“傳統技術處理一噸尾菜至有機肥需15至60天，依托我們研發的技術，這一過程可縮短至3小時，相當于一杯咖啡的飲用時長。”蘭州大學“沃土再生”團隊負責人劉偉生教授表示，“團隊核心目標是從根本上破解土壤生態治理的被動困境，推動土地生態系統良性循環。”
我國每年產生的農業有機廢棄物超47億噸，如何實現此類廢棄物的高效資源化利用，是農業綠色發展面臨的重要課題。蘭州大學綠色材料研發中心“沃土再生”團隊研發的多元有機廢棄物協同高效處理技術（RRT技術），可將成噸尾菜、畜禽糞污等快速轉化為優質有機肥，直接應用于農業生產。
在甘肅省白銀市一處農田配套廠房內，機器運轉聲與輕微的酒糟氣味交織，未見傳統堆肥場常見的刺鼻異味，亦無堆積如山的農業廢棄物。在這里，RRT技術的產業化應用場景清晰呈現：僅需3小時，成噸尾菜與畜禽糞污即可轉化為黝黑細膩的有機肥，直接裝車運往田間。這項技術的價值，遠不止于實現“變廢為肥”的基礎目標。在劉偉生教授帶領下，以青年科研人員為核心的團隊正推動技術向更深層次突破——以農業廢棄物為原料，研發可系統性修復土壤的RRT凹凸棒復合微生物肥料，助力鹽堿地改良、提升作物品質，實現從“廢棄物處理”到“沃土培育”的跨越。
一、破解47億噸廢棄物難題 實現綠色高效突圍
我國每年產生的47億噸農業有機廢棄物，涵蓋農作物秸稈、畜禽糞污、尾菜等多個品類。僅以甘肅高原夏菜產業為例，每年就會產生數百萬噸廢棄菜葉。傳統處理方式如焚燒、填埋或自然堆肥，不僅效率低下，更會引發嚴重環境污染與資源浪費問題。
“焚燒污染大氣環境，填埋易造成地下水污染，自然堆肥則存在效率低下的短板——這是全球農業領域面臨的共性難題。要實現農業廢棄物的高效綠色處理，必須突破傳統思維定式，研發全新技術與工藝體系。”劉偉生教授指出，作為蘭州大學化學化工學院教授、綠色材料研發中心主任，他帶領團隊自2016年起開展專項技術攻關，核心成員包括王文杰、張弘弼等博士研究生，以及王瑩、黃延盛、武銀朝、吳苗、劉姣蘭等碩士研究生。
“我們希望通過技術創新，推動農業廢棄物從‘污染物’向‘資源’轉化，從根本上扭轉土壤生態治理‘亡羊補牢’的被動局面。”團隊成員黃延盛表示，這一目標始終貫穿科研攻關全過程。歷經數年潛心鉆研，團隊成功攻克核心技術——多元有機廢棄物高效快速處理技術（RRT技術，即Rapid Reaction Technology），其中“凹凸棒石功能化及其在綠色農業中的應用”成果榮獲甘肅省科技進步一等獎。
該技術的核心優勢源于團隊自主研發的納米復合催化劑。這種外觀普通的黃色粉末，由生物活性物質與天然納米材料經改性、復合制成，如同精準的“分子剪刀”，可快速斷裂有機廢棄物中的復雜分子鏈。“納米復合催化劑相當于高效轉化媒介，能夠在短時間內將有機廢棄物中的有機質轉化為高質量肥料，同時實現重金屬鈍化，保障廢棄物綠色轉化。”劉偉生教授解釋道。
團隊提供的技術數據顯示，RRT技術可將廢棄物綠色轉化處理時長從傳統堆肥的15至60天縮短至3小時，總養分與有機質轉化率超98%，且處理過程無廢水、溫室氣體排放。“傳統堆肥類似于自然界的緩慢降解過程，而我們的技術實現了分子層面的高效轉化。”團隊成員武銀朝對技術原理進行了通俗闡釋。
更為關鍵的是，該技術構建了集成化處理體系，通過傳感集成與程序控制，實現產物的即時原位賦能。在廢棄物快速降解轉化過程中，經活化處理的凹凸棒石作為核心載體同步引入體系，其納米級纖維結構與巨大比表面積可高效吸附、固定轉化過程中的養分與活性物質，并與復合微生物菌群協同作用，在生產線內直接“組裝”形成兼具土壤改良、保水保肥、養分緩釋、重金屬鈍化等多重功能的RRT凹凸棒復合微生物肥料。
“我們的技術邏輯呈現閉環、綠色、高效的特點，在高度集成的系統中完成從廢棄物到高端復合有機肥及土壤修復劑的直接轉化，確保從源頭到田間的各環節均具備精準性、高效性與綠色性。”劉偉生教授強調，這一特性使得最終產物無需二次加工，直接施用即可發揮土壤修復作用，徹底改變了傳統肥料“僅補充養分、不培育土壤”的局限性。
二、鹽堿地改良成效顯著 助推農產品品質升級
土壤鹽堿化被稱為“土地的癌癥”，嚴重制約農業生產發展。在甘肅省白銀市景泰縣草窩灘鎮紅躍村，一塊因鹽堿超標而絕收20余年的土地，成為RRT技術一體化應用的重要試驗場。
2024年春季，團隊在此開展治理試驗，施用RRT凹凸棒復合微生物土壤調理劑，并創新引入超疏水材料實施物理隔斷。僅一年時間，試驗田便迎來顯著變化：土壤鹽度從“重度”降至“中度或輕度”，pH值降至7.5以下，昔日寸草不生的土地成功種植出蘿卜、白菜；次年，近2米高的油葵長勢旺盛，成活率超95%。
“從我記事起，這塊地就無法種植糧食。去年團隊開展試驗后，當年便產出了鮮嫩的蔬菜；今年的油葵長勢喜人，令人欣喜。”紅躍村村民萬國勤的感慨，印證了技術的實際成效。此次實踐表明，以農業廢棄物為原料生產的特種肥料，可為鹽堿地治理提供可復制、見效快的系統性方案，為“白色荒漠”向“米糧川”轉變提供了可能。
在被譽為“中國蘋果之鄉”的甘肅天水秦安縣，RRT技術正推動當地蘋果產業實現品質升級變革。長期施用傳統化肥導致當地果園土壤板結、養分失衡，制約了產業發展。而在施用RRT凹凸棒復合微生物肥料后，板結的土壤變得疏松透氣，保水保肥能力顯著提升，土壤中沉睡的養分被微生物激活。
土壤條件的改善直接體現在果實品質上。數據顯示，施用該肥料的秦安蘋果，維生素C含量提升29%，果實飽滿圓潤、色澤鮮亮，口感脆甜多汁。“我家種植的紅富士蘋果因品質優異，獲得市場廣泛認可，年收益較以往顯著增加。”秦安縣蓮花鎮種植戶高小花表示。
此類產業變革并非個例。為全面驗證RRT技術生產的凹凸棒復合微生物肥（RRT有機肥）的應用效果，團隊已在四川涼山彝族自治州德昌縣、甘肅隴南市、蘭州市皋蘭縣、江蘇新沂市等地建立果蔬種植示范基地。實踐表明，“沃土再生”技術成效顯著：辣椒素、維生素C等作物核心營養物質含量提升13%至46%，部分作物實現重金屬“零檢出”。
“目前，團隊已構建起從前端農業廢棄物處理，到末端土壤修復與農產品提質增效的完整閉環技術體系，實現了有機廢棄物3小時快速轉化、鹽堿地當年改良當年種植、經濟作物品質顯著躍升的多重突破。”劉偉生教授表示，團隊目標是在保障作物增產的基礎上，同步實現重金屬鈍化、營養物質提升與商品性狀改良三大目標，這一目標正通過各地田間實踐逐步實現。
三、雙重效益凸顯：碳減排成效顯著 創新綠色經濟模式
“傳統填埋法處理1噸廢棄物產生的二氧化碳當量高達753千克，堆肥法為451千克，焚燒法為376千克，而采用RRT技術處理1噸廢棄物僅產生18.81千克二氧化碳當量。”劉偉生教授介紹，團隊通過多年技術攻關，成功將農業廢棄物處理過程的碳足跡縮減至傳統技術的1/40。
這一技術突破不僅意味著農業廢棄物處理過程中溫室氣體排放的大幅減少，更標志著一種低碳環保的廢棄物處理新模式的興起。“若全國10%的農業廢棄物采用RRT技術處理，與堆肥法相比，每年可實現的碳減排量相當于種植6000萬棵樹木的碳吸收量。”劉偉生教授進一步測算。
RRT技術的環保優勢還體現在場地利用效率上，其所需處理場地僅為傳統堆肥法的1/10。劉偉生教授以具體案例說明：“一架商用飛機每年的碳排放量約為1.5萬噸二氧化碳當量，需1500公頃樹木一年的碳吸收量才能抵消；而采用RRT技術，在0.5公頃場地內年處理3.3萬噸雞糞，即可實現同等規模的碳減排效果。”這種高效、低碳、環保的處理方式，為破解農業廢棄物處理難題提供了切實可行的路徑。
除顯著的生態效益外，RRT技術在經濟層面同樣表現突出。2024年，該技術被全國畜牧總站納入《黃河流域畜禽糞污資源化利用集成技術及典型案例》，在全國范圍內推廣。核心產品RRT凹凸棒復合微生物肥料已應用于全國十余個省市，在四川、江蘇、河南、寧夏及東北地區已實現或正在推進規模化生產線落地，持續將當地農業廢棄物轉化為土壤修復的“營養劑”。
傳統有機肥存在達標率低、見效慢等問題，農戶接受度不高；而RRT有機肥具有肥效高、用量少的優勢，農戶以與傳統有機肥相當的投入，即可獲得更高產量與更優品質的農產品，這一核心優勢贏得了農戶廣泛認可，為技術推廣奠定了堅實基礎。
“這是一條綠色發展與經濟效益協同的道路。”劉偉生教授表示，“RRT技術不僅為農業廢棄物資源化利用提供了新路徑，更為農民增收致富帶來了新機遇。”展望未來，團隊將持續深化技術研究、拓展產業鏈條，推動技術從實驗室穩定走向更廣闊的田間地頭，在更多鹽堿地、板結地實現應用突破，真正激活土地活力、提升土壤肥力，助力農產品質量提升，為保障國家糧食安全貢獻科技力量。
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