陕西理工大学“点腐成肥”项目组进行柑橘产区考察科研实践。此次活动聚焦于挖掘果腐废弃物高值化资源化利用的新方法,旨在突破现有技术瓶颈,为农业循环经济的大规模推广奠定基础。
果腐资源化市场潜力巨大,然而,当前处理技术成本高、效率低,极大限制了其广泛应用。大学生团队敏锐着眼于此,深入研究不同果腐品类在预处理、发酵、转化等不同环节的转化机制,期望从源头找到优化利用的关键。
考察前,团队精心筹备,整合机械工程、生物科学、化学等多学科知识,设计了一套涵盖果腐物料特性、发酵工艺优化的全面研究方案。抵达目的地后,成员们分工明确。一部分成员身着白大褂,手持便携式检测设备,深入柑橘种植园采集果腐与土壤样本,现场测定土壤有机质、酸碱度、果腐含水率等核心参数。

【配图:团队成员深入柑橘种植园采集样本,现场开展检测】
另一部分则扎根试点处理站,借助自动化监测系统,24小时不间断跟踪果腐从预处理到发酵、成品的全转化过程,详细记录各个阶段的变化。
产区调研挑战重重,偏远产区交通不便影响调研进度,分散的果腐来源增加样本采集难度。遇到偏远村落时,交通不便导致大型设备运输困难;在种植分散的山区,样本采集更是要翻山越岭。但团队凭借创新思维,采用县域网格化调研的方式辅助统筹,利用便携式小型化设备降低运输难度等方式化解难题。
回到学校实验室,团队运用微生物筛选、发酵工程等前沿技术,深度剖析果腐样本。在无菌实验室内,他们对功能菌群的降解效率、发酵过程的参数优化进行反复测试,攻克了一个又一个的技术难题。

【图】团队成员在学校实验室开展无菌实验,测试功能菌剂活性
经过上百次的反复试验,团队终于攻克了行业的三大核心技术瓶颈,彻底打破了传统工艺的限制。首先是低温介质粉碎破壁预处理技术,创新性地采用-15℃低温环境下的惰性介质冲击破碎工艺,解决了高湿果腐物料难以粉碎、摩擦生热破坏活性养分的行业痛点,使原料中纤维素、果胶等大分子难降解物质的暴露度提升60%,天然活性营养成分的保留率达到95%以上,为后续的生物转化奠定了坚实的基础。
其次是靶向功能菌群选育与纳米协同技术,团队通过以果胶酶、纤维素酶活性及病原菌抑制率为核心的特异性筛选模型,从全国果园原生土壤与堆肥环境中,分离筛选出12株具有高效降解能力的功能菌株,经复配优化形成了专用降解菌剂,将果腐有机质的转化效率提升至85%。同时,通过纳米载体负载技术,实现了菌剂的稳定化与靶向控释,不仅精准抑制了土传病原菌,更将传统堆肥30天的发酵周期缩短至18天,有机肥中腐殖酸含量提升40%。
第三是固碳保氮调肥发酵技术,团队研发了超碱性催化剂固碳工艺,构建了“碳架固碳、氮促碳稳”的协同体系,将发酵体系的碳氮比精准调控至微生物最适配的25-30:1,同时通过富集空气中的二氧化碳中和果腐有机酸,彻底解决了果腐发酵易酸化板结的行业痛点,实现了碳氮养分的高效留存,大幅提升了发酵转化率。
技术的突破,彻底重构了果腐处理的产业逻辑。传统模式下,果腐是没人要的污染废弃物,一吨处理成本要倒贴20元;而在团队的新技术下,果腐变成了高值的有机肥原料,一吨可以实现2800元的价值,实现了56倍的价值增值。目前,团队已经在陕西省汉中市褒河蜜桔种植示范基地建成了首个试点处理站,单站年处理果腐3600吨,带动当地500户果农户均增收超过1.2万元,彻底解决了当地的果腐污染问题。
团队研发的“归壤”牌定制有机肥,凭借优异的改土增产效果,已经推广到全国多个核心产区,累计服务超过2万亩果园,使用产品后的果园,土壤有机质提升23%,作物产量提升25%,化肥农药使用量减少15%,有效改善了耕地地力。同时,团队还成功打开了东南亚市场,与泰国、马来西亚的农业企业达成了出口合作,让中国的农业科技走向了海外。
截至目前,项目组已经取得了4项核心发明专利、4项计算机软件著作权,相关研究成果发表于影响因子32.6的国际顶刊,项目获得了中国国际大学生创新大赛银奖,成功获批国家级大学生创新创业训练计划项目,入选了陕西理工大学校科技园孵化项目,获得了坤辰资本等投资机构的战略投资。
项目负责人表示,未来,团队还将继续深耕农业循环领域,进一步拓展产品品类,把技术推广到更多的果蔬产区,帮助更多的农户,用青年的智慧与力量,助力我国农业的绿色高质量发展,为乡村振兴贡献青春力量。