土壤改良剂专项引导资金项目建设可行性研究报告.doc

企业自主创新及技术进步专项引导资金项目可行性研究报告 项目名称：高效生物型土壤改良剂规模化生产及应用 申请单位： 山东沃地丰生物肥料有限公司 编写时间： 2010 年 4月 25日二一一年四月一、总论（一）申请项目概述 核心技术、创新点和技术水平：本项目的核心技术是：采用生物菌剂为主体的土壤改良剂及其制备方法与应用，属于生物菌剂土壤改良剂技术领域。核心技术创新点主要体现在：（1）采用枯草芽孢杆菌、放线菌和木霉菌作为生产菌株，明确了效果最佳的菌株配比。（2）研究掌握了小规模菌株组合的多级培养基配方和液体发酵参数。（3）生产出成本低、效果优的草炭-硅藻土+花生粕-粉煤灰生物型土壤改良剂产品。（4）田间试验效果表明，生物型土壤改良剂效果明显，具有使作物显著增产、改善品质、减少病虫害和改良土壤的效果。在设施番茄上进行的多个试验表明，与对照相比使用土壤生物改良剂能够使番茄增产1530，而且明显改善番茄的品质，番茄中VC含量能够提高1231，硝酸盐含量降低824，可溶性总糖增加5左右，而且对糖/酸具有显著地改善。在设施黄瓜上进行的多个试验表明，黄瓜产量比对照高，增产幅度较明显，在1229之间，而且也明显改善黄瓜的品质，黄瓜中VC含量提高520，硝酸盐含量降低420。在设施甜椒上进行的多个试验表明，甜椒产量比对照高增产幅度较明显，在822之间，同时明显改善甜椒的品质，甜椒中VC含量提高625，硝酸盐含量降低510。施用生物型土壤改良剂能够增加土壤中真菌数，最多的增加了20倍，能够明显增加土壤中的放线菌数数量。项目的主要内容：建设年产20000吨生物型土壤改良剂生产线；成熟微生物菌株培养基配方和发酵参数，熟化发酵液与草炭-硅藻土+花生粕-粉煤灰复合吸附技术；登记产品1-2个，田间试验示范生物型土壤改良剂效果。主要用途及应用范围：技术可以应用于生物肥料生产企业；产品可以应用于各种土壤，特别是长年连作的蔬菜土壤和作物。（二）项目预计目标1、总体目标 计划投资额：总投资860万元，已完成投资470万元，新增投资390万元；新增投资用于实验室建设和改造车间投资100万元；生物型土壤改良剂生产线建设投资160万元；规模化生产物料间的配合和各种原材料筛选研究，以及人工、水电费用为80万元；试验补助费、会议、生物型土壤改良剂登记办证及不可预见费用50万元。项目完成时达到的成果熟化程度：成熟3种菌株的多级培养基配方和生产技术，熟化发酵液与草炭-硅藻土+花生粕-粉煤灰复合吸附技术；成熟中等规模生物型土壤改良剂生产设备的配置和生产工艺，建成年产20000吨生物型土壤改良剂生产线；完善生物型土壤改良剂的使用技术。使该技术能够广泛推广应用在企业和农民生产中。主要技术与性能指标：建成产品检测实验室，实验室能够从事微生物、有机养分和无机养分的检测工作；建设年产20000吨生物型土壤改良剂生产示范线，其产品符合企业制定标准；推广示范0.5-1.0万公顷，登记产品1-2个，申报国家专利1-2项。形成的技术可以应用在现有的和新建的微生物肥料生产企业，产品可以应用于各种土壤和作物。执行的质量标准：产品的性能指标符合企业制定、技术监督部门认可的标准。经济、社会、生态效益：（1）企业的直接经济效益项目完成后，在该公司建成年产2万吨生物型土壤改良剂生产线1条。生产出的产品销售价格3000元/吨，计算时按照销售费用200元/吨。在进行经济效益分析时采用如下数据： 税金：根据现行的财税制度，该项目产品免征流转税。按国家规定，项目需交纳所得税，税率为33%，计税基数为企业利润总额。盈余公积金：按所得税后利润的10%计取，公益金按所得税后利润的5%计取。1、原材料费用1）草炭：按每吨580元计，年需7000吨，年费用约为406万元。2）硅藻土：按每吨660元计，年需3000吨，年费用约为198万元。3）化工原料：按每吨3000元计，年需200吨，年费用约为60万元。4）花生粕：按每吨3000元计，年需250吨，年费用约为75万元。5）粉煤灰：按每吨100元计，年需750吨，年费用约为7.5万元。2、包装材料该项目产品主要采用袋装，40kg/袋、3.0元/袋（75元/吨），达产后年需包装袋费用150万元。3、动力消耗本项目年需用水1500立方米、电50万kwh、煤300吨，单价：3元/立方米水、电0.6元/kw、煤620元/吨，年动力费约为 28万元。4、工资及福利费项目定员16人，按每人每年工资1.5万元计算，福利费按工资的14%计取，年需工资及福利费用共计32.8万元。5、固定资产折旧和无形及递延资产摊销计算固定资产折旧按平均年限法计算。建筑工程按20年折旧，残值率为5%；仪器设备按10年折旧，残值率为5%；递延资产按5年摊销。建筑、实验室、厂房总价值400万元，生产设备320万元。6、其他费用计算1）其它管理费用指管理费用中扣除工资福利费用、折旧摊销等费用后的部分，按人员工资福利费用总额的5倍计算。2）销售费用：按年实现销售收入的10%估算。3）财务费用该项目资金来源主要包括项目资金无偿补助、企业配套资金和银行贷款，贷款年利率按6%计，利息支出为9.6万元。表1、企业经济效益分析表（单位：万元）序号科目金额（万元）1外购原材料896.52外购动力283直接人工32.84折旧费365摊销费126财务费用9.67其它费用9857.1制造费用4207.2其它管理费用1657.3销售费用4008总成本费用1999.9其中:固定成本1075.4可变成本924.5经营成本1951.99销售收入280010营业利润800.111所得税26412纯利润536.1根据以上数据计算得出：企业中试达产时销售收入为2800万元、上缴税金264.0万元、净利润536.1万元。（经济效益分析详见表2）（2）社会效益使用生物型土壤改良剂能够使作物显著增产，能够生产绿色无公害食品，能够提高农作物的销售价格，能够提高肥料的利用率，改良土壤，提高生态安全。按增产15%，肥料利用率提高6%， 2万吨生物型土壤改良剂将产生0.2亿多元人民币的社会效益。农民种植蔬菜每公顷能够增加收入1845元。生物型土壤改良剂能够显著提高土壤的物理化学指标和生物肥力，从而提高作物抗逆能力，减少农药用量，改善农产品的品质，增加出口创汇，显著增加农民收入。（3）生态效益生物型土壤改良剂提高土壤物理化学性状，提高化肥的利用率，降低化肥和农药的使用量，减少对有限矿产资源的开采和化肥厂的建设，节约矿产资源；防止施肥不合理造成的环境污染；减轻单施化肥和过量农药使用对土壤结构的破坏，对保证国家的生态安全起积极的作用，为农业可持续发展提供有力保证。2、阶段目标 各阶段的主要任务、达到的指标和资金使用情况见表2。表2、 各阶段的任务及达到的指标阶段主要任务达到的指标资金使用情况第一阶段2011.05-2011.12实验室建设改造，设计生产线、改造车间、研究确定配方建设微生物实验室，设计年产20000吨生物型土壤改良剂生产线，完成车间及相应的基础建设，确定原料和吸附剂等配方。100万元第二阶段2012.01-2012.06制造设备，安装生产线制造安装年产2万吨生物型土壤改良剂生产线。160万元第三阶段2012.07-2012.12进一步完善生产工艺，调试生产设备，生产出样品筛选适于规模化种子罐和发酵罐微生物发酵培养基配方。试制出生物型土壤改良剂100吨。进行肥料试验、示范和产品登记认证。80万元第四阶段2013.01-2013.05调整工艺、试制产品、通过田间试验和示范推广生物磷肥、申请有关登记，推广该肥料的生产工艺技术。进一步成熟工艺、试制产品，通过田间试验和示范推广生物型土壤改良剂；生产出1000吨产品，登记12个产品。形成规范化使用技术。推广示范面积0.5-1.0万公顷，登申报国家专利1-2项，研究开发适合山东省不同地区土壤和种植情况的新产品3-5个。50万元3、资金投入及使用计划（见表3、表4及表5，详见附表）表3、资金投入及使用计划投资情况投资方向用 途投资到位时间投资额（万元）已完成投资厂房、水电等基础设施用于厂房、水电、锅炉房、厂区道路、年产1万吨有机肥料生产线的建设和分析化验室。2008.07470新增投资实验室建设、设计生产线、改造车间购买仪器、房屋改造、设计生产线2011.05100研究规模化生产物料间的配合原料、人工2011.0680工业化生产线的建设改建车间，建立生物型土壤改良剂生产线 2011.12100生产实验各种原料、水电、用工2012.0660田间试验和示范、生产工艺调试、申请肥料登记试验补助费、原料和药品、办证费2012.1250表4、自筹资金使用计划（290万元）投资方向用 途投资到位时间投资额（万元）实验室建设、设计生产线、改造车间购买仪器、房屋改造、设计制造生产线2011.05100工业化生产线的建设改建车间，建立微生物发酵生产线车间，建立有机无机生物复合肥生产线 2011.09190表5、项目资金使用计划（100万元） 科 目用 途 及 费 用 支 出金额（万元）筹资方式1微生物发酵工艺技术材料、水、电等12.0用工费5.0小 计17.0专项资金2微生物菌种保存和扩繁材料、水、电等5.0用工费2.0小 计7.0专项资金3微生物发酵培养工艺材料、水、电等6工人工资2小 计8专项资金4草炭-硅藻土、花生粕-粉煤灰和微生物发酵液的合理配制用地费（0.4hm251年57500元/ hm2510点）2.0用工费（0.4hm251年56000元/ hm2510点）3.0试验补助5.0差旅费2.0小 计12.0专项资金5年产2万吨生物型土壤改良剂生产线试产各种原料，水、电等10.0工人工资3.0添加设备的部件1.0小 计14.0专项资金6微生物菌株的发酵生产试产发酵用药品、载体、水、电等15.0工人工资2.0小 计17.0专项资金7示范、宣传和推广经费用地费（1.0hm2 1年52000元/ hm2520点）3.0资料、广告费6.0差旅费2.0小 计11.0专项资金8协作单位补助经费2.0万元2年2单位8小 计8.0专项资金9办公费用3.0万元2年6.0小 计6.0专项资金10合 计100.0专项资金二、项目创新技术的先进性分析（一）简述 土壤改良剂国内外发展现状： 随着经济与社会的不断发展，土壤退化问题日益突出，主要表现为土壤紧实与硬化、侵蚀、盐碱化、酸化、元素失衡、化学污染、有机质流失和动植物区系的退化等，严重限制了土地生产力的发展。根据2 0 0 0 年世界粮农组织 ( F A O)世界土壤资源报告全球严重土地退化面积约为3500万k m2，占总土地面积的26%，其中由于农业生产活动造成的严重土地退化面积占总土地面积的9。农业生产活动造成土壤退化是引起土地退化的重要原因。应用土壤改良剂是修复退化土壤的重要措施之一。土壤改良剂能有效地改善土壤理化性状和土壤养分状况，并对土壤微生物产生积极影响，从而提高退化土壤的生产力。因此，其研究与应用对防治土壤退化具有重要的理论和现实意义。 土壤改良剂的研究始于 1 9世纪末，研究较多的有沸石、粉煤灰、污泥、绿肥、聚丙烯酰胺等单一改良剂，但其存在改良效果不全面或有不同程度的负面影响等问题。近年来，为进一步提高土壤改良剂的改良效果，降低其负面影响，越来越多的研究者将不同改良剂配合施用，但是配合施用的方法仍是值得探讨的问题。此外新型多功能改良剂的研制和应用也是目前的研究热点。土壤改良剂的分类：按原料来源可将土壤改良剂分为天然改良剂、合成改良剂、天然合成共聚物改良剂和生物改良剂。天然矿物对土壤改良的效果主要表现在以下几个方面。改善土壤结构。有的天然矿物如膨润土具有一定的膨胀、分散性 、粘着性等，施入土壤可增加团聚体数量， 增大土壤孔隙度， 降低土壤容重。提高土壤的保水能力。沸石具有贮水能力，施入土壤后可提高耕层土壤的含水量 1% 2%。在干旱条件下使耕层土壤田间持水量增加5% 15%。李吉进等用膨润土改良砂土，可使土壤含水量增加。提高土壤保肥能力和增加土壤肥力。沸石具有很强的吸附能力和很高的阳离子交换量，可促进土壤中养分的释放。关连珠等研究发现沸石可吸附NH4 + 和P ，所吸附的NH4 + 和P大部分是可解吸的。沸石也可活化土壤难溶性P；沸石还能改善土壤供钾状况。另外膨润土、蛭石等也具有保肥作用，能给土壤带来植物生长所需的常量和微量元素( Ca 、Mg 、K、Fe等 )。改良盐碱地，缓冲土壤p H值。土壤中的Na+、 CI-都可以进入沸石内部被沸石吸附，使土壤中的盐分减少，碱化度降低，并对土壤 pH值起到缓冲作用。膨润土、石膏也能降低土壤的全盐量。易杰祥等研究表明膨润土改良砖红壤后使土壤酸度降低。另外石灰石、蛭石、石膏等也能调节土壤酸碱度。 吸附重金属。 沸石、膨润士和蛭石能吸附土壤中的重金属如 Pb 、Ni 、Cu 、Zn 、As 、Sb 、Cd等，降低其生物有效性。沸石、膨润土可有效固定放射性物质。但是天然矿物在实际应用中存在一些理论和技术问题 ，如施用量、施用方式和施用时间，天然矿物的储量对其大面积推广应用的限制等。此外天然矿物对养分的释放特性及影响因素也有待于进一步研究。无机固体废弃物：用于土壤改良的无机冈体废弃物主要有粉煤灰，其改良效果主要表现在以下几个方面。改善土壤物理性质。粉煤灰可降低土壤容重，增加孔隙度，调节液相比，提高地温。如果用于改良砂质土壤可增加土壤的持水能力 ，同时水力传导性增加，有利于防止结皮 。增加土壤肥力，提高作物产量。粉煤灰中有效B含量高达5718mg .k g，可补充土壤中硼元素供应，提高油菜和棉花等需硼作物的产量和品质。 粉煤灰可与酸性土壤中的酸性组分反应，释放S、B、Mo 等营养元素，还可增加土壤中Mg、Ga等金属离子的有效性， 抑制AL和Mn的毒害作用。 在石灰性土壤施加粉煤灰也能增加磷的有效性 ，从而提高作物产量。碱性粉煤灰与猪粪混合可使无机磷的移动性增强。改善土壤微生物和酶活性。 粉煤灰配合有机物质( 如污水污泥 ) 可通过吸附作用降低有毒金属含量，同时通过降低CN比，提供有机化合物，改善酶活性和N、P 循环来增加微生物的多样性和提高微生物活性；含沥青的粉煤灰改良土壤可增加真菌包括菌根菌和革兰氏阴性细菌的数量；粉煤灰施入土壤还可作为固N菌和磷细菌的载体；碱性粉煤灰和石灰混合还有杀死病原菌的作用。 改良重金属污染土壤，粉煤灰或改性粉煤灰可使土壤pH 值升高，降低重金属污染土壤中重金属Cd 、Pb 、Zn 、Co 、Cu 、Ni 等的迁移能力，抑制作物对重金属吸收。但是无机同体废弃物改良土壤也有一些负面效应。 粉煤灰中磷的有效性低， 对加入的磷具有较强的吸附同定作用，该固定作用随粉煤灰含水量增加而显著增大。粉煤灰中较高的 B的有效性不利于其它作物的生长，从而限制了粉煤灰在农作物栽培上的应用，但可通过粉煤灰风化来降低 B的有效性，另外土壤中合适的粉煤灰加入比例也可以避免硼和重金属的毒害。风化粉煤灰的使用能增加作物对Se的积累。一些短期的室内培养实验发现砂土中加未风化的粉煤灰会抑制微生物的呼吸、酶的活性和土壤 N 的循环。粉煤灰含有5%30%的有毒元素， 特别是C d 、C u、Pb可以溶出，可能造成土壤 、水体与生物污染 ，特别是风化粉煤灰可溶性盐含量高更易造成地下水污染。另外粉煤灰中还发现了放射性元素 U、Ra 等的存在。应用于土壤改良中的有机固体废弃物主要有：造纸污泥、城市污水污泥、城市生活垃圾 、作物秸秆、豆科绿肥和畜禽粪便等，其对土壤改良的作用主要表现在以下几个方面。改善土壤物理性质。造纸污泥、城市污水污泥、城市生活垃圾、作物秸秆、豆科绿肥和畜禽粪便改良土壤都能促进团粒结构的形成，降低土壤容重，增强土壤持水能力。提高土壤肥力。有机同体废弃物含有丰富的有机质，可增加土壤有机质的含量；Wannan等的研究表明有机固体废弃物改良土壤可增加有效N、P 的含量，Guerrero 等研究发现用堆腐过的猪粪改良土壤净氮矿化率低，可避免过量无机氮的释放；另外还能增加各种中微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等的含量。小麦秸秆油菜秸秆施人土壤还能明显增加土壤速效K和缓效K的含量。改善土壤生化特性。豆科绿肥改良土壤能提供丰富的有机质，刺激土壤微生物的生长和活动，使微生物量和细菌数量增加，脱氢酶活性增加。Saraeland 研究了不同绿肥形式对土壤微生物量、微生物群落组成和土壤酶活性的影响，结果发现土壤中直接加入红三叶草植株体能有效地提高和维持较高微生物量和酶活性( 蛋白酶、磷酸酶、芳基硫酸酯酶 )。张晓海等研究发现禾本科秸秆改良土壤可增加长期施化肥的烟地土壤中微生物数量。降低重金属的生物活性。造纸污泥与土壤相互作用能形成新的吸附位点，使土壤对Cd 和Pb 的吸附量增加。降低其生物有效性。苏德纯等研究表明施用经粉煤灰钝化后的污水污泥能降低土壤重金属的有效性。绿肥改良土壤还能降低土壤中可提取性Al 的浓度。有机固体废弃物作为土壤改良剂主要存在的问题：污水污泥碳氮比过高；污水污泥可使土壤中可提取的Zn 、Cu、Mo 等的含量增加，对植物产量有一定的抑制作用；污水污泥和土壤混合能促进硝酸盐的淋溶，存在地下水污染的风险，尤其在秋季或冬季过多施用污泥会引起地下水和地表水的N、P 污染，如果长期施用豆科绿肥，土壤中积累过量的P 和N，也可通过下渗和径流造成水体污染 ； 污水污泥和城市垃圾中含有一些有害成分，如各种病原茵、寄生虫卵，以及Cu、Zn、Ni、Mo、Cd、Pb 等重金属和多氯联苯、二噁英等难降解的有毒有机物质，可溶性盐含量也较高，对植物和微生物有毒害作用，因此污泥在进行土地利用前需经过无害化的预处理。秸秆应与N肥配合施用，否则易引起作物缺氮。天然提取高分子化合物是利用一定的化学方法从天然产物中提取出来的高分子化合物。甲壳索类化合物是一种天然的多糖高分子化合物，被广泛应用于土壤改良。甲壳素类物质在土壤改良中的应用主要有以下几个方面。改善土壤物理性质。甲壳素能有效改善土壤的团粒结构；将其喷洒在土壤表面，则能形成一层薄膜， 具有保墒作用 改善土壤中氮的有效性，Saraeland等研究表明，甲壳素改良土壤使土壤中矿化氮含量增加，从而使黑麦草的茎重增加。改善土壤菌落。甲壳素能促进土壤中放线菌及其它一些有益微生物如同氮菌、纤维分解菌 、乳酸菌、放线菌的生长。Sarathchandra等研究发现，甲壳素改良土壤使土壤细菌数增加13倍，真菌数增加2.5培，同时还能抑制土壤中有害细菌如霉菌、丝状菌的繁殖与生长，防治土传病，如能有效控制棉花黄萎病的发生。Ha11mann等研究发现甲壳索可诱导土壤、根际和根内微生物产生有利的变化，对棉花、白苜蓿和黑麦草的寄生线虫有抑制作用。提高植物活性，促进作物生长，提高产量。Sarathchandra 等研究表明，甲壳素改良土壤使黑麦草茎重增加，根茎比减小，这可能与来自甲壳素的矿化的氮有关。甲壳素类物质在土壤改良中存在的问题：Mian等检测出当甲壳素含量达0.8%时有植物毒性。Sarathchandra研究发现甲壳素改良土壤使白叶草结瘤和茎重降低。有机质物料作为土壤改良剂应用较多的是泥炭，而关于炭改良土壤的研究报道较少。泥炭改良土壤的效果主要表现在以下几方面。改善土壤物理性状，提高土壤保水能力。陈伏生等研究表明泥炭改良风沙土能提高土壤保水能力；提高土壤肥力。泥炭能增加土壤中有机质、全氮、速效氮和速效磷等的含量。能带来植物生长所需的常量和微量元素 ( Ca、Mg、K、Fe 等 )。降低土壤碱性。尹怀宁用泥炭对辽河北部平原苏打盐渍化土壤进行改良，结果表明土壤pH及碱化度下降，耕作层呈现为明显脱盐。对土壤菌根菌的影响。Joner等发现泥炭对菌根菌有促进作用，Ves ttxg等却发现泥炭对菌根菌有抑制作用，泥炭对菌根的影响与泥炭种类、土壤类型、种植作物种类等因素有关。吸附重金属。泥炭能吸附土壤中的重金属如Pb、Ni、Cu、Zn、As、Sb、Cd 等，降低其生物有效性。吸附有机污染物。丁锁研究表明在盆栽条件下泥炭能显著增强土壤对荧蒽、苯并荧蒽的吸附和固定，同时降低黑麦草对二种多环芳烃的吸收。泥炭在土壤改良应用中应注意的问题：泥炭施用量过高可能会影响土壤通透性，泥炭中的腐殖酸在分解过程形成有机酸和其它毒素可能会仰制植物根系的生长。合成改良剂是模拟天然改良剂人工合成的高分子有机聚合物。国内外研究和应用的人工合成土壤改 良剂有聚丙烯酰胺( Polyacrylamid e ，PAM)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇、脲醛树脂等，其中P A M是研究者最为关注的人为合成土壤改良剂。P A M对土壤的改良作用主要表现在以下几个方面：( 1 )改善土壤物理性状、增强土壤的保水保土能力。PAM可有效改善土壤结构，使土壤大团聚体数目增加，增大土壤表面粗糙度，降低土壤容重，增大土壤总孔隙度和毛管孔隙度，进而使土壤颗粒和孔隙结构保持稳定，使土壤人渗率明显提高，提高土壤的含水量。用阴离子 PAM改良退化的板结土壤，较低的施用量0.001%即能起到改善土壤物理性质的作用。用阳离子 PAM处理土壤也可增加水稳性团聚体，提高土壤的可湿性和持液能力及土壤的渗透率。坡地沙壤土施用一定量PAM可以提高土壤的入渗率，减少径流量。促进土壤沉降，减少土壤侵蚀量和肥力流失量，但是砂土中施用PAM同时也显著地减小了土壤的稳定水力传导度，为了维持良好的土壤水力传导性能，应尽可能地减少PAM的施用量。轻壤质潮土中加入0.15PAM可显著改善土壤对有效水的保持和供应，将PAM施人土壤中还能提高土壤的抗蚀力和抗冲力，防治田间水土流失。Francis co 等在喷灌时将PAM溶于灌溉水后施用，使坡地土壤渗透率提高，减少了径流量和土壤侵蚀量。Sojka等通过大田试验发现，土壤结构性状越差，PAM对土壤结构的改善效果越不明显。Busscher等研究发现PAM和麦茬、美洲III核桃枝混合施用对土壤物理性状没有表现出明显的改善作用， PAM和有机质的有效混合还需要进一步的研究。（2）对肥料的吸附与释放作用。土壤中施用PAM可使土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量增加。PAM与土壤混合能增加土壤对NH4+、NO3- 、 K+、P043 -的吸附量，减少其淋溶损失，PAM施用量越大，作用越大。但也有学者研究发现土壤经PAM 处理后抑制了土壤对磷的物理吸附，使有效磷在土壤中向下的迁移性加强。吸水交联PAM能显著提高作物对FeSO4、水溶性锰肥的吸收。( 3)对土壤微生物和酶活性的影响。Jeanine 等研究发现大分子量的阴离子型线PAM施人土壤后使土壤中的细菌数量增加，但这种影响具有生境特异性。Steinberger 等研究表明经PAM处理的土壤中微生物的生物量增加，并促进了好气性细菌的生长，但其原因还未弄清。大分子量的阴离子型线性PAM能作为土壤微生物的N源，使水解小分子量酰胺的酶活性有所提高或者不发生变化。Sojka等将PAM施于垄沟的表层土壤中，在沟灌的方式下可以使径流水中的致病细菌、真菌、藻类的生物量下降，说明PAM可以防止植物病原体通过灌溉水传播。James等将阴离子型PAM + A12(SO4 )和PAM+ CaO分别施于砂土、砂壤土、壤土和粘土四种土壤中，PAM混合物可使粪水中总大肠菌和粪便大肠菌数降低30%-50%。如果在家畜养殖集中的地区正确使用P AM能减少慢流速粪水中肠细菌的数量和进入地表水、地下水的污染物数量。PAM在土壤改良研究与应用中的不足之处。土壤溶液和可溶性盐会影响PAM的吸水性能；应用于土壤改良成本较高;PAM降解中间产物是丙烯酰胺，该物质有毒，从长远来看PAM作为土壤结构改良剂的应用是否会产生土壤污染，是值得关注和深入研究的问题；PAM作为土壤改良剂主要是与土壤中的粘土矿物相互作用，但作用机理尚不太清楚。目前对PAM的生物转化、PAM对土壤微生物生态系统及其生物转化产物对整个生态系统的影响还不太了解，关于PAM的生物降解方面的研究尚不足。生物改良剂:目前研究和应用的生物改良剂包括一些商业的生物控制剂、微生物接种菌、菌根、好氧堆制茶、蚯蚓等。其中研究应用较多的有丛枝菌根(AM )AM在土壤改良的应用主要表现在以下几方面。改善土壤物理性质。AM含有丰富的菌丝体，能增加土壤有机质含量，丛枝菌根真菌( AMF)根外菌丝能产生一种细胞外糖蛋白，与菌丝网一起有利于上壤团粒结构的形成，提高土壤稳定性，增强土壤通透性。AMF 能活化土壤中矿质养分， 促进植物根系对营养元素尤其是移动性较差的P、Cu、Zn等矿质元素的吸收。增强宿主植物的抗病性、抗逆性( 抗旱、耐盐、抗酸等) 。AMF 能诱导植物对土传病原物产生抗病性，减轻一些土传病原真菌和胞囊线虫、根结线虫等对植物造成的危害，其机理是AMF 提高了植物的营养水平，使植株健壮，从而增强植物对病原菌的抗性。但是Larkin的研究表明生物改良剂与有效的作物轮作的结合在抑制病原菌方面具有更大的潜力。同时，AM根外菌丝的延仲和扩展，增大了植物根系的吸收范同和吸收能力，降低永久凋萎点。提高植物抗旱性和水分利用效率。此外AMF 能够通过增加植物对P、Cu、Mg的吸收而减少植物对Na和Cl 吸收 ，从而提高植物耐盐能力。AM还可用于重金属、有机污染土壤的修复。AM在土壤改良研究与应用中的不足之处：AMF 种类繁多，高效菌种的筛选问题需要解决；AMF 的纯培养技术尚待突破。目前土壤改良剂已广泛应用于退化土壤的改良，其改良作用主要体现在以下几个方 面：改善土壤物理性状、增强土壤的保水保肥能力； 增强土壤中营养元素的有效性， 提高土壤肥力；提高土壤中有益微生物和酶活性， 抑制病原微生物，增强植物的抗性。降低重金属染土壤中重金属Cd 、Pb 、Zn、Co 、Cu、Ni 等的迁移能力，抑制作物对重金属吸收；同时也存在一些问题有待解决：天然改良剂改良效果有限，且有持续期短或储量的限制等问题。人工合成的高分子化合物的高成本以及潜在的环境污染风险而限制了它的广泛应用。单一土壤改良剂存在改良效果不全面或有不同程度的负面影响等不足之处。因此， 近年来越来越多的研究者开始通过一定的化学方法使单体连接到天然高分子化合物上， 研制出天然-合成共聚物改良剂。这类改良剂可克服某些天然高分子化合物使用持续期短和合成高分子化合物成本高的不足。目前已有关于天然-合成共聚物改良剂的报道，如以丙烯酰胺和凹凸棒土为原料合成的有机无机复合体对土壤等物理化学性能有明显的改善效果， 其综合性能优于单一聚丙烯酰胺 。这种天然-合成共聚物改良剂的配方、合成工艺、 改良效果和改良机理等方面的研究尚有待开展。以天然材料 ( 特别是农业废弃物 )为原料研制新型多功能土壤改良剂进行低产土壤的改良是目前土壤改良剂研究的热点，但如何控制废弃物的有害物质 ( 如重金属、病原微生物 )有待进 一步探索。将不同改良剂配合施用特别是生物改良剂与工农业废弃物的配合施用，无机固体废弃物与有机固体废弃物的配合施用等近年来引起较多研究者的关注，但不同改良剂配合施用的方法及改良效果和改良机理有待进一步研究。 过去的研究主要是针对土壤板结或缺水，而针对土壤生物退化方面的改良研究较少，因此这方面的研究也就亟待加强。此外在如何加强土壤改良剂对土壤物理、化学、生物学特性的改良机理力方面也是研究者应关注的问题。 目前，我省共有5-8家有证的土壤改良剂生产企业，以蒙脱石、麦饭石、苦土、碱渣、钢渣、石灰、草炭等为主要原料生产土壤改良剂，作用以补充中微量元素，调理耕性、pH，解决锰危害等为主，总产销量超过20万吨。项目技术中利用草炭、硅藻土、花生粕和粉煤灰及微生物复合的生物型土壤调理剂还未见报道，产品将会具有广阔的推广应用前景。我省设施蔬菜面积达到1300多亩，每亩平均用量100公斤，需求量达到130万吨。设施蔬菜多以集约化种植为主，肥料施用量较大，土壤连作障碍严重，专家们迫切呼吁增加轮作和减少化肥的使用量，增加生物产品和有机肥，广大农民也迫切需要一种新型无污染的土壤改良剂来满足农业生产的需要。依据我省的情况情，若该土壤改良剂能占到市场使用量的10%，其市场容量将达到13万吨。现在我省土壤改良剂年生产量不足2万吨，远远不能满足市场的需要。（二）项目创新点 1、技术创新和生产工艺创新 1) 采用了新的菌种，如枯草杆菌、放线菌和青霉菌等，其中几个菌株为多功能菌株，具有营养和防病的多重效果；2) 改进了适于规模化生产的多级发酵培养基配方；3) 生产工艺有了较大突破，自动化程度高、吸附的原料经过了灭菌处理；4) 产品具有多功能性，除具有肥料的效果外，还具有防病的效果；5) 通过菌株配置的调节、添加土壤保水剂和改良剂等，生产适合于不同作物和土壤特性的生物型土壤调理剂。2、产品结构创新本项目技术产品从种类上可以生产生物型土壤调理剂；从形态上可以生产固体粉剂和固体颗粒剂；从用途上可生产通用生物型土壤调理剂和专用型生物型土壤调理剂。创新产品包括颗粒生物型土壤调理剂和专用型生物型土壤调理剂。3、产品性能及使用效果的显著变化产品的性能指标符合企业制定的标准。采用该技术生产的产品可以用于生产绿色农产品，能够改善环境、培肥地力，产品中的微生物具有增产、防病和抗逆的效果。田间试验效果表明，生物型土壤改良剂效果明显，具有使作物显著增产、改善品质、减少病虫害和改良土壤的效果。在设施番茄上进行的多个试验表明，与对照相比使用土壤生物改良剂能够使番茄增产1530，而且明显改善番茄的品质，番茄中VC含量能够提高1231，硝酸盐含量降低824，可溶性总糖增加5左右，而且对糖/酸具有显著地改善。在设施黄瓜上进行的多个试验表明，黄瓜产量比对照高，增产幅度较明显，在1229之间，而且也明显改善黄瓜的品质，黄瓜中VC含量提高520，硝酸盐含量降低420。在设施甜椒上进行的多个试验表明，甜椒产量比对照高增产幅度较明显，在822之间，同时明显改善甜椒的品质，甜椒中VC含量提高625，硝酸盐含量降低510。施用生物型土壤改良剂能够增加土壤中真菌数，最多的增加了20倍，能够明显增加土壤中的放线菌数数量。在大棚蔬菜上使用可增收1845元/公顷，大田作物上使用可增收1000元/公顷左右。三、项目实施方案分析（一）项目的转化内容与技术路线论述1、项目的内容（1） 建立实验室和建设年产20000吨生物型土壤改良剂生产线，实验室能够从事微生物菌种活化、计数、三角瓶菌种制备，同时建立能够从事有机养分和无机养分检测的实验室。（2） 成熟微生物菌株培养基配方和发酵参数，建设自动化程度较高的二级液体发酵生产示范线，一级种子罐100升、二级种子罐1000升（3条）、每年可生产发酵原液200吨。（3） 熟化发酵液与草炭-硅藻土+花生粕-粉煤灰复合吸附技术。（4） 设计并建成其年产量达2万吨的生物型土壤调理剂生产线。（5） 在粮食、蔬菜、棉花、果树等作物上进行生物型土壤调理剂试验示范，建立生物型土壤调理剂田间试验和示范田7500亩。（6） 形成生物型土壤调理剂的田间使用操作规程。（7） 登记产品1-2个，申报国家专利1-2项。技术方案:1、微生物肥料部分第一步：实验室菌种培养采用2-3支枯草芽孢秆菌、1-2支放线菌和1支青霉菌，在实验室活化菌种，并进行三角瓶培养。第二步：发酵车间发酵一级种子罐100升，二级种子罐1000升（3条），各个菌种单独发酵，平均每3-5天发酵完成一个发酵周期，每年生产发酵原液200吨。2、 发酵液的吸附及微生物菌剂的生产第一步：吸附剂的准备草炭、硅藻土吸附剂混合后调节酸碱度，然后进行微波灭菌。第二步：灭菌的吸附剂冷却后按一定比例吸附发酵液，同时添加微生物稳定剂。第三步：吸附后得到的微生物菌剂进行陈化第四步：对花生粕和粉煤灰等有机原材料进行处理，使杂菌率降到10以下。第五步：将微生物菌剂与有机物按比例混合，混合后的粉状料可以作成品直接包装，也可采用挤压造粒、低温一次成型或无烘干造粒的方式生产颗粒生物型土壤调理剂。第六步：包装第七步：检测出厂（二）项目组织实施方案1、试验示范的具体地点与规模生产性试验在本公司进行，公司位于山东省滕州市大坞镇峄庄工业园区。建成年生产液体发酵原液200吨的发酵生产线，能够年产微生物菌剂1000吨的生产线一条，能够年产2万吨生物型土壤调理剂的生产线一条。 2、所需设备（1） 微生物实验室分析、菌种制备和检测设备；（2） 年产200吨发酵原液三级微生物液体发酵整套设备；（3） 微生物菌剂吸附剂微波灭菌设备；（4） 微生物菌剂发酵液的吸附设备；（5） 年产2万吨生物型土壤调理剂挤压造粒成套设备；（6） 包装设备。3、原辅材料的来源、供应渠道：原辅材料的来源和供应渠道见表6。表6、原辅材料的来源和供应渠道原料品种来 源供应渠道草炭、硅藻土山西、东北、山东直接来自生产厂家微生物发酵原料化工市场或国内化工厂来自经销商或生产厂家添加剂就近的化工厂生产厂家花生粕和粉煤灰就近的化工厂直接来自生产厂家4、工程建设已具备的条件和需新增加的基本建设内容已具备的条件：厂房，配套的水电、锅炉房、生产车间、厂区道路，年产1万吨有机生物肥料生产线1条，常规化肥化验室。需新增加的基本建设：微生物实验室，微生物菌种制备车间、微生物发酵车间、吸附车间及生产线；生物型土壤调理剂生产车间改造和增加生产线。5、“三废”情况生产过程中采用环保锅炉制取蒸汽，生产过程中无“三废”产生，符合国家环保标准。6、产品登记该产品销售需要在“农业部微生物肥料监督检测中心”和“农业部化肥监督检测中心”办理产品登记证，在项目实施过程中需申请办理2个产品登记证，预计在项目实施57个月后可以办理。