2.4　秸稈生物反應堆技術

2.4.1　秸稈生物反應堆技術原理及應用

2.4.1.1　技術簡介

秸稈生物反應堆技術是指農作物秸稈在一定的設施條件下，在微生物菌種、催化劑和凈化劑等的作用下，定向轉化成植物生長所必需的CO2、抗病孢子、酶、有機和無機養料、熱量，從而提高農作物產量和品質的技術方法[16]。秸稈生物反應堆系統主要由秸稈、菌種、輔料、植物疫苗、催化劑、凈化劑、水、交換機、微孔輸送帶等設施組成。目前秸稈生物反應堆多應用于日光溫室農作物栽培上（圖2-8）。

秸稈生物反應堆技術，是一項全新概念的農業增產、增質、增效的有機栽培理論和技術，與傳統農業技術有著本質的不同，它的研究成功從根本上擺脫了農業生產依賴化肥的局面。該技術以秸稈替代化肥，以植物疫苗替代農藥，密切結合農村實際，促進資源循環增值利用和多種生產要素有效轉化，使生態改良、環境保護與農作物高產、優質、無公害生產相結合，為農業增效、農民增收、食品安全和農業可持續發展提供了科學技術支撐，開辟了新的途徑。

推廣秸稈生物反應堆技術具有顯著的經濟效益、生態效益和社會效益：a.使秸稈快速轉化利用，改善了農村生態環境；b.能夠產生二氧化碳效應、熱量效應、生物防治效應和有機改良土壤效應等四大效應；c.加快設施農業提質增效[17]。

2.4.1.2　秸稈生物反應堆基礎理論

秸稈生物反應堆應用秸稈作原料，通過一系列轉化，能綜合改變植物生長條件，極大地提高產量和品質，其理論依據是植物饑餓理論，葉片主、被動吸收理論，秸稈礦質元素可循環重復再利用理論，植物生防疫苗理論。

（1）植物饑餓理論

農業生產中，作物的產量和品質主要取決于氣（CO2）、水（H2O）、光這三大要素。由于大氣中提供的CO2 遠遠不能滿足植物生長需要，所以CO2成為植物生長最主要的制約因素。增加CO2 濃度是提高農作物產量和品質的重要途徑。要想作物高產優質，必須提供更多的植物“糧食”二氧化碳，解決植物CO2饑餓問題。總之，一切增產措施歸根結底在于提高C。

（2）葉片主、被動吸收理論

植物葉片從空氣中吸收CO2 后，利用根系從地下吸收水分，在光的作用下植物將CO2和水匯集于“葉片工廠”合成有機物，并貯存在各個器官中。白天，葉片具有把不同位置、不同距離的CO2 吸收進植物體內的本能，稱為“葉片主動吸收”。若人為地將CO2 輸送進葉片內或其附近，會使有機物合成速度加快，積累增多，這被稱為“葉片被動吸收”。

（3）礦質元素可循環重復利用理論

植物生長除需要大量的氣、水、光外，還需要通過根系從土壤中吸收N、P、K、Ca、Mg、Fe、S 等礦質元素。秸稈（植物體）中積存了大量的礦質元素，經秸稈生物反應堆技術定向轉化釋放出來后，能被植物重新全部吸收。傳統農業生產中，人們習慣把土壤施肥作為農業增產的主要措施，實際上，化肥對農業的增產作用，首先是培養土壤中的微生物（如氮化菌、硝化菌、硫化菌等），再吸收轉化微生物代謝釋放出的CO2，最終導致作物增產。因此，采用秸稈生物反應堆可以大大減少化肥施用量。

（4）植物生防疫苗理論

植物疫苗是秸稈生物反應堆技術體系中的重要組成部分，是從根本上防治植物病蟲害的根本方法。植物疫苗類似于動物疫苗，通過對植物根系進行接種，疫苗進入植物各個器官，激活植物的免疫功能并產生抗體，實施植物病蟲害防疫。植物疫苗的生物特性：a.感染期的升溫效應；b.感染傳導的緩慢性；c.好氧性；d.恒溫恒濕性；e.側向傳導性。

植物疫苗經過十幾個省、100多個縣，在果樹、蔬菜、茶葉、豆科植物、煙草等作物上大面積示范應用，生防效果達90%以上，平均用藥成本降低85%，平均增產30%以上，是有機食品生產的主要技術保障，有效地解決了當前農業生產中急待解決的病蟲害泛濫、農藥用量日增、農產品殘留超標等問題，為消費者的食品安全和健康帶來希望。

2.4.1.3　秸稈生物反應堆反應過程

秸稈生物反應堆進行的反應，一般分為升溫階段、高溫階段、降溫階段和腐熟階段四個階段。

（1）升溫階段

秸稈生物反應堆反應初期，堆體溫度逐步從環境溫度上升到45℃左右。這主要是由其中的微生物新陳代謝導致的，微生物主要來自于有機物料腐熟劑，也有部分來自原材料和土壤。這些微生物主要包括細菌、真菌和放線菌，以嗜溫性微生物為主，主要是氨化細菌、糖分解細菌等無芽孢菌對粗有機質、糖分等水溶性有機物及蛋白質類進行分解。

（2）高溫階段

堆體溫度上升至45℃以上時，即進入高溫階段。在這一階段，嗜中溫微生物代謝受到抑制甚至死亡，嗜熱性微生物成為主導微生物，反應堆中殘留和新形成的可溶性有機物繼續被氧化分解。纖維素、半纖維素和蛋白質類的復雜有機物也開始被強烈分解。隨著堆體溫度的升高，不同種類的活躍微生物交替出現。溫度在50℃左右時，嗜熱性真菌和放線菌最活躍，當堆體溫度上升至50～70℃的高溫階段時，高溫性纖維素分解菌占優勢，除繼續分解易分解的有機物質外，分解半纖維素、纖維素等物質，這一時期又稱為纖維素分解期。當溫度上升至60℃時，真菌幾乎完全停止活動，只有嗜熱性放線菌和細菌繼續進行活動。當堆體溫度上升到70℃時，大多數嗜熱性微生物已經不能適應，不再進行新陳代謝，進入休眠和死亡階段。

（3）降溫階段

高溫階段造成微生物死亡和新陳代謝活動減弱，堆體溫度開始下降，進入降溫階段。隨著溫度的降低，嗜溫性微生物又開始占據主導地位，對殘存的難分解有機物做進一步的分解。但由于代謝基質減少，微生物活性普遍下降，堆體發熱量下降，溫度開始下降。當溫度降至50℃以下時，嗜中溫性微生物顯著增加，主要分解殘存的纖維素、半纖維素和木質素，因此，這一時期稱為木質素分解期。

（4）腐熟階段

秸稈生物反應堆反應經歷升溫、高溫和降溫三個階段后，把有機物基本氧化分解成有機肥及殘余物，需要的氧氣量大大減少，進入腐熟階段。若讓秸稈生物反應堆繼續運轉，就需要重新加料，提供充足的原料和適宜的環境條件。

2.4.1.4　秸稈生物反應堆作用效果

（1）CO2效應

一般可使作物群體內的CO2濃度提高4～6倍，光合效率提高50%以上，饑餓程度得到有效緩解，生長加快，開花坐果率提高，標準化操作平均增產30%～50%，農產品品質顯著提高。

（2）熱量效應

在嚴寒冬天里大棚內20cm地溫提高4～6℃，氣溫提高2～3℃，能顯著改善植物的生長環境，提高作物抗御低溫的能力，有效保護作物正常生長，可使生育期提前10～15d。

（3）生物防治效應

菌種在分解秸稈過程中產生大量的抗病孢子，對病蟲害產生較強的拮抗、抑制和致死作用，能夠使植物發病率降低90%以上，農藥用量減少90%以上，若標準規范化操作可基本上不用農藥。

（4）有機改良土壤效應

在秸稈生物反應堆種植層內，20cm耕作層土壤孔隙度能提高1倍以上，有益微生物群體增多，水、肥、氣、熱適中，各種礦質元素被定向釋放出來，有機質含量能增加10倍以上，為根系生長創造了優良的環境。

（5）酶處理殘留效應

秸稈在反應過程中，菌群代謝產生大量高活性的生物酶，與化肥、農藥接觸反應，使無效肥料變有效，使有害物質變有益，最終使農藥殘毒變為植物需要的二氧化碳。

（6）提高自然資源綜合利用效應

秸稈生物反應堆技術在加快秸稈利用的同時，提高了微生物、光、水、空氣游離氮等自然資源的綜合利用率。據測定：在CO2濃度提高4倍時，光利用率能夠提高2.5倍，水利用率提高3.3倍，豆科植物的固氮活性提高 1.9倍。

2.4.1.5　秸稈生物反應堆技術應用對象

①果、瓜、菜類　如櫻桃、杏、桃、蘋果、梨、草莓、甜瓜、西瓜、黃瓜、茄子、甜椒、辣椒、番茄、西葫蘆等。

②經濟作物　如茶樹、花生、大豆、煙草、棉花、大姜、蘆筍等。

③中藥材　如三七、人參、西洋參、丹參、桔梗、柴胡、半夏和五味子等。

④花卉、苗木　如牡丹、蝴蝶蘭、杜鵑、君子蘭、玫瑰、百合、地瓜花、菊花以及綠化苗木等。

2.4.1.6　秸稈生物反應堆技術應用結果

（1）生長表現

①苗期：早發、生長快、主莖粗、節間短、葉片大而厚，開花早，病蟲害少，抗御自然災害能力強。

②中期：長勢強壯，坐果率高，果實膨大快，個頭大，畸形少，上市期提前10～15d。

③后期：越長越旺，連續結果能力強，收獲期延長30～45d，果樹晚落葉20d左右。

重茬導致的死苗、死秧和病蟲害泛濫等問題得到解決。

（2）產量表現

不同果樹品種一般增產80%～500%；不同蔬菜品種一般增產50%～200%；根、莖、葉類作物一般增產1～3倍，豆科植物（如花生、大豆）一般增產50%～150%。總體來看：果樹增產效果大于蔬菜；根、莖、葉類蔬菜大于果實類蔬菜；豆科植物大于禾本科植物；以葉類為經濟產量的作物（如茶、煙等）大于以籽粒為經濟產量的作物；C3植物大于C4植物等。

（3）品質表現

果實整齊度、商品率、顏色、光澤、含糖量、香味、香氣質量能夠顯著提高；產品亞硝酸含量、農藥殘留量顯著下降或消失。桃樹應用生物反應堆技術效果對比見圖2-9。

（4）投入產出比

溫室果菜、瓜類投入產出比為1∶（14～16）；大棚果菜、瓜類為1∶（8～12）；小棚瓜、菜為1∶（5～8）；露地栽培瓜、菜為1∶（4～5）；特殊中藥材為1∶（20～50）[19]。

（5）降低生產成本

溫室每畝可減少3500～4500元；大棚每畝減少1500～2500元；小拱棚每畝減少500～1000元。

2.4.2　秸稈生物反應堆技術流程

2.4.2.1　秸稈生物反應堆技術分類

秸稈生物反應堆主要有內置式、外置式和內外結合式三種類型。外置式和內置式秸稈生物反應堆的主要形式及適用條件分別見圖2-10 和圖2-11。在實際應用中，具體選用何種方式時，需要綜合考慮生產地、種植品種、定植時間、生態氣候和生產條件來確定。外置式秸稈反應堆比較適合于春、夏和早秋大棚栽培；內置式秸稈反應堆除用于保護地作物越冬栽培外，還可用于大田、果樹等作物栽培。當前，大面積馬鈴薯保護地栽培常采用內置式[20]。

2.4.2.2　秸稈生物反應堆技術流程

（1）內置式秸稈生物反應堆[21]

具體流程（圖2-12）：內置式秸稈生物反應堆是在地上開溝或挖坑，將秸稈菌種、疫苗等按照要求分別埋入每個地溝或地坑中，澆水、打孔，使這些物質發生反應生成二氧化碳，增加地溫、抗病孢子、生物酶、有機和無機養料的技術。該技術是依據植物葉片主動吸收原理研制出來的設施裝置（圖2-13）。內置式秸稈生物反應堆根據應用位置和時間的不同可分為行下內置式、行間內置式、追施內置式和樹下內置式四種形式。內置式生物反應堆的特點：用工集中，一次性投入長期使用，地溫效應大，土壤通氣好，有利于根系生長，二氧化碳釋放緩慢，不受電力限制，在農村適用范圍廣。

（2）外置式秸稈生物反應堆[22]

外置式秸稈生物反應堆的具體操作流程如下（圖2-14）：在地底下挖溝或挖坑建設二氧化碳貯氣池，池上放箅子做隔離層，按要求加入秸稈、菌種等反應物，噴水，蓋膜，抽氣加快循環反應。該技術是依據植物葉片被動吸收理論研制出來的設施裝置（圖2-15）。這種生物反應堆技術操作靈活，可控性強，造氣量大，供氣濃度高，二氧化碳效應突出，見效快，加料方便。不足之處就是必須有電力供應的地方才能利用。

（3）內外結合式秸稈生物反應堆

內外結合式秸稈生物反應堆是指在同一塊土地上，內置式和外置式同時采用的秸稈生物反應堆技術。該技術兼具內置式和外置式兩者的優點，使優勢互補，克服兩者的缺點，若標準化使用可使作物增產1倍以上，該技術比較適用于秸稈資源豐富、有電力供應的地區。

2.4.3　秸稈生物反應堆制作

2.4.3.1　內置式秸稈生物反應堆制作技術

（1）行下內置式秸稈生物反應堆操作步驟

1）開溝（圖2-16）　定植前在種植行下開溝，溝寬與種植行相同，溝長與行長相等，溝深20～25cm，寬60～80cm，挖出的土壤等量分放溝的兩邊。隔100～120cm再開一溝，依次進行。開溝可用人工，也可用開溝機。開溝機開溝速度快，質量高，成本低，每畝2～3h即可完成[21]。

2）鋪放秸稈（圖2-17）　開溝完畢后，在溝內鋪放秸稈（玉米秸、麥秸、稻草等），往溝內鋪秸稈，秸稈鋪放厚度為25～30cm，然后鋪勻踩實。為了便于氧氣輸送到秸稈內，在溝兩頭需露出 10cm左右的秸稈茬頭。

3）撒放菌種（圖2-18）　鋪完秸稈后，將菌種均勻撒放在秸稈上，每溝用處理后的秸稈6～7kg，用鐵锨拍振一遍，使菌種與秸稈均勻接觸，然后將溝兩側的土回填于秸稈上。

4）覆土（圖2-19）、接種疫苗　一是將溝兩邊的土回填于秸稈上，第一次覆土厚度為10cm；二是接種疫苗，使疫苗均勻分布于壟面上，并用耙子耙一遍；三是將剩下的土回填于壟上，秸稈上覆土總厚度為20～25cm，形成種植壟，并將壟面整平。

5）澆水（圖2-20）　覆土后3～4d澆水。第一次澆足，以秸稈充分濕透為宜。隔3～4d再澆一次水，保證地勢高的地方澆透，晾曬幾天后及時覆土將壟面找平，使秸稈上土層保持20cm厚。

6）打孔通氣（圖2-21）　用14號鋼筋打孔，打孔孔深以穿透秸稈層為準，孔離苗一般10cm左右，孔距20cm。打孔的目的是使秸稈反應堆中產生的二氧化碳釋放出來，同時方便氧氣的進入。

7）定植（圖2-22）　定植時一般不澆大水，只澆小水。澆水2～3d后，找平起壟，秸稈上土層厚度一般在 15cm左右，然后定植，加蓋地膜。定植后再打一遍孔，隔3～5d澆一次透水。待能進地時抓緊再打一遍孔，以后每次打孔要與上一次打孔錯位，生長前期每月打孔1～2次，中后期3～4次。

（2）行間內置式秸稈生物反應堆

行間內置式秸稈生物反應堆一般在定植后蓋膜前進行。首先，在行間起土15～20cm，離開苗15～20cm，從一頭開始起土，深15～20cm，寬60～80cm，鋪放20～30cm厚的秸稈，與行下內置式一樣，行兩頭需露出10cm的秸稈茬頭，然后在秸稈上均勻撒放所需菌種，用鐵锨拍振一遍，回填土壤于秸稈以后，覆蓋地膜，最后在離苗10cm處用14號鋼筋打孔，孔深以穿透秸稈層為準。

（3）追施內置式秸稈生物反應堆

為保持全生育期持續增產、彌補定植時因為沒有秸稈或秸稈量不足造成的缺失，在生長期內宜使用該方式。方法是將新下的秸稈用粉碎機粉碎，按每畝菌種用量3kg、麥麩60kg、餅肥30kg、秸稈粉900kg、水2000kg（其比例為1∶20∶10∶300∶666），混合拌勻，堆積成高60cm、寬100cm的梯形堆升溫，用直徑5cm的木棍在堆面上打孔9個，蓋膜，發酵，升溫至45～50℃，即可穴施。30cm 1穴，離開作物15cm，每穴0.5～1.0kg；隨即覆土，每穴打孔3～4個；追施后7～10d一般不澆水，以后根據墑情進行常規澆水，一般作物在生育期追施2～3次。

（4）樹下內置式秸稈生物反應堆

根據不同應用時期又分全內置和半內置兩種，適用于果樹，綠化樹、防沙林等附加值較高的樹種也可參照使用[23]。

1）樹下全內置式　在果樹的休眠期適用此法。做法是環樹干四周起土至樹冠投影下方，挖土內淺外深10 ～25cm，使大部分毛細根露出或有破傷。坑底均勻撒接一層疫苗，上面鋪放秸稈，厚度高出地面10cm，再按每棵樹菌種用量均勻撒在秸稈上，撒完后用鐵锨輕拍一遍，坑四周露出秸稈茬10cm，以便進氧氣。然后將土回填秸稈上，3～4d后澆足水，隔2d整平、打孔、蓋地膜，待樹發芽后用12號鋼筋按30cm×25cm見方破膜打孔。見圖2-23。

2）樹下半內置式　果樹生長季節適用此法。做法是將樹干四周分成6等份，間隔呈扇形挖土（隔一份挖一份），深度40～60cm（掏挖時防止主根受傷）。撒接一層疫苗，再鋪放秸稈，鋪放一半時撒接一層菌種，待秸稈填滿后再撒一層菌種，用鐵锨輕拍后蓋土，3d后澆水找平，按30cm×30cm見方打孔。一般不蓋地膜，高原缺水地區宜蓋地膜保水。見圖2-24。

2.4.3.2　外置式秸稈生物反應堆制作技術

外置式秸稈生物反應堆，是把秸稈生物反應堆建在地面以上的反應堆模式。外置式秸稈生物反應堆有兩種模式：一種是標準外置式秸稈生物反應堆模式；另一種是簡易外置式秸稈生物反應堆模式，該模式開溝、建造等工序同標準外置式。只是為節省成本，溝底、溝壁用農膜鋪設代替水泥、磚、沙砌壘[23]。

（1）標準外置式秸稈生物反應堆

1）備料　主料、輔料及有機物料腐熟劑等與內置式基本一致，不再詳細贅述。

搭發酵架及發酵堆通氣需要不同規格的硬塑料管，一種是內徑10cm、長1.5m的塑料管2根，在管壁上扎通氣孔若干個；另一種是細管6～8根，壁上也要有通氣孔。

2）建造貯液池 　秸稈生物反應堆既可以建在棚外也可以建在棚內。一般秋冬季建在棚內，春夏季建在棚外。在棚內建池的位置大都在靠近大棚出入口的一端。一般寬1m，深80cm，長5～7m（隨大棚尺寸延長或縮短）。貯液池應離開后墻60cm，南北向開挖，池壁要整修平滑。在靠近作物一側的一端或中間，挖長80cm、寬80cm左右的、略深于池底的方形坑，坑內用磚砌好，堅固抗壓。在貯液池方形坑內用厚塑料布緊貼底部及四周鋪好，防止滲漏發酵液。貯液池壘至高于地面20cm，上端砌成直徑40cm的圓形口，以安裝送風機和送風帶。見圖2-25。

3）搭發酵架　在貯液池上面，每隔80cm放一根小水泥桿，共放6～18根，水泥桿上再拉2～3道鐵絲，防止秸稈等物料漏下。見圖2-26。

4）鋪料和接菌　在發酵架上鋪玉米秸等原材料（見圖2-27），最底層鋪長的，起支撐、防漏作用。每層鋪玉米秸40～50cm，同方向順放。然后在秸稈上撒一層發酵好的有機物料腐熟劑，以及餅肥和氮肥，并輕拍秸稈，使菌種落入玉米秸之間的空隙里。然后依次鋪放第二層和第三層，層與層之間秸稈要交叉疊放。最后把內徑10cm、長1.5m且在管壁上扎有若干個氣孔的塑料管2根扎入秸稈層中，距離適當，管子上端露出秸稈層，以利于通氣；若采用扎若干個孔的管，要增加根數，一般用6～8根，排列均勻，保證氣體暢通。第一次建堆需要鋪玉米秸1000～1500kg、有機物料腐熟劑1000g。

5）澆水、覆膜，促進發酵　在最后一層鋪完秸稈及撒完菌種以后，在頂層澆水，濕透秸稈，然后覆蓋塑料布。秸稈上面覆蓋的塑料布靠近送風機的一側要蓋嚴，以保證送風機抽出的二氧化碳的純度。見圖2-28。

6）安裝送風機　在貯液池方形坑的機座上安裝送風機，要求平穩牢固。將送風帶的一端套在送風機的出口管上，另一端延伸到大棚里面，固定在大棚龍骨上或用鐵絲固定。氣帶打孔與開機抽氣見圖2-29。

（2）簡易外置式秸稈生物反應堆

1）備料　主料、輔料與內置式秸稈生物反應堆相同，可參照內置式秸稈生物反應堆的制作。外置式秸稈生物反應堆還需要建造發酵架及貯液池，除此之外還需要準備一些其他材料。

①塑料布2塊，一塊大小為500cm×700cm，放在貯液池里裝發酵液，要求稍厚耐用，附在貯液池底部及四周，不漏水；另外一塊大小為700cm×800cm，用于覆蓋發酵架上的發酵物。在這塊塑料布上要打一定數量的孔，用于堆內外通氣。

②小水泥桿或木棒8根，每根粗4cm，長180cm，要結實，能承重2000kg以上。

③風機1臺，送風用，要求防水防潮，直徑35～40cm。

④送風帶1條，直徑35～40cm，長度依溫室大棚的長度而定。

此外，還要準備電線及磚塊，用于送風機接電、送風及砌送風機機座。

2）建造貯液池　貯液池一般建在大棚的入口處。挖長5m、南側深40cm、北側深60～100cm、池口寬80～120cm、池底寬60cm的船形池。把500cm×700cm的塑料布鋪在池內，緊貼底部和四壁，防止漏水滲水。

在貯液池的中間腰部位置，用磚或石頭壘送風機的機座。機座為圓筒形，直徑為35～40cm。機座傾斜角為45°。風機安裝好后，底座與風機連接的部位用黃泥及其他材料密封好，以不透風為原則。

3）搭發酵架　在貯液池的上沿搭放水泥桿或木棒，并適當固定，防止滑動。若使用牛羊糞等碎料，應在木棒上加防漏網，以免發酵物落入池內。

4）鋪料和接菌　在發酵架上平鋪玉米秸，第一層鋪40cm厚，上面撒放有機物料腐熟劑混合物總量的15%，以及餅肥或氮化肥的1/5；第二層鋪30cm厚，撒放有機物料腐熟劑混合物總量的20%，餅肥或氮化肥用量同上；第三層鋪30cm厚，撒放有機物料腐熟劑混合物總量的20%，餅肥或氮化肥用量同上；第四層鋪30cm厚，撒放有機物料腐熟劑混合物總量的25%，餅肥或氮化肥用量同上；第五層鋪30cm厚，撒放有機物料腐熟劑混合物總量的20%，餅肥或氮化肥用量同上。

5）澆水及發酵　鋪好玉米秸稈及其他物料后，在上面澆水（清潔，不含消毒劑），要求澆水均勻并澆透。一般是在定植蔬菜前2～4d澆水，定植后秸稈生物反應堆正好啟動，開始起作用。在發酵堆上澆的水，滲漏到貯液池里一部分，在貯液池北側留一個取液口。第一次澆水1d后，再取滲漏在貯液池里的發酵液回澆到發酵堆上。以后每隔7～10d在發酵堆上澆水1次。在發酵過程中，會產生很多殘渣和發酵液，這些物質營養豐富（前文已介紹），可以作為肥料使用。

6）覆膜保溫保濕，促進發酵　用已經打好孔的700cm×800cm的塑料布蓋在發酵堆上，保溫保濕，促進發酵。為了更好地起到保濕的作用，還可以在發酵物頂層撒一薄層碎秸稈，撒后再蓋上塑料布。

7）安裝風機　把送風機安裝在機座上，把送風帶一端連接在送風機出氣管上，固定住。另一端沿大棚東西走向，懸掛在大棚的中間。送風帶底部要扎些細小的微孔，離風機越遠處越密。當大棚內有陽光時，即可開機送氣，把二氧化碳送到植株尤其是葉片附近，促進光合作用。

8）按時添加發酵料　秸稈生物反應堆使用一段時間后，秸稈被轉化掉一部分，堆垛逐漸縮小，應根據減少的量及時添加。一般來說，生物反應堆運轉3個月后，就該進行第二次添加發酵料，同時添加有機物料腐熟劑混合物及其他輔料，比例按照鋪料時的比例適當增減。

2.4.4　秸稈生物反應堆技術操作要點

2.4.4.1　菌種及疫苗處理

（1）疫苗用量

根據種植作物的種類不同，疫苗的用量也不相同。一般設施瓜、菜畝用量4～5kg；草莓、人參、三七、桔梗畝用量5～6kg；果樹畝用量3～4kg。

（2）處理配方

配方1：1kg疫苗，20kg麥麩，20kg餅肥（豆餅、菜籽餅、棉餅等），60kg秸稈粉（玉米秸、稻草、麥秸、豆秸等），160kg水，五種物料摻和并攪拌均勻。

配方2：1kg疫苗，20kg麥麩（或50kg餅肥），75kg秸稈粉，170kg水，四種物料摻和均勻。

（3）堆積發酵放熱處理

將依據配方拌好的原料堆積成50cm的方形堆，并在上面按照20cm見方打孔，孔徑為5cm，孔深以見底為準，使其升溫。若房外處理，需蓋膜保濕，若在房內處理，則不需要蓋膜；待堆溫升至55℃時，及時翻堆，并摻入1倍的大田細土，重新堆積打孔蓋膜，當溫度再次升至55℃時，開堆攤薄至10cm厚，2d后即可使用。在低溫季節則不需要放熱處理，只需堆積4～24h即可接種。

（4）疫苗與反應堆的最佳結合方式

高溫季節，疫苗接種配合使用外置式秸稈生物反應堆；低溫季節，疫苗接種配合使用內外結合式秸稈生物反應堆。

2.4.4.2　內置式秸稈生物反應堆操作技術要點

（1）秸稈、菌種及輔料用量

1）可用秸稈種類　玉米秸稈、麥秸、高粱稈、稻草、豆秸、稻糠、花生殼、花生秧、谷稈、向日葵稈、煙稈、樹葉等。

2）行下內置式　每畝秸稈用量3000～4000kg，菌種8～10kg，麥麩160～200kg，餅肥80～100kg。

3）行間內置式　每畝秸稈用量2500～3000kg，菌種7～8kg，麥麩140～160kg，餅肥70～80kg，若秸稈資源充足，生育期長的農作物可以適當增加用量。

4）追施內置式　每畝秸稈粉用量900～1200kg，菌種3～4kg，麥麩60～80kg，玉米粉或餅肥80～100kg。

5）樹下內置式　每畝秸稈用量2000～3000kg，菌種4～6kg，麥麩80～120kg，餅肥60～90kg。

6）菌種處理方法　菌種在使用前必須做相應處理（圖2-30）。按1kg菌種摻20kg麥麩，加水20～22kg（有餅肥可以摻入10～20kg，增加水15～30kg），混合均勻，堆積發酵4～24h即可使用。若當天使用不完，應攤放于室內或陰涼處，厚度8～10cm，第2天繼續使用，2～3d內用完。

7）肥料用量及要求　種植蔬菜、水果和豆科植物時，可用牛、羊等草食動物糞便和餅肥，每畝用牛羊糞3～4m3，或餅肥100～150kg，與內置式生物反應堆結合使用效果更佳。采用該技術時嚴禁使用化肥和非草食性動物雞、豬及人等的糞便。因為使用化肥會影響菌種活性，同時還會使土壤板結，加速病蟲害的蔓延。若使用人及雞、鴨、豬的糞便，會加速線蟲繁殖與傳播，導致植物發病。

（2）應用方式的選擇

1）行下內置式　在秋、冬、春三季，地處高海拔、高緯度、干旱、寒冷和無霜期短的地區，在秸稈資源充足的條件下，宜采用這種方式，一般在定植前15～20d進行。

2）行間內置式　高溫季節或定植前無秸稈的區域宜采用這種方法，一般在定植播種后至開花結果前進行操作，植株矮時用整秸稈，植株高時用碎秸稈，以利于快速發酵和防止損傷蔬菜。

3）追施內置式　在作物生長的整個過程均可以使用。將秸稈粉碎拌菌種堆積2d，采取追施化肥一樣的穴施方式。

4）樹下內置式　一年四季均可使用，落葉至發芽前采用整秸稈；生長季節內可采用碎秸稈和整碎結合的秸稈。

（3）注意事項

①內置式需在定植播種前 20d左右操作，最少不能低于10d。

②第一次澆水要足，第二次澆水間隔要長（30～40d），第三次澆水要巧。

③禁用各種化肥和殺菌劑。

④溫室、塑料拱棚采用內置式反應堆時，為了方便CO2和氧氣的輸送，一般不用地膜覆蓋。

⑤內置式秸稈生物反應堆建造應該掌握四不宜原則：a.開溝不宜過深，一般20～25cm；b.秸稈和菌種量不宜過少，一般3000～4000kg秸稈；c.覆土不宜過厚，一般25cm；d.打孔不宜過晚，澆水后應該及時打孔。

2.4.4.3　外置式秸稈生物反應堆技術操作要點

外置式反應堆的使用與管理可以概括為“三用”和“三補”。上料加水當天要開機，不分陰天、晴天，堅持白天開機不間斷。

（1）用氣

苗期每天開機5～6h，開花期7～8h，結果期每天10h以上。不論陰天、晴天都要開機。研究證實：反應堆CO2氣體可增產55%～60%。尤其是中午不能停機。

（2）用液

上料加水后第2天就要及時將溝中的水抽出，循環澆淋于反應堆的秸稈上，每天一次，連續循環澆淋3次。如果溝中的水不足，還要額外補水。其原因是通過向堆中澆水會將堆上的菌種沖淋到溝中，不及時循環，菌種長時間在水中就會死亡。循環3次后的反應堆浸出液應立即取用，以后每次補水淋出的液體也要及時取用。原因是早期液體中的酶、孢子活性高，效果好。其用法按1份浸出液對2～3份的水，灌根、噴葉，每月3～4次，也可結合每次澆水沖施。反應堆浸出液中含有大量的二氧化碳、礦質元素、抗病孢子，既能增加植物的營養，又可起到防治病蟲害的效果。試驗證明反應堆液體可增產20%～25%。

（3）用渣

秸稈在反應堆中轉化成大量CO2的同時，也釋放出大量的礦質元素，除溶解于浸出液中，也積留在陳渣中。它是蔬菜所需有機和無機養料的混合體。將外置反應堆清理出的陳渣收集堆積起來，蓋膜繼續腐爛成粉狀物，在下茬育苗、定植時作為基質穴施、普施，不僅替代了化肥，而且對苗期生長、防治病蟲害有顯著作用，試驗證明反應堆陳渣可增產15%～20%。

（4）補水

由于外置式秸稈生物反應堆技術發酵物固定在水泥桿上，澆水后水不斷滲漏下來，因此發酵物干得比較快。為使發酵物保持濕潤，必須及時給秸稈補水，如不及時補水，會降低反應堆的效能，致使反應堆中途停止。一般在低溫季節，10～15d補水1次，在高溫季節，7～10d補水1次。

（5）補氣

氧氣是反應堆產生CO2的先決條件，秸稈生物反應堆中菌種活動需要大量的氧氣，必須保持進出氣道通暢。隨著反應的進行，反應堆越來越結實，通氣狀況越來越差，反應就越慢，中后期堆上蓋膜不宜過嚴，靠山墻處留出10cm寬的縫隙，每隔20d應揭開蓋膜，用木棍或者鋼筋打孔通氣，每平方米5～6個孔。標準外置式秸稈生物反應堆建成當天，需要通電開機1～2h，通風換氣。在前5d，每天通風換氣2h左右，5d后，換氣時間延長至6～8h，及時把秸稈生物反應堆產生的二氧化碳通過微孔送風帶輸送到大棚蔬菜上。

此外，要經常檢查秸稈生物反應堆的通氣情況，防止厭氧發酵產生甲烷等有害氣體。即使是陰雨天，也要開機3～4h，保障二氧化碳氣體流通。此外，應根據作物大小、高矮、晴天、陰天、溫度高低等，靈活掌握風機的開機次數及通風時間。

（6）補料

外置反應堆一般使用50d左右，秸稈消耗在60%以上。應及時補充秸稈和菌種。一次補充秸稈1200～1500kg、菌種3～4kg，澆水濕透后，用直徑10cm的尖頭木棍打孔通氣，然后蓋膜；一般越冬茬作物補料3次。

2.4.4.4　秸稈生物反應堆常見問題及解決措施

在秸稈生物反應堆技術的應用實踐過程中，經常出現的問題及解決措施如下。

（1）不升溫

在秸稈生物反應堆啟動后，堆體不升溫，或迅速升溫過高。原因是水分過大，秸稈過濕；或水分過少，秸稈過干。采取的措施是調節秸稈含水量，將秸稈濕度調整到適宜含量。

如果堆體一直不升溫，需要考慮有機物料腐熟劑的有效性。如果有機物料腐熟劑沒有問題，需要考慮用水是否含有消毒劑，消毒劑存在會殺死有益細菌，導致不發酵，不升溫。

（2）升溫后溫度即刻下降

秸稈生物反應堆運轉后已經升溫，但時間不長就降下來，不再升溫。原因是秸稈的碳氮比過高，缺乏有機氮，應添加餅肥或氮化肥，增加氮素含量，滿足微生物代謝活動的需要。

（3）氨味漸濃

秸稈生物反應堆在運轉一段時間后，發酵堆體釋放的氣體，氨味逐漸加大。原因是通氣不暢，或秸稈含水量過大，造成厭氧發酵。應檢查通氣孔的通氣情況。若堵塞，需要重新扎孔或清除孔口污物，保證空氣流通。若水分過大，則需要調整水分。