“传统技术处理一吨尾菜至有机肥需15至60天，依托我们研发的技术，这一过程可缩短至3小时，相当于一杯咖啡的饮用时长。”兰州大学“沃土再生”团队负责人刘伟生教授表示，“团队核心目标是从根本上破解土壤生态治理的被动困境，推动土地生态系统良性循环。”
我国每年产生的农业有机废弃物超47亿吨，如何实现此类废弃物的高效资源化利用，是农业绿色发展面临的重要课题。兰州大学绿色材料研发中心“沃土再生”团队研发的多元有机废弃物协同高效处理技术（RRT技术），可将成吨尾菜、畜禽粪污等快速转化为优质有机肥，直接应用于农业生产。
在甘肃省白银市一处农田配套厂房内，机器运转声与轻微的酒糟气味交织，未见传统堆肥场常见的刺鼻异味，亦无堆积如山的农业废弃物。在这里，RRT技术的产业化应用场景清晰呈现：仅需3小时，成吨尾菜与畜禽粪污即可转化为黝黑细腻的有机肥，直接装车运往田间。这项技术的价值，远不止于实现“变废为肥”的基础目标。在刘伟生教授带领下，以青年科研人员为核心的团队正推动技术向更深层次突破——以农业废弃物为原料，研发可系统性修复土壤的RRT凹凸棒复合微生物肥料，助力盐碱地改良、提升作物品质，实现从“废弃物处理”到“沃土培育”的跨越。
一、破解47亿吨废弃物难题 实现绿色高效突围
我国每年产生的47亿吨农业有机废弃物，涵盖农作物秸秆、畜禽粪污、尾菜等多个品类。仅以甘肃高原夏菜产业为例，每年就会产生数百万吨废弃菜叶。传统处理方式如焚烧、填埋或自然堆肥，不仅效率低下，更会引发严重环境污染与资源浪费问题。
“焚烧污染大气环境，填埋易造成地下水污染，自然堆肥则存在效率低下的短板——这是全球农业领域面临的共性难题。要实现农业废弃物的高效绿色处理，必须突破传统思维定式，研发全新技术与工艺体系。”刘伟生教授指出，作为兰州大学化学化工学院教授、绿色材料研发中心主任，他带领团队自2016年起开展专项技术攻关，核心成员包括王文杰、张弘弼等博士研究生，以及王莹、黄延盛、武银朝、吴苗、刘姣兰等硕士研究生。
“我们希望通过技术创新，推动农业废弃物从‘污染物’向‘资源’转化，从根本上扭转土壤生态治理‘亡羊补牢’的被动局面。”团队成员黄延盛表示，这一目标始终贯穿科研攻关全过程。历经数年潜心钻研，团队成功攻克核心技术——多元有机废弃物高效快速处理技术（RRT技术，即Rapid Reaction Technology），其中“凹凸棒石功能化及其在绿色农业中的应用”成果荣获甘肃省科技进步一等奖。
该技术的核心优势源于团队自主研发的纳米复合催化剂。这种外观普通的黄色粉末，由生物活性物质与天然纳米材料经改性、复合制成，如同精准的“分子剪刀”，可快速断裂有机废弃物中的复杂分子链。“纳米复合催化剂相当于高效转化媒介，能够在短时间内将有机废弃物中的有机质转化为高质量肥料，同时实现重金属钝化，保障废弃物绿色转化。”刘伟生教授解释道。
团队提供的技术数据显示，RRT技术可将废弃物绿色转化处理时长从传统堆肥的15至60天缩短至3小时，总养分与有机质转化率超98%，且处理过程无废水、温室气体排放。“传统堆肥类似于自然界的缓慢降解过程，而我们的技术实现了分子层面的高效转化。”团队成员武银朝对技术原理进行了通俗阐释。
更为关键的是，该技术构建了集成化处理体系，通过传感集成与程序控制，实现产物的即时原位赋能。在废弃物快速降解转化过程中，经活化处理的凹凸棒石作为核心载体同步引入体系，其纳米级纤维结构与巨大比表面积可高效吸附、固定转化过程中的养分与活性物质，并与复合微生物菌群协同作用，在生产线内直接“组装”形成兼具土壤改良、保水保肥、养分缓释、重金属钝化等多重功能的RRT凹凸棒复合微生物肥料。
“我们的技术逻辑呈现闭环、绿色、高效的特点，在高度集成的系统中完成从废弃物到高端复合有机肥及土壤修复剂的直接转化，确保从源头到田间的各环节均具备精准性、高效性与绿色性。”刘伟生教授强调，这一特性使得最终产物无需二次加工，直接施用即可发挥土壤修复作用，彻底改变了传统肥料“仅补充养分、不培育土壤”的局限性。
二、盐碱地改良成效显著 助推农产品品质升级
土壤盐碱化被称为“土地的癌症”，严重制约农业生产发展。在甘肃省白银市景泰县草窝滩镇红跃村，一块因盐碱超标而绝收20余年的土地，成为RRT技术一体化应用的重要试验场。
2024年春季，团队在此开展治理试验，施用RRT凹凸棒复合微生物土壤调理剂，并创新引入超疏水材料实施物理隔断。仅一年时间，试验田便迎来显著变化：土壤盐度从“重度”降至“中度或轻度”，pH值降至7.5以下，昔日寸草不生的土地成功种植出萝卜、白菜；次年，近2米高的油葵长势旺盛，成活率超95%。
“从我记事起，这块地就无法种植粮食。去年团队开展试验后，当年便产出了鲜嫩的蔬菜；今年的油葵长势喜人，令人欣喜。”红跃村村民万国勤的感慨，印证了技术的实际成效。此次实践表明，以农业废弃物为原料生产的特种肥料，可为盐碱地治理提供可复制、见效快的系统性方案，为“白色荒漠”向“米粮川”转变提供了可能。
在被誉为“中国苹果之乡”的甘肃天水秦安县，RRT技术正推动当地苹果产业实现品质升级变革。长期施用传统化肥导致当地果园土壤板结、养分失衡，制约了产业发展。而在施用RRT凹凸棒复合微生物肥料后，板结的土壤变得疏松透气，保水保肥能力显著提升，土壤中沉睡的养分被微生物激活。
土壤条件的改善直接体现在果实品质上。数据显示，施用该肥料的秦安苹果，维生素C含量提升29%，果实饱满圆润、色泽鲜亮，口感脆甜多汁。“我家种植的红富士苹果因品质优异，获得市场广泛认可，年收益较以往显著增加。”秦安县莲花镇种植户高小花表示。
此类产业变革并非个例。为全面验证RRT技术生产的凹凸棒复合微生物肥（RRT有机肥）的应用效果，团队已在四川凉山彝族自治州德昌县、甘肃陇南市、兰州市皋兰县、江苏新沂市等地建立果蔬种植示范基地。实践表明，“沃土再生”技术成效显著：辣椒素、维生素C等作物核心营养物质含量提升13%至46%，部分作物实现重金属“零检出”。
“目前，团队已构建起从前端农业废弃物处理，到末端土壤修复与农产品提质增效的完整闭环技术体系，实现了有机废弃物3小时快速转化、盐碱地当年改良当年种植、经济作物品质显著跃升的多重突破。”刘伟生教授表示，团队目标是在保障作物增产的基础上，同步实现重金属钝化、营养物质提升与商品性状改良三大目标，这一目标正通过各地田间实践逐步实现。
三、双重效益凸显：碳减排成效显著 创新绿色经济模式
“传统填埋法处理1吨废弃物产生的二氧化碳当量高达753千克，堆肥法为451千克，焚烧法为376千克，而采用RRT技术处理1吨废弃物仅产生18.81千克二氧化碳当量。”刘伟生教授介绍，团队通过多年技术攻关，成功将农业废弃物处理过程的碳足迹缩减至传统技术的1/40。
这一技术突破不仅意味着农业废弃物处理过程中温室气体排放的大幅减少，更标志着一种低碳环保的废弃物处理新模式的兴起。“若全国10%的农业废弃物采用RRT技术处理，与堆肥法相比，每年可实现的碳减排量相当于种植6000万棵树木的碳吸收量。”刘伟生教授进一步测算。
RRT技术的环保优势还体现在场地利用效率上，其所需处理场地仅为传统堆肥法的1/10。刘伟生教授以具体案例说明：“一架商用飞机每年的碳排放量约为1.5万吨二氧化碳当量，需1500公顷树木一年的碳吸收量才能抵消；而采用RRT技术，在0.5公顷场地内年处理3.3万吨鸡粪，即可实现同等规模的碳减排效果。”这种高效、低碳、环保的处理方式，为破解农业废弃物处理难题提供了切实可行的路径。
除显著的生态效益外，RRT技术在经济层面同样表现突出。2024年，该技术被全国畜牧总站纳入《黄河流域畜禽粪污资源化利用集成技术及典型案例》，在全国范围内推广。核心产品RRT凹凸棒复合微生物肥料已应用于全国十余个省市，在四川、江苏、河南、宁夏及东北地区已实现或正在推进规模化生产线落地，持续将当地农业废弃物转化为土壤修复的“营养剂”。
传统有机肥存在达标率低、见效慢等问题，农户接受度不高；而RRT有机肥具有肥效高、用量少的优势，农户以与传统有机肥相当的投入，即可获得更高产量与更优品质的农产品，这一核心优势赢得了农户广泛认可，为技术推广奠定了坚实基础。
“这是一条绿色发展与经济效益协同的道路。”刘伟生教授表示，“RRT技术不仅为农业废弃物资源化利用提供了新路径，更为农民增收致富带来了新机遇。”展望未来，团队将持续深化技术研究、拓展产业链条，推动技术从实验室稳定走向更广阔的田间地头，在更多盐碱地、板结地实现应用突破，真正激活土地活力、提升土壤肥力，助力农产品质量提升，为保障国家粮食安全贡献科技力量。
