DB32T-果園廢棄物肥料化利用技術(shù)規(guī)程編制說明

江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《果園廢棄物肥料化利用技術(shù)規(guī)程》編制說明一、目的意義果樹在我省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占有較大比重，近年來葡萄、桃、梨、蘋果等果樹得到快速發(fā)展，年種植面積約300萬畝，產(chǎn)量近1000萬噸。每年因枝條修剪及廢棄果的棄置造成嚴(yán)重的養(yǎng)分流失，其攜帶的病原菌及蟲卵等也加大了環(huán)境問題。一方面，修剪枝條通常被棄置或直接覆蓋樹下，但由于枝條木質(zhì)化程度高，直接覆蓋難以降解，以及其攜帶的病原菌與蟲卵易造成病蟲害的再次傳播，限制了直接還園技術(shù)的推廣應(yīng)用。另一方面，我省目前對于果樹落葉和廢棄果處理方法主要為翻埋還園，但這種處理方式不能阻斷其攜帶的大量病蟲傳播，養(yǎng)分的再利用效率也較低。通過對果樹修剪枝條、落葉和廢棄果等果園廢棄物的肥料化利用，可以有效解決上述問題，使其變廢為寶，同時(shí)能夠改良果園土壤，提高土壤固碳能力和肥效，有利于果園生態(tài)改善和果品綠色生產(chǎn)，是我省果業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要途徑，符合現(xiàn)階段國內(nèi)外果園管理發(fā)展趨勢。在果園廢棄物的利用方面，目前陜西、甘肅、山西等省份均已頒布果樹枝條再利用的地方標(biāo)準(zhǔn)，但這些省份主要為我國北方地區(qū)，堆肥的環(huán)境條件與我省有一定差別，實(shí)際操作中不能照搬使用。自承擔(dān)國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系養(yǎng)分管理崗位工作以來，一直致力于果園廢棄物的資源化利用研究，在果樹修剪枝條、落葉和廢棄果的肥料化利用方面開展了系統(tǒng)的研究，總結(jié)了相關(guān)技術(shù)，目前技術(shù)成熟，已在省內(nèi)外推廣應(yīng)用，取得了良好效果，發(fā)展前景廣闊[4]。本標(biāo)準(zhǔn)針對枝條、落葉和廢棄果的特征，利用微生物發(fā)酵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)果園廢棄物的肥料化和再利用。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將有效提升我省果園土壤有機(jī)質(zhì)含量，并能改善果樹根際微生物區(qū)系，保障樹體健康生長，同時(shí)提升果實(shí)品質(zhì)，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)及社會(huì)效益。二、任務(wù)來源根據(jù)江蘇省市場監(jiān)督管理局于2023年8月4日下發(fā)《省市場監(jiān)管局關(guān)于下達(dá)2023年度江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（蘇市監(jiān)標(biāo)〔2023〕173號），其中將《果園廢棄物肥料化利用技術(shù)規(guī)程》列為2023年度江蘇省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳地方標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)為標(biāo)準(zhǔn)編制的承擔(dān)單位，參編單位有江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇省耕地質(zhì)量與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)站、江蘇常熟市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心組成標(biāo)準(zhǔn)編制組。編制過程1、預(yù)研階段2009年1月至2021年12月，獲得國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系土壤肥料崗位科學(xué)家、養(yǎng)分管理崗位科學(xué)家經(jīng)費(fèi)支持，開展高效降解木質(zhì)纖維素的微生物菌株篩選、修剪枝條生物發(fā)酵制作堆肥過程、枝條堆肥田間施用以及廢棄果發(fā)酵的試驗(yàn)示范工作。2022年1月至2022年12月，查閱文獻(xiàn)、收集國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?；谠囼?yàn)研究和數(shù)據(jù)調(diào)查分析，形成標(biāo)準(zhǔn)研究報(bào)告，起草標(biāo)準(zhǔn)草案。2023年1月，省市場監(jiān)管局印發(fā)《2023年度江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)申報(bào)指南》通知。聯(lián)系協(xié)作單位，成立標(biāo)準(zhǔn)研究工作組，撰寫項(xiàng)目建議書和標(biāo)準(zhǔn)草案。2023年3月，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)向江蘇省園藝標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處提交本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)建議書和標(biāo)準(zhǔn)草案，由江蘇省園藝標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)向江蘇省市場監(jiān)督管理局提交本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)建議書和標(biāo)準(zhǔn)草案。2、立項(xiàng)階段2023年7月江蘇省市場監(jiān)督管理局下達(dá)《關(guān)于2023年度擬立項(xiàng)江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目名單》公示，8月4日下達(dá)《2023年度江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目計(jì)劃》，其中《果園廢棄物肥料化利用技術(shù)規(guī)程》列為2023年度江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等承擔(dān)起草工作。3、制定標(biāo)準(zhǔn)編制草案2023年9月南京農(nóng)業(yè)大學(xué)召開《果園廢棄物肥料化利用技術(shù)規(guī)程》工作組研討會(huì)，會(huì)同江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇省耕地質(zhì)量與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)站、江蘇常熟市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心聯(lián)合成立標(biāo)準(zhǔn)編制組，確定了主要標(biāo)準(zhǔn)制定原則、制定大綱、人員分工、進(jìn)度計(jì)劃及實(shí)施方案，確定《果園廢棄物肥料化利用技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)框架。編制組依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制實(shí)施方案及職責(zé)分工，通過資料收集、調(diào)查研究與分析等工作，認(rèn)真開展了標(biāo)準(zhǔn)初稿的編制工作，于2023年9月完成了標(biāo)準(zhǔn)初稿的編制。4、標(biāo)準(zhǔn)研討2023年10月通過研討和專家咨詢，發(fā)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)初稿中存在的問題，提出了相關(guān)建議，編制組通過進(jìn)一步的資料收集和專家咨詢，對標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容、框架、格式等進(jìn)行了修改、補(bǔ)充和完善，并對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了修改，補(bǔ)充更新了規(guī)范性引用文件，對術(shù)語和定義進(jìn)行了部分更正和補(bǔ)充、調(diào)整，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿并編寫編制說明。5、制定標(biāo)準(zhǔn)編制征求意見稿為廣泛征求意見，于2023年12月，標(biāo)準(zhǔn)編制組將本標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿下發(fā)至江蘇省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳及各級單位，合計(jì)發(fā)送10個(gè)單位，收到“征求意見稿”后回函并有建議或意見的單位數(shù)10個(gè)，包括68條意見或建議，其中采納26個(gè)、部分采納5個(gè)；未采納37個(gè)。標(biāo)準(zhǔn)編制組對征集到的意見和建議逐條研究，修改完善標(biāo)準(zhǔn)文本，形成標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿，上報(bào)江蘇省市場監(jiān)督管理局，等待審查。6、終審2024年11月13日下午，江蘇省市場監(jiān)管局標(biāo)準(zhǔn)化管理處組織7位專家對由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位承擔(dān)的《果園廢棄物肥料化利用技術(shù)規(guī)范》地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了審查。評審專家組一致同意通過審查，并提出了12條審查意見，編制組采納了12條。項(xiàng)目組根據(jù)專家意見對技術(shù)規(guī)程和編制說明進(jìn)行修改，形成最終文件。四、主要內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)確立本標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了江蘇省葡萄、桃、梨、蘋果等果園修剪枝條及廢棄果肥料化利用的技術(shù)規(guī)程，包括術(shù)語和定義、場地選擇、廢棄物收集、肥料化處理、堆肥施用以及廢棄果發(fā)酵液施用等關(guān)鍵技術(shù)要求。明確了果園廢棄物的定義，涉及枝條、廢棄果和落葉等，并闡述了肥料化過程，即通過堆肥、發(fā)酵等措施將這些有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)肥料，以提供植物養(yǎng)分及改良土壤。涵蓋了枝條的粉碎、碳氮比和含水量的調(diào)節(jié)、接種專用發(fā)酵菌劑、砌堆、測溫和翻堆等步驟，以及落葉和廢棄果的收集、發(fā)酵和施用方法，旨在提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤微生物區(qū)系，促進(jìn)果樹健康生長，提升果實(shí)品質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)、生態(tài)及社會(huì)效益。本標(biāo)準(zhǔn)確定的原則是切合實(shí)際、措施具體、操作簡便、文字簡明。主要技術(shù)指標(biāo)來源于標(biāo)準(zhǔn)起草人員工作積累，并經(jīng)提煉論證，具有科學(xué)性、實(shí)用性和指導(dǎo)性。同時(shí)，對本標(biāo)準(zhǔn)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，明確了果園廢棄物肥料化利用的參數(shù)和效果。主要試驗(yàn)或驗(yàn)證的內(nèi)容自2009年以來，以梨園修剪枝條及廢棄梨果為主要研究對象開展了果園廢棄物肥料化利用，相關(guān)研究成果獲得國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位專家經(jīng)費(fèi)、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的支持，在江蘇高淳、句容、南京市江寧區(qū)及省外多個(gè)地方得到了推廣應(yīng)用。枝條堆肥過程將修剪的枝條用粉碎機(jī)粉碎成0.5cm～1.0cm的碎屑，按20%～30%比例（質(zhì)量比）加入新鮮畜禽糞便，調(diào)節(jié)物料碳氮比至25～30（也可加5%的稀尿素溶液調(diào)節(jié)），將相對含水量調(diào)整到55%～60%，加入0.1%～0.2%的專用發(fā)酵菌劑（購自市場），充分?jǐn)嚢枋刮锪虾途鷦┗旌途鶆?。采用條垛形堆肥，底寬2m～3m，堆高1.5m～2m，堆長不限，堆體斷面呈梯形，堆體用塑料膜覆蓋以保持溫度和水分。砌堆72h后，每天測量肥堆表層下20cm左右處溫度及環(huán)境溫度，每次選擇4～5個(gè)不同的位置測定并求平均值。堆肥初期每隔3～5天采樣測定堆體含水率。結(jié)合溫度和含水率情況進(jìn)行翻堆補(bǔ)水，使堆體內(nèi)有充足的氧氣，并使含水率保持在50%以上。下面以200kg枝條為例說明堆肥過程中的溫度及物質(zhì)的變化。1.1堆體溫度與含水量的變化堆肥過程中根據(jù)堆體的平均溫度、水分含量及枝條腐解程度進(jìn)行翻堆補(bǔ)水（第20天、40天、50天）和補(bǔ)充尿素（第40天）。如圖1所示，整個(gè)堆肥過程中包含3個(gè)典型階段：初始中溫階段（溫度<50℃）、高溫階段（溫度>50℃）、降溫階段和腐熟階段。第3天時(shí)堆體溫度大于50℃，達(dá)到高溫階段。堆肥第40天補(bǔ)加尿素后堆肥溫度逐漸升高，在第70天之后堆體溫度迅速下降至40℃以下，枝條顏色呈黑褐色。整個(gè)堆肥過程中，高溫期持續(xù)41天。堆肥過程中，堆體含水量變化趨勢基本一致，均維持在50%左右。本次試驗(yàn)由于肥堆較小影響了發(fā)酵溫度升高，如按正常底寬2m～3m，堆高1.5m～2m標(biāo)準(zhǔn)建堆，升溫期可以達(dá)到60度以上，從堆肥開始到腐熟的時(shí)間為50d～60d。圖1堆肥過程中含水量及溫度的變化1.2堆體NH4+-N與NO3--N含量變化圖1堆肥過程中含水量及溫度的變化如圖2A所示，整個(gè)堆肥過程中NH4+-N含量先升高后降低，在升溫期達(dá)到峰值分別為202.60mg/kg；補(bǔ)加尿素后堆體NH4+-N含量先升高，隨后在穩(wěn)定期降低。相比堆肥初始階段，堆肥結(jié)束時(shí)NH4+-N含量分別降低25.0%。在補(bǔ)加尿素前，堆肥NO3--N含量較低；補(bǔ)加尿素后，NO3--N含量先升高后降低。堆肥結(jié)束時(shí)，堆體中NO3--N含量分別為0.45mg/kg。1.3水溶性總碳、總氮含量在補(bǔ)加尿素之前，堆體中水溶性總碳呈逐漸降低趨勢，補(bǔ)加尿素后逐漸升高，隨著堆肥時(shí)間加長，水溶性總碳含量逐漸升高（圖2B）。在整個(gè)堆肥過程中，堆體中可溶性總氮含量先升高后降低，補(bǔ)加尿素后繼續(xù)升高后降低，堆肥結(jié)束時(shí)總氮含量分別為2.38mg/kg。BAABAA圖2圖2堆肥過程中NH4+-N、NO3--N、水溶性總碳及總氮變化1.4堆體pH、EC及種子發(fā)芽指數(shù)變化堆肥過程中pH總體上乘先升高后降低變化趨勢（圖3A），堆肥結(jié)束后pH為8.93。在堆肥過程中，堆體EC先降低后升高，在高溫期最低為1.75ms/cm。在堆肥穩(wěn)定期，堆肥發(fā)芽指數(shù)（GI，圖3B）從117%降低至86%，高于85%，達(dá)到堆肥腐熟要求。BABA圖圖3堆肥過程中堆體pH、EC及發(fā)芽指數(shù)（GI）的變化1.5枝條堆肥的施用效果1.5.1田間試驗(yàn)布置試驗(yàn)于2012年～2015年在甘肅省白銀市景泰縣條山農(nóng)場梨園進(jìn)行[5-7]。試驗(yàn)所用枝條堆肥為梨樹修剪枝條粉碎后加入發(fā)酵菌劑和新鮮羊糞發(fā)酵腐熟后制成。羊糞處理中的羊糞為當(dāng)?shù)馗斓难蚣S，兩種材料的主要養(yǎng)分含量見表1。以等有機(jī)質(zhì)為原則，設(shè)置羊糞和枝條堆肥兩個(gè)處理，同時(shí)以純化肥作為對照。各處理中用化肥補(bǔ)足氮、磷、鉀，使之等量。每個(gè)處理15棵樹。供試?yán)鎴@采用1行黃冠-2行早酥的種植方式，株行距為2m×4m。梨園土壤為砂質(zhì)土，pH8.06，有機(jī)質(zhì)12.5g/kg，堿解氮36.75mg/kg，速效磷18.5mg/kg，速效鉀126.25mg/kg。表1羊糞與枝條堆肥的主要養(yǎng)分含量（%）種類有機(jī)質(zhì)全氮全磷全鉀羊糞25.21±0.850.71±0.010.21±0.011.80±0.02枝條堆肥62.35±2.161.10±0.030.14±0.000.79±0.011.5.2對果實(shí)產(chǎn)量及硬度等指標(biāo)的影響由表2可知，2013年枝條堆肥處理的果實(shí)單果重顯著高于羊糞處理，分別較單施化肥和羊糞處理提高3.3%和7.7%，受單株掛果數(shù)量影響，其產(chǎn)量分別增加47.3%和42.7%；硬度顯著低于化肥處理，果型指數(shù)無顯著差異。2014年由于受倒春寒的影響，掛果數(shù)銳減，各處理產(chǎn)量在26.5～34.9t/ha范圍內(nèi)，較上一年減產(chǎn)45.7～54.1%，但各處理的果實(shí)單果重較上一年整體增加17.7%～27.5%。枝條堆肥處理的單果重顯著高于單施化肥和羊糞處理，分別較二者提高11.9%和10.0%，其產(chǎn)量仍顯著高于化肥處理，較化肥處理高31.7%，與羊糞處理未達(dá)到差異顯著水平。表2修剪枝條堆肥對梨產(chǎn)量及硬度等指標(biāo)的影響處理20132014產(chǎn)量（t/ha）單果重(g)果型指數(shù)硬度(1b·cm-2)產(chǎn)量（t/ha）單果重(g)果型指數(shù)硬度(1b·cm-2)化肥51.53±10.34b243±6.05ab1.30±0.01a9.02±0.54a26.46±0.42b286±2.03b1.16±0.02a7.57±0.27a羊糞53.18±2.37b233±3.06b1.25±0.02a8.14±0.11ab28.88±2.65ab291±11.0b1.16±0.02a7.15±0.17a枝條堆肥75.91±9.41a251±1.64a1.33±0.03a7.88±0.21b34.86±2.91a320±8.44a1.20±0.02a7.56±0.31a注:同一列數(shù)值后字母不同表示處理間差異顯著（P＜0.05）。下同1.5.3對果實(shí)品質(zhì)的影響如表3所示，2013年枝條堆肥處理的可溶性糖含量顯著高于羊糞處理，較羊糞處理提高6.6%，可溶性固形物、可滴定酸含量及糖酸比指標(biāo)各處理間均無顯著差異。2014年三個(gè)處理間可溶性固形物和可溶性糖含量無顯著差異，相較化肥處理，枝條堆肥和養(yǎng)分處理可滴定酸含量降低，糖酸比增加。表3修剪枝條堆肥對梨果實(shí)品質(zhì)的影響處理20132014可溶性固形物可溶性糖可滴定酸糖/酸可溶性固形物可溶性糖可滴定酸糖/酸(%)(%)(%)(%)(%)(%)化肥10.3±0.04a12.3±0.38ab0.182±0.010a67.9±1.57a11.1±0.15a13.2±0.48a0.201±0.004a66.3±0.96b羊糞10.1±0.24a12.2±0.05b0.179±0.013a68.6±4.46a10.8±0.13a12.6±0.33a0.167±0.009b73.3±1.33a枝條堆肥10.6±0.51a13.0±0.15a0.186±0.023a72.2±9.51a11.2±0.26a13.1±0.90a0.187±0.007ab69.9±2.91ab1.5.4對梨樹根系形態(tài)的影響2015年10月，采用壕溝分層分段采掘法[8]于每個(gè)處理中選取1株代表平均生長勢的梨樹，以長40cm、寬40cm、高30cm為土壤單元，在梨樹正南面距樹干10cm處連續(xù)挖掘長200cm、寬40cm、深150cm的壕溝。將各土壤單元中的根系挑出，去除樣品中雜物、死根后，調(diào)查根系形態(tài)等指標(biāo)。利用根系分析軟件對根系形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行分析，換算為整個(gè)剖面的總根長、總根表面積、總根體積、總根尖數(shù)和平均直徑。由表4可知，根系的總根長、總根表面積、根尖數(shù)及平均直徑受不同施肥方式的影響，表現(xiàn)為枝條堆肥高于羊糞處理、羊糞處理高于化肥處理。枝條堆肥處理顯著促進(jìn)了根系的生長，表現(xiàn)在總根長、總表面積和根尖數(shù)分別是化肥處理的1.69倍、1.56倍和1.73倍。表4修剪枝條堆肥對梨樹根系形態(tài)的影響處理總根長(m·section-1)總表面積(m2·section-1)總體積(cm3·section-1)根尖數(shù)(104No.?section-1)平均直徑(mm·section-1)化肥421.88±34.66b0.72±0.21b179.96±107.04a31.24±4.32b2.64±0.70a羊糞772.27±114.63a1.24±0.11a217.38±34.42a62.36±7.80a3.07±0.58a枝條堆肥716.72±188.32a1.13±0.28a166.98±32.58a54.09±14.76a2.64±0.33a廢棄果發(fā)酵于果實(shí)收獲后收集葡萄、桃、梨、蘋果等廢棄果、落果及病蟲果，切成3cm以下小塊。以廢棄果塊、糖蜜及清水為原料，按廢棄果塊︰糖蜜︰清水=10kg∶0.5L∶20kg混和，添加0.5%發(fā)酵菌劑，裝入50L塑料桶內(nèi)，置于遮陰通風(fēng)處進(jìn)行發(fā)酵，每2天放氣并充分?jǐn)嚢?分鐘。試驗(yàn)中采用的兩種發(fā)酵菌劑均購自市場，其中菌劑1與1.1枝條堆肥過程中加入的菌劑相同。觀察果塊變化，約7～8周完成發(fā)酵。發(fā)酵結(jié)束時(shí)，沒有明顯的果塊，溶液呈棕褐色。取上層清液離心后測定各種礦質(zhì)元素含量。如表5所示，兩種菌劑處理下，上清液中各種元素含量基本一致。根據(jù)正常果實(shí)中鉀鈣鎂等含量數(shù)據(jù)，推測廢棄果中這些養(yǎng)分已完全釋放到液體中。表5不同菌劑處理對梨廢棄果發(fā)酵液中養(yǎng)分含量的影響（mg/kg）KCaMgPFeMnCuZnB發(fā)酵菌劑1791.3±102.194.7±13.6103.6±0.316.6±2.74.3±0.11.2±0.010.1±0.011.4±0.011.3±0.01發(fā)酵菌劑2749.1±67.386.7±2.376.9±4.615.6±127.6±0.71.4±0.10.1±0.011.2±0.21.8±0.1五、重大分歧意見的處理過程和依據(jù)無重大分歧意見六、