日前，东南大学能源与环境学院肖睿教授领衔的清洁能源团队利用废弃生物质秸秆实现了在空气中高效的净水和产电，实现了废弃生物质的新型高效利用。通过对废弃玉米秸秆进行简单的预处理，实现了玉米秸秆在全湿度环境下从空

项目采用蒸汽闪爆预处理、碱处理与生物酶等技术相结合的方法，来处理稻 麦秸秆、棉秆皮等农副产品和废弃物，从中提取新型天然纤维素纤维。已开发出 可用于复合材料工业的稻秆/麦秆纤维、可用于纺织工业的棉秆皮纤维。使用这 些纤维为原料，开发了麦草纤维/聚乳酸复合材料、棉秆皮纤维/聚丙烯复合材料 及棉秆皮纤维混纺纱线、棉秆皮纤维过滤材料等小试样品。 2 关键技术 项目突破的关键技术：蒸汽闪爆秸秆关键技术、蒸汽闪爆预处理与碱处理结 合法制备秸秆纤维关键技术、蒸汽闪爆预处理与生物酶结合法制备秸秆纤维关键 技术，以及秸秆纤维生态复合材料制备关键技术。 蒸汽闪爆技术是近年来发展较快的制备微米级材料新技术，以处理时间短、 化学品用量少等优点而引起人们的重视。项目根据棉秆皮及其所制备纤维的用途， 深入研究了蒸汽闪爆、蒸汽闪爆预处理与碱处理结合法、蒸汽闪爆预处理与生物 酶结合法对秸秆纤维中纤维素、木质素、半纤维素的分离作用机理并优化分离条 件，研制出适合后续各行业工艺要求的秸秆纤维。项目采用秸秆纤维为增强纤维，294 以聚丙烯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯等为基体研制出了复合材料。 3 知识产权及项目获奖情况 专利：获得授权专利 3 项，申请发明专利 7 项。 4 项目成熟度 现处于试生产阶段 5 投资期望及应用情况（成果在行业的引领作用，成果在哪些地方推广应用） 欲寻求合作，进行产业化开发

秸秆作为农业生产的副产品，是生物质资源的重要组成部分。解决其利用问题，不仅关系着可再生资源的充分利用，还关系着环境友好的废弃物处理问题。该方法利用粉碎了的小麦、玉米等农作物秸秆，配比一定的生根粉、营养剂、保水剂、粘土，加入粘结剂充分搅拌后放入模具，在一定压力和时间下压实，并在适当位置植入一定量的草籽，制成草坪砖。这种砖可以铺设在需要绿化的地方，然后从砖里长出草或灌木，砖是作为草或灌木营养和水分的载体，最终腐烂融入泥土中。该方法所用制造设备安全易得、成本低廉，制造工艺简单易行，极具推广应用价值。

本成果是利用“东北农业大学生物菌剂研发中心”研发的低温秸秆酵解专用菌剂，有效分解秸秆中木质素和半纤维素，保留纤维素。秸秆经过筛选、搅拌、发酵、热磨等工序，半个月达到制浆标准，制浆产生的废渣和发酵液营养成分丰富，加工为优质有机肥，实现零污染。技术已获得国家授权专利5项。 特点和优势： 发酵温度范围宽：4℃以上即可发酵，四季可生产； 纸浆出率高：平均2.5吨秸秆产1吨纸浆，比化学制浆节省60%成本； 纸浆质量好：环压强度高、抗折裂、环保性强； 附加值高：2.5-3吨秸秆可以生产1吨优质纸浆，1.5-2吨固体有机肥，0.5-1吨液体有机肥；纸浆市场价1500-1800元/吨，有机肥市场价500-800元/吨；液体有机肥市场价为1.5万元/吨，现阶段纸浆和有机肥都供不应求。 技术分析（创新性、先进性、独占性） 本成果利用“东北农业大学生物菌剂研发中心”分离的多种低温发酵菌株，根据不同种类植物秸秆材料所含组分特点，进行多菌株复配组合，开发出功能性微生物菌群。诠释了分解不同农作物秸秆中木质素、半纤维素、糖分、果胶、蛋白质等成分所需要的多种酶种类，明晰了低温菌株的分离、筛选、代谢产物检测的方法，创建了多菌株高效组合复配、复合培养基筛选、扩繁和秸秆低温启动发酵剂的工业化生产设备和工艺，为冬季秸秆发酵利用提供了强有力的技术支撑。利用功能性菌剂发酵粉碎的秸秆，分解其中的木质素、半纤维素和糖分、果胶、蛋白质等成分，保留纤维素，经过磨浆，获得造纸厂的纸浆和填充纤维，首创了高效（发酵温度 4-95℃，发酵快 5-30 天，平均 2.5 吨价格得 1 吨纤维，1 吨纤维出 1 吨 0.5-1吨废液，用于腐熟秸秆造肥，腐熟 1 吨秸秆需要 3-5 吨废液，也可培养成生防菌液出售。）、零污染（无废液）、高附加值秸秆生物发酵方法提取纸浆的综合配套技术体系。

我国农田秸秆资源量巨大，滩涂和入侵生物资源存量更大，均没有作为资源发挥其作用。焚烧秸秆是全国性难题，变害为利，实现工业化利用才是根本出路，现有秸秆利用方案基本上都不能实现秸秆生物质的全价利用，秸秆综合利用和转化的效率不高，焚烧严重，在经济上缺少可行的高效转化方案。本项目根据植物纤维束强度高的特点，开创无污染“制浆”先河，利用植物秸秆开发了新型纸浆模塑原料及系列大宗工业包装产品。本项目生产工艺环保，实现了秸秆生物质的高值化全价利用，为秸秆生物质的高效利用提供了途径；作为工业包装原料，新材料能部份替代进口废纸浆和对废纸浆进行改型增强，带动工业包装行业的良性发展，开拓新产业链，市场潜力巨大。

应用领域：生物质资源化利用领域。 功能介绍：1）通过添加廉价矿物调整沼气池内的微生物群 落结构，从根本上提高功能微生物密度，增强沼气产生速率及 产量；2）将沼气化之后的沼渣通过化学处理和生物发酵相结合， 使之转化为生物基产品，为秸秆沼气化过程提供额外效益。有 利于帮助解决目前沼气化工程中产气速率低、气体产量低以及 沼渣的处理难等严重制约

针对秸秆直接还田难、综合利用率低、焚烧污染严重，土壤碳库匮缺、耕地质量提升乏力等“老、大、难”问题，沈阳农业大学率先提出了“秸秆炭化还田”新理论，确立了“以生物炭为核心，以炭化技术为基础，以生物炭基肥料和生物炭基土壤改良剂为主要发展方向，兼顾能源化利用”的技术路线。2005年以来，围绕“生物炭暨秸秆炭化综合利用技术研究与应用”，项目组先后突破了生物炭规模化制备与农业应用关键技术，构建了全产业链技术体系，推动了成果高效转化，为秸秆间接还田开辟了一条新途径。    1. 研发出“半封闭式亚高温缺氧干馏炭化工艺”和“组合式多联产生物质快速炭化设备”，突破了秸秆“低成本、大批量制炭”的产业技术瓶颈。该工艺设备对原料适应能力强、生物炭生产效率高、能耗低，有效解决了农作物秸秆密度低、含水量高、预处理能耗大、炭化效率低等问题。所制备的生物炭含碳量高、孔隙丰富，可广泛用于土壤碳封存、农田温室气体减排、化肥减量增效、耕地质量提升等领域。    2. 开发出生物炭基肥料等系列生物炭基农业投入品，集化肥减量、土壤改良、节本增效等功能于一身，寓土壤改良与土壤利用之中，突破了生物炭规模化田间应用技术瓶颈。综合运用作物学、土壤学、植物营养学、微生物学、生物信息学等方法，系统揭示了生物炭固碳、改土、保肥、持效、促生作用规律与机制。在此基础上，遵循养分归还学说和农田生态系统物质循环规律，发明了以生物炭为载体生产专用肥料、土壤改良剂、水稻育苗基质的技术与方法，开发出以生物炭基肥料为代表的系列生物炭基农业投入品，能够在不增加农民生产成本的情况下实现秸秆间接还田，解决了生物炭直接还田成本高、推广难、市场化程度低等问题，打通了生物炭规模化田间应用“最后一公里”，改变了化学类缓控释肥料只减肥、改土作用不明显、只在当季起作用的局面。    3. 开展了大规模试验示范，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，实现了成果转化。针对集中处置利用与秸秆等农林废弃物分布广、收储运困难之间的矛盾，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，将产业链中的运输成本降低约 70%；制定了《生物炭基肥料》农业行业标准并首次发布，突破了制约生物炭技术产业化和行业健康发展的“瓶颈”问题。    截至 2016 年底，项目技术累计推广 1090.2 万余亩，辐射全国 20 余个省（市、自治区）。其中，2014-2016 年，项目技术推广应用 575 万亩，新增销售额 19665.6万元，新增利润 2359.9 万元，节支增收 42890.9 万元。合计新增经济效益 45250.8万元。

一、成果简介 利用畜禽粪便和农作物秸秆栽培双孢蘑菇等草腐型食用菌，利用木屑、枝杈和玉米芯栽培香菇等木腐型食用菌的循环经济发展项目具有经济效益高和不产生污染物等优势，采收食用菌后的菌渣还可以作为有机肥料促进有机农业的发展。农户栽培食用菌的投入产出比平均为1：2，即投入1000元钱的纯利润也达1000元。

丁醇是一种重要的化工有机溶剂，也是一种极具潜力的新型生物燃料。本项目从实验室保藏的丙酮丁醇梭菌中筛选出能较好利用糖质原料的菌种Clostridium saccharobutylicum 进行糖蜜、纤维素水解液等糖质原料的丙酮丁醇发酵。以糖蜜为原料，半连续发酵稳定持续 8 d (205 h，26 循环)，2 级罐的平均总溶剂为 15.27 g/L，生产强度为 1.05 g/L/h，发酵时间缩短为 21-25 h；在连续发酵中稳定持续160 h，平均总溶剂为12.41 g/L，生产强度为1.24 g/L/h。以玉米秸秆水解液为原料，在 3-L 发酵罐中发酵培养 40 h，总溶剂 16.1 g·L-1，其中丁醇 10.59 g·L-1，发酵强度为 0.40 g·L-1·h-1，生产率为 0.33 g·g-1；采用变温连续发酵持续稳定 269 h，平均总溶剂为 12.28 g·L-1（其中丁醇8.50 g·L-1），发酵强度为 0.429 g·L-1·h-1

根据当地种植养殖规模，匹配对应规模生产设备，形成种养结合的循环，降低农业废弃物运输成本和环境保护代价，提高农业生产效益。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 我国每年产生的农作物秸秆约9亿吨，随着农业生产技术进步，农作物亩产不断增加，秸秆量也不断增加，在黄淮海稻麦种植区，产生的大量水稻、小麦及特经作物秸秆，全量还田后造成的耕作成本增加、水体污染等问题，同时大规模的畜禽养殖场在小区域产生大量畜禽废弃物，其处理难度与成理成本增加。 受成本及环境等因素影响，秸秆及畜禽粪便不适宜远距离运输，因此本课题组提出“种养结合，生态微循环”的秸秆高值综合利用理念，系统研究了秸秆（水稻）微贮制备生物饲料的技术、小型禽畜粪污处理技术，集成国内现有的技术工艺路线，并开发复合菌剂及智能菌剂混合及喷淋装备等核心技术装备，形成秸秆就近制备饲料、饲料就近饲喂畜禽、畜禽粪便就近处理消纳的生态微循环的农业废弃物的高值利用模式，可为促进农业产业发展与环境改善，为乡村振兴贡献力量。 本成果经过示范、技术已基本成熟。本成果在国内外发表2篇论文，共获批6件专利。 主要特点： 以水稻秸秆等种植废弃物为原料的微生物制备生物饲料系统；将产出的生物饲料代替部分全日粮在当地养殖场饲喂畜禽；中小型养殖场的畜禽粪便、发酵沼渣、农作物秸秆等农业种养废弃物为原料的好氧堆肥系统，将生产出的有机肥在当地种植企业施播应用；根据当地种植养殖规模，匹配对应规模生产设备，形成种养结合的循环，降低农业废弃物运输成本和环境保护代价，提高农业生产效益。