編制說明-《紅壤雙季稻區(qū)秸稈-有機(jī)肥協(xié)同還田技術(shù)規(guī)程》

1地方標(biāo)準(zhǔn)《紅壤雙季稻區(qū)秸稈-有機(jī)肥協(xié)同還田技術(shù)規(guī)程》編制說明一、工作簡況1.任務(wù)來源2023年7月31日，由江西省紅壤及種質(zhì)資源研究所申請(qǐng)地方標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)，根據(jù)江西省市場監(jiān)督管理局下達(dá)的2023年度第四批江西省地方標(biāo)準(zhǔn)制訂項(xiàng)目計(jì)劃，批準(zhǔn)《紅壤雙季稻區(qū)秸稈-有機(jī)肥協(xié)同還田技術(shù)規(guī)程》地方標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)。2.起草單位、協(xié)作單位起草單位：江西省紅壤及種質(zhì)資源研究所協(xié)作單位：江西省農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)站、中國科學(xué)院南京土壤研究所、渝水區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村和糧食局3.主要起草人(以表格形式將內(nèi)容明確)女文本編寫男男員女女男男女男3二、制定（修訂）標(biāo)準(zhǔn)的必要性和意義紅壤雙季稻種植區(qū)是我國重要的商品糧基地，江西省作為雙季稻主要種植區(qū)之一，是建國以來唯一不間斷輸出商品糧的兩個(gè)省份之一，實(shí)現(xiàn)該區(qū)水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)對(duì)保障國家糧食安全具有十分重要的意義。然而江西省人均耕地資源少，加之隨著我國化肥工業(yè)的迅猛發(fā)展，農(nóng)村勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移，只注重化肥的投入、從而導(dǎo)致江西雙季稻田存在因耕作管理不善誘導(dǎo)的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量下降、酸化、養(yǎng)分失衡等問題，致使中低產(chǎn)田比例大（約73%如何持續(xù)提高紅壤雙季稻田的耕地質(zhì)量，保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)則成為維護(hù)區(qū)域乃至全國糧食安全的基礎(chǔ)，被廣泛關(guān)注。水稻秸稈是雙季稻田最主要有機(jī)肥源，但單一秸稈還田因量大、方式粗放，碳累積轉(zhuǎn)化慢，同時(shí)雙季秸稈還田量過大容易造成水稻僵苗、作物與微生物爭氮、腐解慢、自毒等問題，研究有機(jī)物料多元投入、穩(wěn)步提升紅壤雙季稻田地力、產(chǎn)能至關(guān)重要。在當(dāng)前減肥和有機(jī)替代為主的循環(huán)農(nóng)業(yè)背景下，全面有效的利用當(dāng)期豐富的有機(jī)物料是一種雙贏措施，在有效處理有機(jī)廢棄物的同時(shí)也能夠恢復(fù)土壤有機(jī)碳，保持土壤健康。畜禽糞便、綠肥和秸稈等是南方稻田最常用的傳統(tǒng)有機(jī)肥源。水稻秸稈、紫云英、畜禽糞便是南方稻田最主要的有機(jī)肥源?；谇捌趫F(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前90%以上的水稻秸稈直接還田利用基礎(chǔ)上，配施有4機(jī)物料在提升土壤有機(jī)碳累積方面發(fā)揮了加和協(xié)同作用，因此提出紅壤雙季稻區(qū)有機(jī)肥協(xié)同秸稈還田技術(shù)規(guī)程，本標(biāo)準(zhǔn)以雙季水稻秸稈直接還田為基礎(chǔ)，提出畜禽糞便、綠肥適用量及時(shí)期，并針對(duì)不同等級(jí)耕地需求，明確不同技術(shù)模式類型的適用范圍。不僅提高秸稈腐解速率和廢棄物資源利用，促進(jìn)稻田土壤有機(jī)質(zhì)的累積和腐殖質(zhì)品質(zhì)的改善，促進(jìn)紅壤雙季稻田增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，為農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展提供實(shí)踐依據(jù)。三、主要起草過程1.主要工作過程本標(biāo)準(zhǔn)的起草小組由江西省紅壤及種質(zhì)資源研究所、江西省農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)站、中國科學(xué)院南京土壤研究所、渝水區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村和糧食局等單位共同組建，其中，省紅壤及種質(zhì)資源研究所、中國科學(xué)院南京土壤研究所提供具體數(shù)據(jù)和技術(shù)指標(biāo)，省農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)站負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)文本、相關(guān)材料和具體流程的修正，渝水區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村和糧食局提供技術(shù)驗(yàn)證服務(wù)。2.標(biāo)準(zhǔn)研制的主要過程和方法（1）預(yù)研階段。主要工作是標(biāo)準(zhǔn)選題、查閱資料、咨詢專家 等。通過查閱與“紅壤雙季稻田”“秸稈還田”“稻田綠肥種植”“種養(yǎng)循環(huán)”等相關(guān)的科研成果、文獻(xiàn)資料，以及國家標(biāo)準(zhǔn)、行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，了解周邊各省的標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀和 省內(nèi)各縣市的標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)狀，針對(duì)紅壤雙季稻田秸稈還田的實(shí)際問題和秸稈-有機(jī)肥協(xié)同還田標(biāo)準(zhǔn)空白領(lǐng)域，最終確定標(biāo)準(zhǔn)選5（2）完成立項(xiàng)。標(biāo)準(zhǔn)起草小組通過實(shí)地調(diào)研、查閱相關(guān)的法律法規(guī)、文件資料，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)規(guī)范性文件，完成標(biāo)準(zhǔn)草案和項(xiàng)目建議書，由農(nóng)業(yè)廳審核匯總后申請(qǐng)立項(xiàng)，順利通過立項(xiàng)評(píng)估會(huì)，并于2023年9月8日由省市場監(jiān)督管理局下達(dá)制修訂計(jì)劃(贛市監(jiān)標(biāo)〔2023〕12號(hào))。（3）征求意見及研討。為貫徹“統(tǒng)一、簡化、協(xié)調(diào)、最優(yōu)”的標(biāo)準(zhǔn)化理念，確保本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理，立項(xiàng)計(jì)劃下達(dá)后，根據(jù)專家意見反復(fù)修改后進(jìn)入征求意見階段。四、制定（修訂）標(biāo)準(zhǔn)的原則和依據(jù)，與現(xiàn)行法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系1.標(biāo)準(zhǔn)制定原則本標(biāo)準(zhǔn)在遵循“適用性、充分的可預(yù)見性、高效的協(xié)調(diào)和兼容性、靈活的開放性”等原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制，在確定地方標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容和技術(shù)條款先進(jìn)性的前提下，按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和GB/T12-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分:以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化文件起草規(guī)則》的要求進(jìn)行編寫，力求各項(xiàng)要求科學(xué)合理，符合行業(yè)工作實(shí)際需要，并注重標(biāo)準(zhǔn)的可操作性。以紅壤稻田有機(jī)質(zhì)提升和秸稈高效利用兩個(gè)核心問題為出發(fā)點(diǎn)，堅(jiān)持“促腐”與“培肥”協(xié)同實(shí)施的原則，充分利用南方豐富的有機(jī)肥資源，促進(jìn)紅壤雙季稻田增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)為目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的編62.標(biāo)準(zhǔn)制定依據(jù)本地方標(biāo)準(zhǔn)的制定依據(jù)主要是現(xiàn)行法律法規(guī)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)政策文件、協(xié)會(huì)或企業(yè)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以及文獻(xiàn)資料。本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容來源于標(biāo)準(zhǔn)起草單位長期定位研究的理論發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。標(biāo)準(zhǔn)起草單位借助設(shè)置于上世紀(jì)80年代的紅壤稻田長期定位試驗(yàn)，經(jīng)過四十余年的連續(xù)監(jiān)測和研究，明確了南方紅壤雙季稻田主要有機(jī)肥（綠肥、水稻秸稈、畜禽糞便）周年組合方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤酸緩沖容量、水稻的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、固碳減排的影響。量化了有機(jī)肥投入量對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)累積的貢獻(xiàn)、土壤有機(jī)質(zhì)含量和水稻產(chǎn)量的關(guān)系，相關(guān)理論成果和紅壤稻田培肥技術(shù)已被地方行業(yè)主管部門列為主推技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。近年來，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門主導(dǎo)的耕地質(zhì)量提升、秸稈還田、種養(yǎng)循環(huán)等農(nóng)業(yè)重大行動(dòng)中，標(biāo)準(zhǔn)編制單位提出的相關(guān)技術(shù)也在實(shí)踐中得到了驗(yàn)證和優(yōu)化，使標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容更加科學(xué)準(zhǔn)確。3.與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)文件所有條款均符合國家現(xiàn)行的法律、法規(guī)及相關(guān)強(qiáng)高于國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的條款。五、主要條款的說明1.主要試驗(yàn)或驗(yàn)證的分析本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容的依據(jù)長期定位試驗(yàn)的監(jiān)測研究和田間應(yīng)用的效果評(píng)價(jià)，主要結(jié)果簡述如下：（1）基于長期定位監(jiān)測明確了紅壤稻田有機(jī)肥組合方式的培肥差異針對(duì)雙季稻田有機(jī)肥的種類和組合方式的養(yǎng)分替代潛力不明確，化肥減量缺少數(shù)據(jù)支撐，且農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生量大、利用率偏低等問題，以綠肥（紫云英）、畜禽糞便（豬糞）和秸稈（水稻秸稈）等南方3種主要的有機(jī)肥源為對(duì)象，研究發(fā)現(xiàn)雙季稻田有機(jī)肥管理方式以綠肥+豬糞、豬糞+秸稈和綠肥+秸稈為宜。雙季稻田連續(xù)單季施用有機(jī)肥替代化肥比例可達(dá)20%，連續(xù)雙季都施有機(jī)肥替代化肥比例可達(dá)30%-40%，且水稻的產(chǎn)量穩(wěn)定性高（表1），為開展化肥減量增效技術(shù)的研發(fā)提供了數(shù)據(jù)支撐。針對(duì)當(dāng)前雙季稻田綠肥種植面積大幅度減少、有機(jī)肥源主要以秸稈為主的現(xiàn)象，分析了長期施用秸稈與綠肥、豬糞等其它有機(jī)肥對(duì)生產(chǎn)力和土壤質(zhì)量的影響差異，發(fā)現(xiàn)綠肥+秸稈模式在提高稻田生產(chǎn)力和改善土壤養(yǎng)分狀況方面的作用與綠肥+豬糞模式有明顯的差距（圖1、圖2）。在1996-2014年間，綠肥+秸稈模式的水稻產(chǎn)量相對(duì)較低（9.29-9.45t/ha比綠肥+豬糞模式（10.38-10.71t/ha）產(chǎn)量低了12.3%；同時(shí)土壤有機(jī)碳、全氮、全磷和有效磷含量也分別低1.8g/kg、0.3g/kg、0.7g/kg和57.2mg/kg，培肥增產(chǎn)作用明顯偏弱，為雙季稻田有機(jī)肥的種類及周年組合方式的確定提供了理論依據(jù)和技術(shù)參考。8產(chǎn)量(t/ha)8.248.619.379.478.429.21變異系數(shù)(%)增產(chǎn)率(%)產(chǎn)量(t/ha)3.358.892.41-6.519.220.272.78-8.63-9.29變異系數(shù)(%)增產(chǎn)率(%)產(chǎn)量(t/ha)6.05-4.328.902.10-0.839.560.418.039.45-9.28變異系數(shù)(%)增產(chǎn)率(%)2.75-4.102.062.98-9（2）量化了雙季稻田土壤有機(jī)碳含量與水稻產(chǎn)量的關(guān)系及高產(chǎn)水稻土有機(jī)碳含量的合理閾值針對(duì)雙季稻田土壤有機(jī)碳含量與水稻產(chǎn)量的關(guān)系只有定性描述，缺少指導(dǎo)生產(chǎn)的土壤有機(jī)碳提升目標(biāo)等問題，通過定位研究的海量數(shù)據(jù)和全省實(shí)際生產(chǎn)過程中的調(diào)查監(jiān)測結(jié)果綜合分析，揭示了土壤有機(jī)碳含量與水稻產(chǎn)量的線性關(guān)系，發(fā)現(xiàn)雙季稻田土壤有機(jī)碳含量每提高1g/kg，雙季稻產(chǎn)量可提高415kg/ha（圖4量化了土壤有機(jī)碳提升對(duì)雙季稻增產(chǎn)潛力的貢獻(xiàn)。為了回答有機(jī)肥投入土壤后轉(zhuǎn)化效率如何、要培育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的稻田土壤有機(jī)碳含量應(yīng)該是多少等問題，研究了雙季稻田有機(jī)物投入量與土壤有機(jī)碳累積的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著外源有機(jī)碳的不斷投入，水稻土土壤有機(jī)碳含量可以持續(xù)提高，但隨著土壤有機(jī)碳含量不斷提高，每提高1g/kg的土壤有機(jī)碳需要更多的外源有機(jī)碳投入，即隨著土壤有機(jī)碳含量的提高，投入的外源有機(jī)碳轉(zhuǎn)化成土壤有機(jī)碳的效率在不斷降低。通過方程模擬發(fā)現(xiàn)，紅壤性雙季稻田有機(jī)碳的累積效率拐點(diǎn)為25.82g/kg（圖5）。采用江西省3414試驗(yàn)和樣點(diǎn)調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，88.9%的高產(chǎn)水稻x=25.82，y=118.22x=25.82，y=118.22土有機(jī)碳含量在25.82g/kg范圍以內(nèi)（圖6），這表明，土壤有機(jī)碳含量維持在25.82g/kg左右可以滿足雙季稻田的持續(xù)高產(chǎn)的要求，因此，可以認(rèn)為此值為江西高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)稻田土壤有機(jī)碳含量的合理閾值，明確了雙季稻田有機(jī)碳提升的目標(biāo)和技術(shù)途徑。140001200010000800060004000y=788.66+415.42xr=0.410,n=104,P<0.000114161820222426土壤有機(jī)碳(g/kg)160140y=0.7284e140R=0.6865**1201008060402001416182022242628土壤有機(jī)碳(g/kg)50454035302520151050n=1275,Y<25.8g/kg,n=1133占總數(shù)的88.9%400450500550600650700水稻單季產(chǎn)量（kg/畝）（3）明確了長期有機(jī)培肥對(duì)土壤團(tuán)聚體和生物活性的顯著促進(jìn)作用基于紅壤稻田30多年的定位試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與常規(guī)施用化肥相增加>1mm團(tuán)聚體中有機(jī)碳7.7%以上，提升微生物的碳源代謝能力21%以上；改善了土壤有機(jī)碳化學(xué)組成，提高了其中生物源BIX指標(biāo)5.3%，BIX對(duì)氮肥利用率和水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率達(dá)60%和65%，氮肥利用率提升13個(gè)百分點(diǎn)以上。（CK:不施肥;NPK:氮磷鉀化肥;NPKM：氮磷鉀化肥+有機(jī)肥）（4）科學(xué)估算了紅壤稻田長期施用豬糞的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)基于紅壤稻田30多年的定位試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了長期施用腐熟豬糞22.5thm-2a-1，土壤重金屬Cu、Zn、Cr、As的累積率分別為1.5、2.4、4.6、1.7mgkg-1a-1，土壤抗生素?zé)o明顯累積?；诩t壤稻田連續(xù)多季豬糞施用量梯度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)豬糞累積施用量不超過375thm-2時(shí)，土壤微生物多樣性及功能保持穩(wěn)定。依據(jù)本項(xiàng)目的稻田安全生產(chǎn)閾值，確定了紅壤稻田腐熟豬糞最大累積用量為375thm-2（每畝25t50年期腐熟豬糞連續(xù)施用的安全施用閾值為6thm-2a-1（每畝每年400kg），解除了人們對(duì)豬糞還（PM0-PM6:0-150thm-2腐熟豬糞）（5）在生產(chǎn)上驗(yàn)證優(yōu)化了紅壤稻田秸稈-有機(jī)肥協(xié)同還田技術(shù)模式通過江西四大水稻主產(chǎn)區(qū)（鄱陽湖平原、吉泰盆地、贛撫平原、贛西高產(chǎn)片）不同耕地等級(jí)紅壤稻田的多點(diǎn)驗(yàn)證試驗(yàn)，明確了主要稻田的地力培育目標(biāo)和培肥模式。2.技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證經(jīng)估算，本標(biāo)準(zhǔn)提出的5種技術(shù)模式均有明顯的增收增效作用，具體測算依據(jù)見表3。模式類別輕度酸化稻田治理模式效益對(duì)比表成本（元/畝）（元/畝）增收（元/畝）土壤pH提升幅度土壤有機(jī)碳含量提升幅度（g/kg）習(xí)慣施肥1347.62235.0--0-0.06模式①1394.62425.00.06-0.120.22-0.35模式②1330.62289.0710.05-0.080.12-0.25模式③1366.62370.00.04-0.080.16-0.30模式④1366.62362.00.04-0.080.15-0.30模式⑤1292.62257.0770-0.030.10-0.20強(qiáng)度酸化稻田治理模式效益對(duì)比表習(xí)慣施肥1393.61818.7--0-0.05模式①1440.62303.7343.00.45-0.650.20-0.40模式②1376.62174.7278.00.40-0.60模式③1412.62251.5318.80.40-0.600.15-0.35模式④1412.62244.3311.