“十四五”时期是碳达峰的关键期、窗口期，我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。当前，围绕碳达峰碳中和领域，我省将如何加强关键核心技术攻关？依托国家自然科学基金区域创新发展联合基金和省自然科学基金项目，围绕生物与农业、新材料与先进制造等优势领域，加强基础性、原创性研究？近日，记者来到yh86银河探寻黑龙江省寒区环境微生物与农业废弃物资源化利用科技创新团队实现耕地保护与粮食产能提升的赋能密码。
王伟东教授（右二）在团队中指导研究生科研（受访者提供）
“黑土是非常珍贵的土壤资源，我们要努力把‘保护黑土’‘养好黑土’‘用好黑土’结合起来，通过科学研究实现耕地保护与粮食产能提升的双重目标。”队伍带头人、黑龙江省杰出青年基金获得者王伟东坚定地说。
近年来，我省探索推广了以“一翻两免，秸秆还田”为关键技术的黑土地保护“龙江模式”，以三年为一个轮耕周期，实施秸秆翻埋还田和覆盖还田，从而实现补充土壤有机质，加深肥沃耕作层，秸秆还田率超过72%。在此基础上，如何进一步推广实施保护性耕作技术，促进农业可持续发展？
王伟东教授带记者参观研究中心
走进粮食副产物加工与利用教育部工程研究中心，办公桌上的一份由黑龙江省人民政府颁发的科学技术奖进步类一等奖的证书吸引了记者的目光，获奖项目—“秸秆高效分解提升黑龙江垦区耕地质量关键技术”率先揭示了微生物群体高效降解秸秆的代谢机理，使我省在木质纤维素微生物降解基础研究领域处于国际领先水平。
“通过构建高效分解秸秆的复合菌系，我们团队研制了秸秆与畜禽粪便分解菌剂，攻克秸秆分解慢效率低的难题。”王伟东告诉记者，与常规技术相比，该项技术能够使土壤有机质相对提升3%，亩产增加15至47公斤。据统计，该成果近十年来产生直接经济效益264.2万元，支持10家企业，生产秸秆分解菌剂2万多吨，有机肥100万吨，产值9亿元；在垦区推广的2000多万亩面积上，实现增加粮食产量6.5亿斤，间接经济效益4.0亿元；减施化肥2400吨，有效改善生态环境……“菌剂/有机肥+机械化全量秸秆还田技术模式”不仅成果创新性强，复合菌系分解能力处于国际领先水平，而且单项技术及模式实用性强，整体达到国际先进水平，同时应用效果显著，为我国秸秆资源化和耕地质量提升提供可行的技术途径。
王伟东向记者展示秸秆浆（左一）
做好耕地保护，低碳环保是关键。近年来，针对秸秆利用率不高问题，王伟东团队正在攻坚于秸秆分解的新方向——“水稻秸秆无污染生物法制浆与可降解材料及有机肥生产技术研发”。
王伟东正在进行成果展示
作为我国的农业大省，黑龙江省每年产生约9000万吨左右的农作物秸秆。目前主要的资源化利用方式有秸秆肥料化（秸秆直接还田、秸秆堆肥还田和秸秆过腹还田）、秸秆饲料化、秸秆能源化（燃烧发电和生产沼气），这三种资源化途径比例占据资源化比重的90%以上，原料化和基料化占比较小。但是，秸秆资源化利用面临突出的问题是从业企业的经济效益较低甚至难以盈利，严重限制了秸秆资源化产业发展。此外，随着经济和社会发展，我国对于纸和纸制品、可降解材料等的需求急剧增加，这些产品的主要来源是纸浆。我国是纸浆进口大国，50%以上纸浆依赖进口。传统化学法制浆污染严重、成本高、投入大，严重限制了纸浆及其相关产业的发展。因此，需要拓展原料范围替代木浆、无污染制浆方法替代化学制浆法。
“秸秆生物法制浆正可以解决这些问题，这种方法首先获得了特异性降解木质素的微生物复合菌系，可以克服生物法制浆微生物资源匮乏的问题；其次采用水稻秸秆为原料，以高效快速木质素分解复合菌系为核心，利用生物法发酵秸秆，机械法生产草浆；接续发明草浆调制技术，研发了新的可降解材料生产工艺，生产完全可降解膜、各类可降解袋、包装材料、秸秆纤维模塑、植物育苗盘播、植物无土栽培基质和土壤修复材料等产品；通过生产过程污染控制技术把加工废弃物资源化为有机肥，用于农业生产和环境保护。”王伟东自豪地告诉记者，此方法破解了使用传统化学法制浆高污染的问题，全过程无污染零排放，变废为宝。同时，成本低、经济效益高，模式可复制，便于推广。在治理秸秆污染的同时实现了秸秆高值化循环利用,成果有利于带动黑龙江省生物质基可降解材料产业。
“所有的基础都来源于秸秆浆，秸秆浆就是我的研发‘粮食’。”王伟东说，团队正在示范一种全过程没有化学试剂的新途径，目前技术已经进入到中试阶段，按照年制浆规模约1万吨计算，预计盈利可达千万元以上。
以水稻秸秆为主要原料制成的纸浆盆（受访者提供）
“未来希望我省秸秆制浆及下游产业做起来，我们原料充足，市场容量大。响应国家绿色环保发展理念，全过程做到减少污染气体排放，副产物为有机肥，真正做到节能减排。另外，秸秆还有其他用途，如还田培肥能力、制作清洁能源、加工牲畜草料、治理耕地中的侵蚀沟、编造成工艺品、原料造纸……”采访中王伟东表达了自己的美好愿景。
