规模化养猪污染微生物治理关键技术联合研发国际科技合作项目申报书(编辑修改稿)

规模化养猪污染微生物治理关键技术联合研发国际科技合作项目申报书(编辑修改稿)内容摘要：

授予 “福建省友谊奖 ”。 我国是世界最大的生猪养殖国，在养殖污染治理方面不断探索适合我国养 殖环境的治理方案，积累了一定实践经验，并且拥有众多的养殖场可用于试验。 项目申请单位长期进行农业微生物的研究与应用，研发出微生物农药、微生物肥料、微生物农残 降 解剂、饲用益生菌剂等多种微生物产品，取得了较好的应用效果，获得社会生态经济效益。 拟通过与德国合作研究开发适合我国规模化养猪场污染治理的技术，解决我国生猪养殖对环境造成的 严重污染问题，促进我国生态养猪业的发展，实现 生猪产业的健康持续发展。 3. 若国内和国际上已开展与本项目类似的研究，请对比说明各自的水平、优势、特点或差距等；若本项目合作内容在有关国家科技 重大专项、国家科技计划（ 863 计划、 973计划、支撑计划、科技基础条件平台建设等）中已有部署，请列出并说明相互关系，以及本项目合作对其所起的作用。 国内外对于大中型猪场粪污处理的方法主要是综合利用和污水达标排放。 国外较早利用微生物技术处理养猪粪污，技术比较领先的有德国、台湾、日本等。 拥有了粪污高效降解菌株、先进的菌剂生产技术以及应用技术等，取得了很好的应用效果。 国内近年来在福建、广东、山东等省兴起了微生物垫料发酵床养猪模式为主的污染处理方法，有望从根本上解决养猪污染问题。 然而，整体技术的提升仍受制于粪污高 效降解菌株的筛选、相关菌剂生产、疫病的防控、以及资源化利用体系等关键技术的研究。 项目组已针对微生物发酵床技术进行了部分研究，前期研究成果已出版专著《微生物发酵床零污染养猪技术研究与应用》（北京：中国农业科学技术出版社， 20xx， ISBN 9787802338760），并通过福建省技术鉴定（闽科鉴准字 [20xx]第 142 号）。 随着我国环境污染治理的发展，这一养殖模式将成为我国畜禽养殖污染治理技术发展的主要趋势。 本项目通过高效菌株以及关键技术的引进、消化和再创新，将深化我们的研究，提升研究水平，短时间 内缩短与先进国家之间的技术差距，带动行业发展。 国际科技合作项目申报书 第 15 页 共 46 页 202071 二、合作基础与合作能力 （限五号字二页以内） 1．合作基础： （指出合作各方是否有着良好的合作互信与合作渠道，是否已开展了富有成效的合作与交流，具有稳定的国内外合作环境、合作条件与交流机制等。 ） 申请者从 1992 年开始与德国波恩大学应用植物科学与生物资源保护研究所微生物研究室Sengonca 教授建立了合作关系，进行了生物农药的合作研究，并联合申报德国科学基金资助中国的项目，获得了三次的资助（ 199 20xx、 20xx），在中国建立了联合研究实验室，联合招收 博士研究生（获德国波恩大学学位的），良好的合作，使得 Sengonca 教授获得了中国外专局 “友谊奖 ”，每年他都来中国指导研究，此次的研究得到他的大力支持，会提供关键菌株和技术。 核心菌株库的引进，从德国菌种保存中心（ DSMZ）商业购买，已经和对方联系并获得同意。 2．合作可行性： （从合作渠道、特有关系、人才、技术、资金及组织方式等方面简述合作可行性，能否保障项目顺利实施，达到预期目标） 德国波恩大学和德国国家菌种保存中心（ DSMZ）是欧洲最大生物资源中心，是世界最优秀芽孢杆菌研究单位和资源保存库，不仅保存有世 界最全面的芽孢杆菌模式菌株，同时也收藏了许多芽孢杆菌有效功能菌株，具有良好开发应用前景。 福建省农业科学院刘波博士 19921994 年在德国波恩大学从事生物农药博士后研究， 199520xx 年，福建省农业科学院与波恩大学在德国科学基金（ DFG）和中国国家外专局的支持下，建立了中德生防合作实验室，申请到德国国家科学基金（ DFG）和德国国际合作基金（ GTZ）三期研究项目，以及得到中国国家外专局项目和国家科技部 863 项目的支持，开展了生物农药 BtA 生物毒素生物藕合技术的研究，并与 DSMZ 的一直保持着良好的合作交流 ，德方合作教授 Prof. . . Cetin Sengonca 因与中国长期良好的合作并作出大量的成绩获 “国家友谊奖 ”和 “福建省友谊奖 ”。 20xx20xx 年（至今）福建省农业科学院与德国波恩大学联合招收德国波恩大学博士生，刘波博士作为德国波恩大学博士生导师，已有两名博士毕业（获德国波恩大学博士学位）、一名在读，这为我们的开展合作研发打下了良好的前期基础。 3．中方合作能力： （包括中方项目承担 /参加单位产、学、研简况及具有的合作经验与合作渠道；项目组人员的职称及在该领域的国内外学术地位、专业 /技术优势） 福建省农业科学院农业生物资源研究所农业微生物中心致力于农业微生物资源保护利用，包括微生物资源收集、保存、鉴定，农业微生物基因资源研究、评价、开发、利用，农业微生物开发利用包括微生物农药、微生物肥料、微生物生物饲料、微生物降污技术、微生物保鲜技术等。 承担着 “福建省生物农药工程研究中心 ”，与德国波恩大学共同建立 “中德生物防治合作实验室 ”，联合招收德国波恩大学的博士生，组建了福建省农业科学院微生物创新团队。 中心拥有从 12 个国家采集来到的 5400多个芽孢杆菌沙土样本保存库。 首席专家刘波博士、研究员， 国家百千万一二层次管理人才，省政府优秀专家。 研究中心现有研究人员 27 名，高级职称 7 名，博士后 4 人，博士 3 名，在职博士生 7 名，硕士（生） 8 名。 20xx年以来，承担国际合作项目、国家 863 项目、国家基金项目、省科技重点项目等 80 多项，得到研究经费的资助一千多万元，拥有分子生物学设备，紫外，气相，液相，气 质联用色谱仪器，微生物自动鉴定仪，全自动微生物发酵设备和制剂工艺研究设备等。 与德国、瑞典、美国以及中国的港澳台地区建立了合作研究关系。 国际科技合作项目申报书 第 16 页 共 46 页 202071 近几年来，研究所与福建众智生物科技有限公司等企业建立了合作关系，进行生物 技术研究成果的产业化，同时以企业作为中试、示范基地，并借助它们辐射全省全国。 目前本中心已研究、开发出 5 种新型的生物农药产品供企业生产、销售，在全省和全国推广应用。 本研究所还与福建省九个地（市）农科所建立了生物技术成果推广协作网，通过这一协作网，也可迅速将科技成果转化为生产力。 项目组主要人员的成功案例 （ 1） 近五年取得的三项代表性 科技合作或技术引进消化吸收再创新案例及经济、社会、环境效益。 （ 2）近五年取得的三项代表性成果名录，包括论著、专利、标准等。 科技成果：福建省科技进步二等奖 —无害化养猪微生物 发酵床工程化技术研究与应用。 申报专利：一种判别养猪微生物发酵床垫料发酵程度的方法（申请号： ） 一种淡紫拟青霉生物肥药的制备方法（申请号： ） 出版专著：刘波，朱昌雄主编 ．微生物发酵床零污染养猪技术研究与应用． 20xx，北京：中国农业科学技术出版社， ISBN 9787802338760． 700 千字． 发表论文： （ 3） 近五年主持完成的（已验收）的国家级项目或省部级重大项目名称、计划类型、编号、起止年月、资助经费、完成情况、后续研究进展，以及与本 申请项目的关系。 （ 4）正在承担的其他国家级项目或省部级重大项目名称、计划类型、编号、起止年月、资助经费、执行情况，以及与本申请项目的关系。 3．外方合作能力： （ 外方合作机构简况及 外方在该领域的学术地位与技术优势；外方负责人及参加人员的 学术水平、职称及在该领域的学术地位； 是否提供必要的技术培训和服务。 ） 外方项目组人员近五年取得的五项代表性成果名录 （包括论著、专利、标准等） 合作协议签订情况 （此项目是否曾与国外合作伙伴签有协议或合作意向书。 如有，请给出协议或意向书名称、签定时间 、地点、主要内容，并附协议或意向书复印件。 ） 国际科技合作项目申报书 第 17 页 共 46 页 202071 三 、合作目标和内容 （限五号字二页以内） 1．合作目标和主要内容： 本项目拟与德国波恩大学作物科学和资源保护研究所共同研发规模化生猪养殖微生物治理关键技术，引进德国高效的粪污降解菌株、饲用益生菌株，以及相关的菌剂生产、环境污染监控、菌株混合发酵、微生物肥料生产和生防菌应用等技术。 在引进和研发的基础上，集成创新建立规模化猪场粪污微生物处理关键技术体系，将技术成果直接应用于企业， 解决长期困扰我国 养殖 企业的 污染问题， 带动 相关产业和 区域经济发展。 主要目标 （ 1） 参与各方互访合作研究 20 人次，建立长期合作关系。 （ 2） 建立微生物资源库， 获得具有潜在开发价值的 粪污降解菌株、饲用益生菌株等功能微生物810 株。 （ 3） 研制发酵床健康养猪系列菌剂 1 套；示范猪场粪污降解 90%以上；消除养猪场粪污对周围环境的污染。 示范猪场累计出栏 20 万头。 （ 4） 建立标准生产规程 3 个。 （ 5） 申报专利 6 项，发表论文 25 篇。 （ 6） 建立 35 个技术集成示范基地，示范区面积 10000 亩，辐射带动 100 万亩次，每亩实现增收节支 300 元，产生直接经济效益 3 亿元。 主要研发内容 微生物防治床益生菌、粪污降解菌、病害 生防菌的 引进、 筛选、 及 开发 应用 引进和筛选猪粪高效分解环境微生物。 引进和筛选生猪饲用益生菌。 引进和筛选养猪主要细菌性病害生防菌株。 引进和建立核心菌株库及其筛选技术平台。 研制养猪粪污降解菌剂、饲用益生菌剂。 微生物发酵床基质配方研究及健康管理规程制定 （ 1） 垫料配方筛选 选择价格便宜，来源充足的有机物作为微生物发酵床垫料，主要成分包括锯末、木屑、秸秆粉、干草粉、土、稻壳和少量粗盐等。 设计不同比例配方，加入不同比例的发酵原种，观察发酵效果。 筛选出最佳基质配方。 定期取样，调查发酵床的微生物群落变化动态 ，研究其变化规律，同时观测基质的变化状态，建立微生物群落特性和基质特性之间关系模型。 研究不同发酵程度垫料的理化特性，建立 微生物发酵床垫料发酵程度判别模型 ，科学指导生产。 （ 2） 管理规程制定 根据实验研究，结合研究结果，参考国家相关规定，制定 “微生物发酵舍零污染养猪法标准操作规程 ”。 拟定内容包括： 1 目的； 2 适用范围； 3 责任者； 4 定义； 5 安全注意事项； 6 零污染发酵舍猪舍设计； 总体要求 猪舍结构种类 ； 猪舍配套设施； 7 微生物发酵舍零污染养猪法猪舍基质垫层的制作； 生物垫料的制作； 基质垫层的配制 ； 基质垫层制作注意事项； 8 微生物发酵舍养猪饲养日常饲养管理； 微生物发酵舍养猪饲养管理； 微生物发酵舍猪饲料益生菌的添加； 微生物发酵舍的管理； 微生物发酵舍的管理注意事项。 参考资料。 微生物发酵床作用机理的研究 国际科技合作项目申报书 第 18 页 共 46 页 202071 拟采用气 质联用技术，观察猪粪降解过程挥发性物质的变化。 利用 PLFA 生物标记法分析探讨猪粪尿分解过程微生物群落结构的变化规律， 明确粪污在微生物发酵床中的降解机制；。 对大肠杆菌、沙门氏菌等主要病原微生物进行变化动态的跟踪监测， 明确功能菌株对病原菌的防效测定并建立检 测平台。 明确微生物发酵床对病害、寄生虫等的防治作用， 并进行养殖方式的风险评价。 微生物发酵床健康养殖可追溯系统的的研究与应用 与专业信息技术公司合作，研发具备通用性的远程监测系统，实现猪场信息的远程监测，该系统的建成不仅可用于生猪生产的现场监测，系统模块经过组合和添加特定模块后还可应用于其他农业生产领域。 系统分为三个模块，数据采集、传送网络和监测分析。 微生物发酵床基质资源循环利用体系 的构建及 技术集成示范基地 的建立 针对用后废弃微生物发酵床资源，研究废弃物作为生物肥药产业化关键技术、养殖 废弃物作为种苗培育基质产业化关键技术、作为生物农药发酵基质产业化关键技术及作为食用菌栽培基质产业化关键技术；通过资源化循环利用技术集成示范，构建养殖废弃物资源良性循环利用经济发展模式，建立一批技术集成应用示范基地。 2．科学技术突破和创新 （指出通过国际合作解决的主要瓶颈、难点，拟取得的技术突破和技术创新，以及合作前后相关技术指标的对比情况） （ 1）引进和创新研究筛选出猪粪高效分解环境微生物，解决养猪业猪粪造成的环境污染，形成无污染养猪的核心技术。 （ 2）引进和创新研究筛选出生猪饲用益生菌，配合猪粪分解微生物 使用，作为动物益生素具有较高的大肠杆菌抗菌能力，能促进动物免疫能力的提高，促进动物的生长，引进该菌株改造成适应猪饲用益生菌，具有水平高，起点高，对配套微生物发酵舍零污染养猪法具有重要意义。 （ 3）引进和创新研究建立核心菌株库及其筛选技术平台，为筛选出解决养殖污染（包括养猪、养牛、养羊、养鸡、养鸭、养鱼等）的微生物，以及利用养殖废弃物转。