高端基质生产标准化与园林废弃资源循环利用科普基地建设可行性分析报告

建议项目附件：

高端基质生产标准化与园林废弃资源循环利用科普基地建设可行性分析报告

立项单位：北京市朝阳区金盏乡人民政府

北京绿洲苗木种植中心

日期：二零壹零年一月一日

目录：

一、立项的目的、意义和必要性 (3)

二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 (3)

三、北京地区现有基础、特色和优势；项目前期预研综述 (6)

四、总体目标、考核指标 (6)

五、项目研究开发内容（包括要解决的主要问题、解决方案、工作任务、关键技术、创新点等） (7)

六、经济效益：项目实经济、社会效益分析；推广应用前景分析；项目实施的风险分析 (10)

七、项目实施的组织管理措施 (11)

八、项目的年度目标和实施计划 (11)

九、预期主要成果形式、知识产权归属与管理 (12)

十、项目经费总预算 (12)

一、立项的目的、意义和必要性

有机基质是城市屋顶绿化、育苗、花卉种植、土壤改良的良好的基础性材料。而有机基质生产技术在中国国内尚五花八门，缺少标准。高端有机基质中国与国外尚有较大的差距，每年要花大量外汇高价进口来满足生产上的需要。高端有机基质是生产名贵、优质花卉不可或缺的材料。国内生产的基质尽管价格低，但是功能差，这是国内花卉生产质量不能提升的重要原因。朝阳区是北京市绿地面积最大的区，绿化美化任务量大，对有机基质、高端基质的需求量大。2007年，在区科委的大力支持下，朝阳区实现了园林废弃物的减量化、资源化，解决了园林废弃物多年来影响环境的这一大难题。但目前利用园林废弃物所生产的产品还处于低端产品阶段，标准化程度低，产值低，不能生产具有较高科技含量的专用性高端基质产品。本项目通过对国外同类产品的研究，分析其理化特性，以树枝、落叶等园林废弃物为主要原料，利用生物发酵技术和植物营养配方技术，根据不同植物的生长特性，研制开发出具有国内先进水平的高端有机基质产品，并使基质生产过程规范化，标准化。园林废弃物资源循环利用作为近几年新型产业，还不为知悉，以项目建设为契机，建设科普厅，在高端基质生产标准化研发期间，把基地同时建成面向公众的园林废弃物循环利用科普基地，提高广大市民的环境意识、普及循环经济的理念意识，进而推园林废弃物循环利用事业更好的开展。

二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势

项目属于废弃物资源化再利用领域，是建设和谐社会的重要内容。而利用废弃物生产高端基质是涉及土壤学、环境学、栽培学多学科（一）国外现状及发展趋势

近年来，世界花卉业以前所未有的速度增长，并远远超过世界经济发

展的速度。世界花卉贸易总额从1990年的65亿美元，猛增到2000年的近1000亿美元。花卉业成为很多国家和地区农业创汇的支柱，真正显示其作为“效益农业”的作用和发展潜力。面对如此大的需求量，以及天然泥炭的限制性甚至禁止开发利用，世界各国都需要尽快开发出泥炭的替代品。国外岩棉的开发利用较为理想，但主要用于无土栽培，且我国目前尚无优质的岩棉产品供生产使用。近年来，国内外在利用各种有机废弃物开发合成经济环保型人工基质方面取得了许多可喜的进展，如利用椰子壳可发酵合成性状稳定的椰绒基质。另外，食用菌菇渣是良好的基质合成材料，作物秸秆、稻壳等的有效利用等。澳大利亚、欧、美等国针对锯末、树皮、树枝、落叶、秸秆等进行过系列的研究，最常用的方法是进行堆置处理，利用有机废弃物进行堆肥、基质产品的开发。以芬兰为例，芬兰全国有苗圃42个，其中国家林业及公园管理局有5个，每年可生产苗木3亿株，在全国的苗木生产中，90％以上采用塑料大栅育苗和容器育苗。容器育苗的基质是以泥炭土为基础的有机质生态型栽培基质。近几年，日本又发明了一种专用育苗钵块，种子可以直接播入钵内、覆盖基质后，排列在育苗床上，用水喷湿即可，钵块的材料可用岩棉、草炭、椰壳发酵物等。

国外同类行业得到了快速的发展，而且已经进入产业化生产阶段。他们以先进的设施设备、现代化的工程技术、规模化的生产方式、商品化的经营管理，使之成为种苗业社会效益最高的企业。

（二）国内现状及发展趋势

随着北京地区花卉、苗木种植面积不断扩大，栽培基质使用量也迅速增长。至2009年举办第7届中国国际花卉园艺博览会，预计北京地区的年基质用量将达到6~10万m3。然而，目前我国的花卉苗木等栽

培基质多来用泥炭及其加工物。我国泥炭类基质虽然价格便宜，但在物理、化学性质等多项指标上，与国外泥炭产品仍有差距，特别是高端基质尚不能全面满足我国农林园艺单位和用户的需求。经估算泥炭基质的进口，2006年全国进口泥炭约有1000个货柜，约5.4万方。随着天然泥炭资源的日趋枯竭、环境的日益恶化和城市园林绿化废弃物的逐渐增多，园林绿化废弃物基质化再利用成为重要的发展趋势。设施农业和种苗快繁技术的迅速发展，使市场对栽培基质的需要量急剧上升，而这种利用有机废弃物加工而成的系列专用基质有成本较低、原料来源不受限制的特点，与草炭等常规基质相比，该行业属于可持续的环保行业，应该具有较强的市场竞争优势。自上世纪90年代以来，有机基质栽培得到重视，特别是各种废弃物的利用使有机栽培进入了一个新的发展阶段，这主要源于经济和环境两方面的因素，随着产业化、工业化规模的提高，各种废弃物的排放量日益增多，树皮、木屑、树枝、秸秆、落叶、菇渣等均可作为基质生产原料。国内在椰渣、稻壳、菇渣、芦苇秆等农林有机废弃物的处置上进行过资源化处理、利用的尝试，其中椰渣、稻壳作为基质利用在南方诸省已得到成功的实践。获得了良好的经济、社会和生态效益，起到了良好的示范作用。

虽然我国在以上技术方面进行了一些研究，但是，我国目前此行业的生产、研究、开发滞后，科研与生产不配套，经营规模小，生产方式落后，标准化程度低，营销手段落后，生产效率和经济效益不高，没有一个集研究、规模生产和现代化营销手段于一体的技术创新项目和一个以科研生为中心生产为导向的标准化基质生产基地而且并未形成自己的技术体系，而且在很多关键技术上没有自己的知识产权和技术标准。所以研究来源容易、价格低廉、性质稳定、对环境无污染的

基质，是当前发达国家对基质研究的主攻方向。随着天然泥炭基质资源的日趋枯竭、环境的日益恶化和农林有机废弃物的逐渐增多，农林有机废弃物基质化再利用工程成为发展的重要趋势。设施农业和林木种苗快繁技术的快速发展，市场对栽培基质的需要量在急剧上升，以有机废弃物加工而成的系列专用基质成本较低、且原料来源不受限制，与草炭等常规基质相比，该行业是一个可持续的环保行业，并且有较强的市场竞争优势。而且面对加入WTO和种植业结构调整的新形势，各地将进一步扩大经济作物种植规模，加上花卉、林木生产，每年需要用苗将接近8000亿株，为行业的孕育兴起提供了广阔的市场空间和发展机遇。

三、北京地区现有基础、特色和优势；项目前期预研综述

1、技术基础好。北京林业大学是我国最权威的高等林业院校，在园林绿化及花木栽培、基质生产和无土栽培方面具有领先地位。早在10年前就开始进行花木育苗栽培基质方面的研究和引进工作，取得了一系列科研成果和专利。

2、场地设备齐全。目前在朝阳、丰台、大兴、顺义等区县已在园林绿化废弃物处理方面有一些先期工作，奠定了场地、设备基础。

3、前期准备充分。在科委支持下，已实施“北京地区园林绿化废弃物再利用生产花木基质需求分析与技术选择”软课题，拟通过调研摸清市场需求和技术现状，为下一步的重大课题实施提供可行性依据。

4、我区园林废弃物基地建设在全市同行业中规模大，年加工能力可达到数万立方米园林废弃物，产品种类多，拥有一设备较为先进的化验室，可进行肥力、土壤、植物的营养诊断等，具备了项目拓展的基础。

四、总体目标、考核指标

总体目标：

（一）销纳北京市园林绿化废弃物，构建合理的资源化利用模式。（二）提高废弃物资源化利用经济效益，提升产品档次，为其产业化、规模化提供技术支撑。

（三）创建高档花卉栽培基质生产工艺和技术指标体系。

（四）开展试验示范，检验并进一步完善相关控制指标体系。（五）创建科普教育基地，增强园林绿化废弃物资源化再利用公众意识。

考核指标包括：

1、改善了物理处理的设备。

2、找出了最佳发酵菌种组合。

3、控制了发酵条件。

3、具有炭化设备和技术。

4、建立2至3种高档花卉基质的生产工艺流程。

6、建立了产品质量检测指标体系。

7、科普基地主要接待的是学生和市民和绿化单位的同仁。向他们传播园林废弃物资源化、循环利用的意义和知识。科普厅建筑面积180平方米，拥有多媒体演示设备一套，展板一套，生产工序模型1套，产品展柜5套，以及相应的桌椅等。年接待来客3000人次以上，并发放一定数量的宣传品。通过科普厅的科普活动，广泛普及园林废弃物资源化利用的意义和循环经济的基本知识，提高公众对城市垃圾分类处理利用的科学知识

五、项目研究开发内容（包括要解决的主要问题、解决方案、工作任务、关键技术、创新点等）

（一）建设园林废弃物循环科普展厅

科普厅建筑总面积180平方米。基地选出年轻、业务好的人员作为专职科普人员，对科普活动给予资金保障。展示的主题是，城市园林废弃物分类、减量化、资源化利用展示。科普厅展示知识的内容包括：园林废弃物的生成、收集、减量化、用生物技术发酵处理、辅料添加、后加工、在生产中应用及效果展现等。方式有声光电一体的多媒体演示、展板，以及用专柜展示产品和用该产品生产的园艺精品，产品可提供参观人员选购。同时还将配有生产过程的模型展示。参观科技展厅后，参观者到各个生产车间、温室，可以实地观察，加深印象，普及循环经济的知识。利用科普基地，可进行新产品的示范和科普教育。其主要内容包括：

（二）高端基质标准化技术研发

研制以园林绿化废弃物为原料的新型花木基质，替代泥炭基质的使用，填补国内利用城市园林废弃物为原料生产花木基质的技术空白。

1、创建利用园林绿化废弃物生产花木基质工艺技术体系。

2、完成以园林绿化废弃物为主体原料的广谱基质产品生产工艺流程及参数。

3、完成主要2-3种北京市场常见高档花卉基质的具体配方。

解决方案：

（一）原料收集

制订原料收集规范，确定适合做基质的废弃物种类、理化性状等，按规范要求收集原料。

（二）物理处理

1、制订分类标准，确定用于发酵和炭化的原料各自应具备的特点。

2、制订粉碎筛选标准，确定粉碎后物料粒径大小，测定初级产品的理化性质。

3、改进粉碎设备，确保物料粒径符合标准，除尘装置符

合要求。

（三）发酵工艺

1、发酵设备的购置。按发酵罐和室外堆放两种发酵方式分别选择发酵设备。

2、发酵条件的确定。筛选菌种，调节温度、湿度组合处理，保证合适的C/N和氧气，找出理想的发酵条件。

3、发酵过程中理化监测指标的确立。结合进行物料理化指标的动态检测，明确关键控制指标，形成指标体系。

4、发酵工艺技术规范的建立。实现检测指标的规范化和产品生产的标准化。

（四）产品理化性质的测定

1、物理性质的测定。包括容重、密度、总孔隙度、大小孔隙比、颗粒大小等。

2、化学性质的测定。包括营养元素的含量、化学稳定性、酸碱性、阳离子交换量、pH缓冲能力、电导率等。

（五）炭化工艺

1、炭化设备的建立。确定炉灶内径、灶高等。

2、炭化工艺规范的形成。设定系列高温、还原条件控制炉内温度，找出翻堆混合最佳时间，最佳冷却方式等使废弃物快速实现炭化或类似半泥炭化形成一整套工艺标准。

3、泥炭替代物理化性质的测定。

（六）理化性质调节

1、物理性质的调节：为保证基质足够的纤维数和纤维长度选择一两种天然添加物（如棕榈壳、菌棒、椰糠等）作为辅料提高基质的通气透水性和抗塌陷性；通过添加试验提高基质的保水性。

2、化学性质的调节：通过系列添加、物理处理等保证基质合适的pH 值和可溶性盐分等。

（七）高档花卉基质配方的开发。

在广谱基质的基础上，以园林废弃物、珍珠岩、蛭石等原料调节其配比，形成适合高档花卉的栽培基质。

（八）进行栽培试验示范完善配方和指标。

关键技术：

1、园林废弃物处理设备、工艺流程

2、发酵工艺和炭化工艺

3、理化性质调节和配方工艺

创新点：其理化性质调节和配方工艺为国内首创。国内尚无以园林废弃物循环利用的科普示范基地。

配套技术：园林废弃物的种类筛选和粉碎技术；基质块的成型加工技术。

六、经济效益：项目实经济、社会效益分析；推广应用前景分析；项目实施的风险分析

生产标准化、产品高端化，利用园林绿化废弃物生产高档优质花木基质，新型基质年创收约60万元。

社会效益：构建了园林绿化废弃物资源化再利用模式，满足了市场对高端基质基质的需求，减少进口，节约外汇，形成了园林绿化循环经济体系，促进了社会的可持续发展。

从全市的范围来看，每年成百万立方米的园林废弃物总体还没有得到有效地分类处理，大量园林废弃物仍然被未加处理利用的填埋或者随意丢弃，仍是影响北京城市环境的一个不容忽视的因素。项目的具体目标是，建立科普厅，利用多媒体、知识展板、工艺模型，结

合到生产车间参观，向前来到基地参观的向广大市民、学生和绿化界同仁普及园林废弃物资源化利用的科普知识，把园林废弃物从城市垃圾中分类处理，变成市民自觉自愿的行动，普及循环经济的理念，从而改善我们的城市环境，提高市民的科学素质。

提高园林废弃物加工处理的效益，提高产品的科技含量，向高端产品要效益，使产品的生产流程优化、标准化，是园林废弃物循环利用产业可持续发展的必由之路。随着国家对废弃资源循环利用产业的大力扶持，以及全球范围内对泥炭生产的限制，以废弃物为原料的产业成为朝阳产业。市场风险主要是国内对废弃物利用还没有机制化、制度化。但通过实现产品的多样化，可以减轻市场风险。

七、项目实施的组织管理措施

项目由北京林业大学作为技术转让和技术支持单位。北京绿洲苗木中心为项目的主持方和业主方，承担项目的具体施工和对外协调工作。北京京圃园生物工程有限公司承担项目的具体运营和产品销售、推广。北京林业大学以技术入股的形式参与项目的建设。三方通过协议确定各自的权利与义务，共同确保项目的实施。

八、项目的年度目标和实施计划

2010年01月01日至 2010年06月30日

制定课题实施计划与方案 1、确定高档花卉栽培基质研究技术路线； 2、全面开展其生产关键技术工艺流程及具体指标的研究与试验；

3、改进高档花卉栽培基质生产工艺流程，完善指标体系。

4、开展基质盆栽试验。

2010年07月01日至 2010年12月31日

1、继续高档花卉栽培基质盆栽试验，并进行筛选，完善配方和工艺，确定参数。

2、完成以上两种基质生产的理论、技术、标准、论文撰

写工作； 3、开展科普厅的建设工作，并在年底前投入使用。 4、整理材料，提出课题研究报告和工作报告，进行课题验收、鉴定。九、预期主要成果形式、知识产权归属与管理

（一）成果提交形式

1、产业化后：高档专用基质2种，产值60万元/年。

2、申请专利：1项

3、发表论文：1篇

4、培养研究生1~2名

（二）知识产权归属与管理

上述所有成果及其附带的知识产权均归北京林业大学等参与单位共有，同时按北京市科委的有关规定执行。

十、项目经费总预算

项目预期为1年，经费预算详情见表