（王智聪）育苗是蔬菜生产过程的第一步，可提高种子出苗率，促进蔬菜早熟丰产，延长生长季节，减少病虫害，增加种植茬口，最终提高经济效益。近年来我国蔬菜育苗产业发展迅速，常年生产的蔬菜约2/3采用育苗移栽，全国育苗移栽蔬菜种苗需求量超过6800亿株，而集约化育苗供苗量仅为2000亿株，缺口超过70%。

基质作为蔬菜育苗的基础，可以代替土壤为幼苗生长提供营养，是蔬菜育苗发展的关键。当前，年需固体有机基质超1.5亿m³，而其原料草炭有80%以上需要进口，且价格高昂，严重制约了我国蔬菜育苗产业的发展。“生产优质、低价、可再生的本地化育苗基质势在必行。” 西安交通大学化工学院化工系主任段培高说。

1). 改良传统技术，解决基质生产行业现存痛点

草炭是蔬菜育苗基质最常用的基础原料，是由沼泽植物的残体，在多水嫌气条件下，不能完全分解堆积而成，含有大量水分和未被彻底分解的植物残体、腐殖质以及一部分矿物质。因此，草炭是不可再生矿产资源。而我国2022年6月1日正式实施的《湿地保护法》全面禁止在草炭沼泽湿地开采草炭。

“模拟草炭自然形成过程乃破解难题之科学良策。”段培高说，通过水热反应处理生物质，就是利用人工合成的办法，模拟自然反应，将生物质快速转化为人们所需要的资源。

国内传统的基质生产手段是利用秸秆与禽畜粪污直接混合发酵，然后进一步复配得到。但存在两个痛点：①秸秆固有的纤维保护结构会阻碍降解；②粪污中的蛋白质发生反应会造成异味、虫害以及营养流失。“这两个痛点问题如不能解决，将会造成30%以上的蔬菜减产。”段培高说。

为此，段培高教授团队经过多年的努力，基于行业痛点，分析技术瓶颈，再结合当前我国育苗基质市场空缺，提出了创新性的可再生基质制备技术工艺：以秸秆与禽畜粪污为原料，将蒸汽爆破技术与好氧发酵技术相耦合，制备可再生育苗基质。团队利用新工科技术解决了农业固废处理难等问题，同时可变废为宝。

2). 效仿自然反应，利用蒸汽爆破耦合好氧发酵生产人造草炭

“我们的基质生产工艺主要包括两项核心技术：蒸汽爆破技术与好氧发酵技术。”段培高介绍，蒸汽爆破是对原料的预处理过程，用蒸汽的爆破力打破纤维保护结构；而后通过好氧发酵将原料彻底转化为人造草炭。

在最初的小试阶段，段培高团队利用蒸汽爆破技术分别处理秸秆与禽畜粪污，但在后续的发酵过程中，养分会随着发酵温度的升高而流失。“于是我们尝试将秸秆与禽畜粪污混合后再进行蒸汽爆破处理。”段培高说，秸秆中的羰基化合物与粪污中的氨基化合物协同发生美拉德反应，可以固化营养成分，减少下一步发酵过程中的养分流失，同时还能有效去除异味。

段培高说：“蒸汽爆破这项技术有一个非常大的优点，就是反应时间短。从加入原料到爆破只需要10分钟，而爆破过程不足0.01秒。这大大提高了基质生产效率。”

在原料纤维结构被破坏的基础上，采用好氧发酵对原料进一步处理。“发酵菌在原料内快速繁殖，结合通风、堆肥与翻抛等手段，可以在短时间内彻底腐熟物料，将原料中的木质素降解，转化为植物生长过程中最重要的营养物质——腐殖酸。”段培高介绍。

段培高团队生产的人造草炭相比于德国进口草炭，成本减少85%，发酵周期缩短75%，腐殖化率提高40%，虫卵灭活率达到99.9%。

3). 成果落地转化，用科技力量改善人民生活水平

科研的根本目的是为了应用，提高人们生活质量。“科学研究要关注国家重大需求，跟上社会发展的步伐，不是做做实验发发文章就算了，而是要将科研成果转化为实际的社会生产力，为提高人民生活水平贡献自己的力量。”段培高说。

2019年，段培高团队开始了蒸汽爆破预处理技术的研究工作；2021年，与陕西省西凤酒开展合作，研究酒糟的高效资源化利用制备高蛋白饲料技术；2021年，团队完成了项目中试研究工作，并基于蒸汽爆破技术成立了陕西清北雅柯环保科技；2022年，清北雅柯与新疆天物环保开展合作，以秸秆与禽畜粪污为原料，生产出符合国家标准的育苗基质。“在中试阶段，我们的基质年产量达700吨，可解决17000人一年的蔬菜需求。”段培高说。

新疆是农业大省，每年产生大量的秸秆与禽畜粪污废弃物，并且目前的生物质废弃物资源化再利用技术不成熟，利用率低。段培高说：“我们的技术计划明年在新疆进行推广，充分利用当地的废弃物资源，年处理秸秆和禽畜粪污量可达15万吨。”

“生产线建成以后，基质年产量可达6.6万吨，能够培育10亿株幼苗，可满足160万人的蔬菜供应需求，改善人民生活水平。”段培高说。

段培高团队已在新疆开展番茄、甜瓜和灰枣的育苗示范实验。经第三方机构检测，产品效果优良，用户试用后反馈良好。

段培高说：“我们的技术不仅可以以秸秆与禽畜粪便为原料，还可以根据地域特点以其它生物质废弃物作为原料。我们促进了农业废弃物的资源化循环利用，为国家“3060”双碳目标的实现提供强有力的技术支撑。”