质水分养分检测技术、设施基质栽培的配套装备与配方等的研究工作，对成果第二、三项创新点做出了创造性贡献。获专利6项，计算机软件著作权10项，发表论文43篇。蔡立*新5无江苏蓓蕾基质科技发展有限公司江苏蓓蕾基质科技发展有限公司负责基质的发酵工艺、基质配方和产品研发、产业化生产、基质产品的推广应用以及水稻工厂化育秧技术集成推广等，对项目第一、二、三项创新点做出了创造性贡献。获发明专利9项，实用新型专利1项，制定企业标准8个。蔡忠6无江苏兴农基质科技有限公司江苏兴农基质科技有限公司主要负责水稻、蔬菜、苗木、花卉营养基质的研发和产业化开发，对项目第二、三项创新点做出了创造性贡献。获发明专利10件。夏江平7无厦门市江平生物基质技术股份有限公司厦门市江平生物基质技术股份有限公司负责苗木、花卉、蔬菜等营养基质的研发和产业化开发，对项目第三项创新点做出创造性贡献。获发明专利5项，实用新型专利4项，发表论文1篇。王其传8推广研究员淮安柴米河农业科技发展有限公司淮安柴米河农业科技发展有限公司负责有机废弃物合成有机基质的发酵工艺、基质配方研发、功能型育苗基质研发、基质产品产业化规模化生产、推广应用等，对项目第一、三项创新点做出了创造性贡献。获发明专利4项，制定企业标准3项，发表论文5篇.朱咏莉9研究员南京林业大学南京林业大学负责苗木基质的研发和基质性状的快速检测等工作，对项目第二项创新做出了创造性贡献。获发明专利2项，参与发表论文6篇，参与编写专著1部。李式军10教授南京农业大学南京农业大学负责有机废弃物生物发酵技术、育苗基质配方等方面研究工作，对项目第二、三项创新点做出了创造性贡献。

主要完成单位及创新推广贡献主要完成单位排名创新推广贡献南京农业大学1负责项目方案设计和实施、有机基质发酵工艺和合成流程研究、基质配方研发、标准制定、集约化育苗技术研究、技术体系集成及推广等，为合作企业提供技术支持，解决有机废弃物发酵和产品研发过程中的技术问题，协助开发营养基质系列产品。对项目第一、二、三项创新做出了创造性贡献。获得国家发明专利7项，制定江苏省地方标准11项，编写专著4部，以第一完成单位发表论文13篇。江苏大学2负责基质自动化生产线的组装和配套，基质快速检测技术和产品开发、工厂化育苗环境控制系统等工作。对成果第二、三项创新点做出了创造性贡献。获国家发明专利17项，计算机软件著作权登记10项，发表论文54篇，出版专著2部。江苏蓓蕾基质科技发展有限公司3主要负责有机物料发酵工艺研发和基质产品开发，以及在江苏、安徽、上海、浙江、泰国、缅甸等国家和地区进行基质产品推广应用，对成果第一、二、三项创新点做出了创造性贡献。获得国家发明专利7项，实用新型专利3项，制定企业标准3项。江苏兴农基质科技有限公司4主要负责水稻、蔬菜、苗木、花卉等基质的研发和产业化开发，在江苏、安徽、海南、上海、浙江等地进行基质产品和水稻育秧、蔬菜工厂化育苗的推广应用。对成果第三项创新做出了创造性贡献。获国家发明专利10项，制定企业标准3项。厦门市江平生物基质技术股份有限公司5主要负责苗木、花卉、蔬菜等作物基质的研发和产业化开发，在福建、广东、海南、上海等地进行基质产品的推广应用。对成果第三项创新点做出了创造性贡献。获得国家发明专利5项、实用新型专利4项，发表论文1篇。淮安柴米河农业科技发展有限公司6主要负责有机基质产品、水稻工厂化育秧的研发和产业化开发，在我国的江苏、安徽、辽宁、新疆、河南等地进行基质产品和蔬菜育苗、水稻育秧技术推广。对项目成果第一、三项创新点做出了创造性贡献。获得国家发明专利4项，制定企业标准2项，发表论文5篇。南京林业大学7负责苗木基质的研发和基质性状的快速检测方法研究等工作，对项目第三项创新做出了创造性贡献。获国家发明专利1项，以第一完成单位发表论文9篇。完成人合作关系说明南京农业大学作为成果完成的第一完成单位，多年来与江苏大学、江苏培蕾基质科技发展有限公司、江苏兴农基质科技有限公司、厦门市江平生物基质技术股份有限公司、淮安柴米河农业科技发展有限公司、南京林业大学等单位密切合作，开展联合攻关和科技合