一、标准编号及标准名称
由中国国际科技促进会归口管理、江西正合生态农业有限公司提出的《沼液施用 第1部分 通用要求》(T/CI 376—2024)团体标准,于2024年6月6日正式发布实施。
二、标准制定背景
畜禽养殖粪污资源量大,亟需有效利用。我国是全球最大的畜禽生产国和消费国,据统计,截至2020年底,全国生猪、牛、羊和家禽存栏量分别为40650.42万头、9562.06万头、30654.77万只和67.8亿羽,畜禽粪污年产生量达30.5亿吨。江西省是畜禽养殖大省,全省生猪、牛、羊和家禽存栏量分别为1569.85万头、275.46万头、123.46万只和2.46亿羽,畜禽粪污年产生量约5200万吨。
畜禽粪污资源化利用不仅关系农村居民生产生活环境改善,也涉及农业绿色发展、乡村生态振兴和农业农村节能减排重大战略实施。沼气工程是农业农村减排固碳的十大技术之一,既能处理畜禽粪污、提供清洁能源,又能通过沼肥还田实现种养循环,提升土壤有机质。不同作物对养分的需求有所差异,因此根据不同作物的需求,将沼液进行分类可以满足不同作物的养分需求,提高农作物的产量和质量。沼液中含有丰富的有机物质和营养元素,可以改善土壤结构,增加土壤肥力,提高土壤保水能力和通气性,有利于植物根系的生长和养分吸收。沼液中含有大量的微生物和有机物质,可以提供适宜的环境和营养物质,促进土壤中有益微生物的繁殖和活动,改善土壤生态环境,增强土壤的自我修复能力。减少化肥使用量:沼液中含有丰富的养分,可以替代部分化肥的使用,减少化肥对土壤和环境的污染,降低农业生产成本,并且对于提高农产品的品质和安全性也有积极作用。
三、规程制定的必要性
畜禽养殖粪污资源量大,亟需有效利用。我国是全球最大的畜禽生产国和消费国,据统计,截至2020年底,全国生猪、牛、羊和家禽存栏量分别为40650.42万头、9562.06万头、30654.77万只和67.8亿羽,畜禽粪污年产生量达30.5亿吨。江西省是畜禽养殖大省,全省生猪、牛、羊和家禽存栏量分别为1569.85万头、275.46万头、123.46万只和2.46亿羽,畜禽粪污年产生量约5200万吨。
畜禽粪污资源化利用不仅关系农村居民生产生活环境改善,也涉及农业绿色发展、乡村生态振兴和农业农村节能减排重大战略实施。沼气工程是农业农村减排固碳的十大技术之一,既能处理畜禽粪污、提供清洁能源,又能通过沼肥还田实现种养循环,提升土壤有机质。不同作物对养分的需求有所差异,因此根据不同作物的需求,将沼液进行分类可以满足不同作物的养分需求,提高农作物的产量和质量。沼液中含有丰富的有机物质和营养元素,可以改善土壤结构,增加土壤肥力,提高土壤保水能力和通气性,有利于植物根系的生长和养分吸收。沼液中含有大量的微生物和有机物质,可以提供适宜的环境和营养物质,促进土壤中有益微生物的繁殖和活动,改善土壤生态环境,增强土壤的自我修复能力。减少化肥使用量:沼液中含有丰富的养分,可以替代部分化肥的使用,减少化肥对土壤和环境的污染,降低农业生产成本,并且对于提高农产品的品质和安全性也有积极作用。
沼液是一种充分利用农业废弃物资源的方式,通过将废弃物转化为有机肥料,实现了资源的循环利用和农业的可持续发展。同时,沼液的使用还可以减少温室气体的排放,对于应对气候变化具有重要意义。沼气工程是以秸秆、畜禽粪污厌氧发酵为主要技术环节,集粪污处理、沼气生产和资源化利用为一体的系统工程,既能处理畜禽粪污、增加可再生清洁能源供应,又能保护生态环境、支持循环农业发展,变废为宝,一举多得。同时,我国耕地地力呈下降趋势,通过沼渣沼液制取的有机肥还田,既能改良土壤、提升耕地质量,又能提高农作物产量、改善农产品品质。发展基于沼气工程的循环农业模式,作为农业农村减排固碳的重要途径,将助力推动碳达峰碳中和。
沼液的再利用主要有两个途径,一是作为肥料或者养殖的原料而利用,原因是沼液含有一定成分和量值的营养物质,可以被植物和动物利用。有报道采用沼液浸种,能使农作物增产5%以上,有做叶面肥喷施于果树、蔬菜,能显著增加叶绿素含量和产量,有用沼液作为无土栽培的营养基质,可大大节约成本,也有用沼液做养殖,如喂猪和养鱼,使猪每天增重0.2kg,并能降低猪的发病率,沼液能使鱼产量增加15%以上。二是达标安全排放,如果将沼液不经处理而排放,将会污染环境,给生态环境带来压力和风险。原因是现实中存在不经处理而乱排放的现象比较严重,达标排放的成本和代价较高。
虽然沼液用途非常广泛,但没有规范的标准加以限定,使得很多沼液在施用过程中出现浪费和不合理等问题。虽然近年来沼气工程技术研发方面取得了突破,但在实际推广中仍存在一些问题,如沼液消纳难等问题,制约着产业发展。虽然,国家出台了《 GB/T 40750-2021 农用沼液》等相关标准,但并未考虑不同生产方式以及用途的沼液相关分类及安全施用问题,同时也并未考虑南北方畜禽粪污性质差异,反而制约了沼液的应用。
因此,有必要制定根据实际生产中产生的不同类型、不同用途的沼液进行标准制定。将有助于实现沼液资源化,解决基于沼气工程的循环农业产业发展痛点问题,助力农业全面绿色低碳转型。通过对沼液进行分类,可以更好地满足不同作物的养分需求,调控土壤养分平衡,促进土壤微生物活动,减少化肥使用量,并推动可持续农业发展,具有重要的意义和必要性。
四、编制过程
在编制过程中,充分考虑了规程的目的和必要性,对当前市场上已有的相关技术标准和应用进行调研,了解国内外在沼液方面的最新进展和趋势最终形成了《沼液施用 第1部分 通用要求》标准编制具体如下:
1、前期准备工作
项目立项前,标准编制小组查阅、研读相关国内外文献,广泛收集沼液施用 第1部分 通用要求相关的材料和数据。同时,小组成员构思系统的框架及模块,进行系统建设需求分析。并与该领域的相关专家和用户进行调研、交流,广泛征求标准制定方面的意见和建议,以确保团体标准的科学性和实用性。
2、标准起草过程
团体标准立项通知公示后,标准编制小组首先组织了标注制定工作会议,各编写人员根据工作计划分工和编写要求开展了相关工作。在标准起草期间,编制小组主编单位及参编单位组织了数次内部研讨会和专家咨询会,经过多次修改,于2024年2月完成了标准初稿及编制说明的撰写⼯作。
3、工作计划
标准立项后计划6个月完成。
计划2024年2月提交标准初稿,2024年3月提交征求意见稿,2024年4月提交标准送审稿,2024年5月提交标准报批稿,2024年6月标准发布。
五、标准主要内容
本标准适用于南方水网地区沼气工程的沼液施用过程。
1、主要架构
本标准按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草,主要章节内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、理化指标和重金属指标包含:理化指标要求、重金属指标要求及沼液的储存与运输等。
2、主要技术内容
本标准规定了南方水网地区沼气工程中不同生产来源的施用沼液的理化性质、重金属含量、储存与运输等。
六、标准实施意义
1、环境保护:
规范沼液施用可以有效减少对土壤、水体和空气的污染,防止沼液过量施用带来的环境问题,如富营养化、土壤酸化等。
2、资源利用:沼液是一种高效的有机肥料,适当施用可提高土壤的肥力和结构,提升农作物的产量和品质,实现资源的循环利用。
3、农业可持续发展:
通过科学合理地施用沼液,有助于推动农业向可持续方向发展,促进生态农业和绿色农业的发展。
4、经济效益:
合理使用沼液能够减少化肥的使用量,降低生产成本,同时提高作物的经济效益,增强农民的收入。
5、农田管理:
制定和实施相关标准,可以为农田施肥提供科学依据,指导农民进行合理施用,提高农田管理水平。
6、技术推广:
通过标准的实施,可以推动新技术、新方法的推广应用,提高农业技术水平,帮助农民掌握科学施用沼液的技能。
综上所述,沼液施用的通用要求标准实施不仅有助于保护环境、提高资源利用效率,还能促进农业的可持续发展和农民的经济利益。
七、主要工程实践与产业化应用
1、基施用沼液对土培蔬菜生长及产量的影响:
小白菜在整个生长期施用2次沼液,分别是在催苗期、壮苗期。大蒜在整个生长期施用2次沼液,第一次追施选在大蒜种植后壮苗期开花出果时;第二次追施在抽苔期。追肥所用肥料为基施用沼液。每个试验共设计四组:仅施用尿素;0.5倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的0.5倍);1倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的1倍);2倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的2倍)。沼液理化指标如下:总氮含量3170 mg/L ;水不溶性物质含量1.02 g/L;全盐量2.45 g/L;电导率15.77 ms/cm;臭气浓度577.763;P含量1350 mg/L;K含量3578.5 mg/L;Mg含量14.61 mg/L; Ca 含量140.32 mg/L; Cu含量3.12 mg/L;Zn含量11.425 mg/L;As含量18.05 mg/L;Se含量 0.235 mg/L。
由表1可知,不同沼液倍数对小白菜生长的影响具有显著差异。第一次施肥后,小白菜株高以空白组最高,株高为138.13 cm,其次是化肥组、0.5倍沼液组,2倍沼液组、1倍沼液株高最低。这与食用部分鲜重的结果一致,空白组小白菜的食用部分鲜重最重,为133.31 g。化肥组的叶片数最多,为10.40个,其次是0.5倍沼液组、1倍沼液组、空白组,2倍沼液组的叶片数最少。0.5倍沼液组的株高最高,为44.21 cm,其次是化肥组、空白组、1倍沼液组和2倍沼液组的株高最低。0.5倍沼液组的叶绿素含量最高,为36.11,其次是空白组、2倍沼液组、化肥组,1倍沼液组的叶绿素含量最低。由结果可看出:1倍沼液组和2倍沼液组小白菜的各项指标相较于其他组处于较低水平,这可能是由于沼液的施用具有一定的缓释作用,且此时作物对于沼液内的氮并未吸收充分,生长优势不明显。
由表1可得,采收后,2倍沼液组的单株鲜重最重,为189.47 g、食用部分鲜重最重,为182.65 g、叶片数最多,为10.80个、株高最高,为53.25 cm、叶绿素含量最高,为36.11、产量最高,为8.43 kg/m2、产量增幅最大,为89.01%。而空白组的小白菜的单株鲜重最轻,为96.18g、食用部分鲜重最轻,为92.88 g、叶片数最少,为8.46个、株高最低,为42.87 cm、产量最低,为4.46 kg/m2。1倍沼液组叶绿素含量最低。五组小白菜收获后叶片数的结果和株高的结果表现为一致,2倍沼液的叶片数最多、株高最高,其次是0.5倍沼液组、1倍沼液组、化肥组、空白组。2倍沼液组产量增幅最高、其次是1倍沼液、0.5倍沼液、化肥组。相较于施用化肥,施用沼液对于小白菜的增产效果更为明显。随着沼液添加量的升高,小白菜产量也逐渐升高,由此可得出结论,沼液的添加促进了小白菜茎秆和叶片的生长,从而提升了小白菜的产量。沼液的添加可增加土壤保水保肥效应,有助于土壤含水量的保持与有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量的增加。此外,白菜是叶菜类蔬菜,单产量较高,在整个生长期内需要大量养分。白菜在营养生长期内,充足的氮素是形成肥大绿叶和提高光合效率的基础。沼液相较于化肥含有更为丰富的营养物质,是优质的有机肥料,富含有多种微量元素如铁、锌、锰等、氨基酸、B族维生素、腐殖酸、植物生长激素和数十种防止作物病虫害的活性物质,沼液的速效养分多,且不带活病菌和虫卵,容易被吸收,从而促进小白菜茎秆和叶片的生长,提升小白菜的产量。
表1 不同施肥处理对小白菜的生长和产量的影响
表2 不同施肥处理对大蒜的生长和产量的影响
由表2可知,施用不同沼液倍数对大蒜生长的影响具有显著差异。第一次施肥后,单株鲜重和食用部分鲜重的实验结果表现一致,1倍沼液的单株鲜重和食用部分鲜重最重,分别为13.33 g、12.16 g,其次为化肥组、空白组、0.5倍沼液组、2倍沼液组。1倍沼液的叶片数最多,为5.00个,其次为0.5倍沼液、化肥组、2倍沼液组、空白组。2倍沼液组的大蒜株高最高,为68.16 cm,其次为0.5倍沼液组、1倍沼液组、化肥组、空白组。1倍沼液组的叶绿素含量最高,为85.36 SPAD,其次为0.5倍沼液组、化肥组、2倍沼液组、空白组。除去株高外,1倍沼液处理的大蒜其他指标均为五组中最高水平。这说明1倍沼液的施用量更适宜于大蒜的生长,此时大蒜对于沼液中氮的利用率最高。氮是植物生长的主要影响因素,如果农田浇灌过量沼液,形成的硝态氮超出植物吸收能力,将会对作物的生长产生不利影响。
由表2可知,采收后,1倍沼液组的单株鲜重最重,为21.47 g,其次为2倍沼液组、空白组、0.5倍沼液组、化肥组。2倍沼液组的食用部分鲜重最重,为18.59 g,其次为1倍沼液组、空白组、0.5倍沼液组、化肥组。2倍沼液组的叶片数最多,为5.93个,其次为空白组、1倍沼液组、0.5倍沼液组、化肥组。0.5倍沼液组的株高最高,为65.71 cm,其次为1倍沼液组、2倍沼液组、空白组、化肥组。空白组和化肥组的叶绿素含量并列最高,为65.47,其次为0.5倍沼液组、2倍沼液组、1倍沼液组。2倍沼液组的产量最高,为1.11 kg/m2,其次为1倍沼液组、化肥组、0.5倍沼液组、空白组。产量增幅从大到小依次为:2倍沼液组(35.36%)、1倍沼液组(29.26%)、化肥组(15.85%)、0.5倍沼液组(14.63%)。相较于施用化肥,施用量1倍以上沼液,作物生长优势更加明显,产量增幅更大。2倍沼液组的叶片最多,这是由于充足的氮素是形成叶片和提高光合效率的基础。因此,沼液的添加促进了叶片的形成,从而提升了大蒜的产量。
2、追施用沼液对土培蔬菜生长及产量的影响:
水芹菜或水空心菜移栽后,在整个生长期追肥2次,分别是幼苗期、促苗期。各组的日常管理方法一致。追肥所用肥料为追施用沼液。每个试验共设计四组:仅施用尿素;0.5倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的0.5倍);1倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的1倍);2倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的2倍)。沼液理化性质如下:氨氮含量419.1 mg/L,总氮含量586.5 mg/L;水不溶性物质含量69.25 mg/L,全盐量2272mg/L,电导率4774.5 us/cm,臭气浓度29.785,K含量291.8835 mg/L,Cr含量0.0725 mg/L;Pb含量0.015 mg/L;Hg 含量66 mg/L。
由表3可以看出,不同肥料处理对水空心菜(水芹菜)生长的影响具有显著差异。水空心菜株高以0.5倍沼液组最高,株高为25.45 cm,其次是1倍沼液组、2倍沼液组,化肥组水芹株高最低。就空心菜产量而言,水空心菜产量以0.5倍沼液组最高,达151.70 kg/667m2;其次是1倍沼液组的产量,为126.98 kg /667m2;2倍沼液组产量位居第三,为100.74 kg/667m2;施化肥组产量最低。与化肥组相比,0.5倍、1倍的水芹产量增幅分别为51.2%和26.54%。
水芹株高以1倍沼液组最高,株高为66.25c m,其次是0.5倍沼液组、2倍沼液组,化肥组水芹株高最低。就水芹产量而言,水芹产量以0.5倍沼液组最高,达5609.27 kg/667m2;其次是1倍沼液组的产量,为5212.50 kg/667m2;2倍沼液组产量位居第三,为5168.77 kg/667m2;施化肥组产量最低,为5059.86 kg/667 m2。与化肥组相比,0.5倍、1倍、2倍沼液组的水芹产量增幅分别为10.85%、3.02%和2.15%。
由结果可看出:化肥组株高及产量均最低,这是因为向土壤中长时间单施用化肥,会导致土壤退化、板结现象严重,抑制植株吸收养分,还会对土壤微量元素产生拮抗作用,使其速效作用不能完全发挥。而沼液能提高水生蔬菜长势是由于沼液中含有丰富的营养性物质,如氨基酸、微量元素等能提供水芹菜生长所需的养分;同时,沼液能在一定程度上改善土壤板结现象,有利于养分的吸收,因而施用沼液的株高和产量高于化肥组。特别是沼液施后,养分的供给更为充足、合理,有利于调节土壤养分的供应,而且沼液中的抗生素及生物活性物质还能抑制叶子表面病菌虫害的生长,起到防治病虫害的作用,从而使水芹株高和产量进一步提升。但是少量沼液更有助于提高产量,过量沼液可能是由于N素含量过高或其它物质阻抑了植物生长。
八、小结
《沼液施用 第1部分 通用要求》的制定与实施,将有助于实现沼液资源化,解决基于沼气工程的循环农业产业发展痛点问题,助力农业全面绿色低碳转型。通过对沼液进行分类,可以更好地满足不同作物的养分需求,调控土壤养分平衡,促进土壤微生物活动,减少化肥使用量,并推动可持续农业发展贡献力量。
由中国国际科技促进会归口管理、江西正合生态农业有限公司提出的《沼液施用 第1部分 通用要求》(T/CI 376—2024)团体标准,于2024年6月6日正式发布实施。
二、标准制定背景
畜禽养殖粪污资源量大,亟需有效利用。我国是全球最大的畜禽生产国和消费国,据统计,截至2020年底,全国生猪、牛、羊和家禽存栏量分别为40650.42万头、9562.06万头、30654.77万只和67.8亿羽,畜禽粪污年产生量达30.5亿吨。江西省是畜禽养殖大省,全省生猪、牛、羊和家禽存栏量分别为1569.85万头、275.46万头、123.46万只和2.46亿羽,畜禽粪污年产生量约5200万吨。
畜禽粪污资源化利用不仅关系农村居民生产生活环境改善,也涉及农业绿色发展、乡村生态振兴和农业农村节能减排重大战略实施。沼气工程是农业农村减排固碳的十大技术之一,既能处理畜禽粪污、提供清洁能源,又能通过沼肥还田实现种养循环,提升土壤有机质。不同作物对养分的需求有所差异,因此根据不同作物的需求,将沼液进行分类可以满足不同作物的养分需求,提高农作物的产量和质量。沼液中含有丰富的有机物质和营养元素,可以改善土壤结构,增加土壤肥力,提高土壤保水能力和通气性,有利于植物根系的生长和养分吸收。沼液中含有大量的微生物和有机物质,可以提供适宜的环境和营养物质,促进土壤中有益微生物的繁殖和活动,改善土壤生态环境,增强土壤的自我修复能力。减少化肥使用量:沼液中含有丰富的养分,可以替代部分化肥的使用,减少化肥对土壤和环境的污染,降低农业生产成本,并且对于提高农产品的品质和安全性也有积极作用。
三、规程制定的必要性
畜禽养殖粪污资源量大,亟需有效利用。我国是全球最大的畜禽生产国和消费国,据统计,截至2020年底,全国生猪、牛、羊和家禽存栏量分别为40650.42万头、9562.06万头、30654.77万只和67.8亿羽,畜禽粪污年产生量达30.5亿吨。江西省是畜禽养殖大省,全省生猪、牛、羊和家禽存栏量分别为1569.85万头、275.46万头、123.46万只和2.46亿羽,畜禽粪污年产生量约5200万吨。
畜禽粪污资源化利用不仅关系农村居民生产生活环境改善,也涉及农业绿色发展、乡村生态振兴和农业农村节能减排重大战略实施。沼气工程是农业农村减排固碳的十大技术之一,既能处理畜禽粪污、提供清洁能源,又能通过沼肥还田实现种养循环,提升土壤有机质。不同作物对养分的需求有所差异,因此根据不同作物的需求,将沼液进行分类可以满足不同作物的养分需求,提高农作物的产量和质量。沼液中含有丰富的有机物质和营养元素,可以改善土壤结构,增加土壤肥力,提高土壤保水能力和通气性,有利于植物根系的生长和养分吸收。沼液中含有大量的微生物和有机物质,可以提供适宜的环境和营养物质,促进土壤中有益微生物的繁殖和活动,改善土壤生态环境,增强土壤的自我修复能力。减少化肥使用量:沼液中含有丰富的养分,可以替代部分化肥的使用,减少化肥对土壤和环境的污染,降低农业生产成本,并且对于提高农产品的品质和安全性也有积极作用。
沼液是一种充分利用农业废弃物资源的方式,通过将废弃物转化为有机肥料,实现了资源的循环利用和农业的可持续发展。同时,沼液的使用还可以减少温室气体的排放,对于应对气候变化具有重要意义。沼气工程是以秸秆、畜禽粪污厌氧发酵为主要技术环节,集粪污处理、沼气生产和资源化利用为一体的系统工程,既能处理畜禽粪污、增加可再生清洁能源供应,又能保护生态环境、支持循环农业发展,变废为宝,一举多得。同时,我国耕地地力呈下降趋势,通过沼渣沼液制取的有机肥还田,既能改良土壤、提升耕地质量,又能提高农作物产量、改善农产品品质。发展基于沼气工程的循环农业模式,作为农业农村减排固碳的重要途径,将助力推动碳达峰碳中和。
沼液的再利用主要有两个途径,一是作为肥料或者养殖的原料而利用,原因是沼液含有一定成分和量值的营养物质,可以被植物和动物利用。有报道采用沼液浸种,能使农作物增产5%以上,有做叶面肥喷施于果树、蔬菜,能显著增加叶绿素含量和产量,有用沼液作为无土栽培的营养基质,可大大节约成本,也有用沼液做养殖,如喂猪和养鱼,使猪每天增重0.2kg,并能降低猪的发病率,沼液能使鱼产量增加15%以上。二是达标安全排放,如果将沼液不经处理而排放,将会污染环境,给生态环境带来压力和风险。原因是现实中存在不经处理而乱排放的现象比较严重,达标排放的成本和代价较高。
虽然沼液用途非常广泛,但没有规范的标准加以限定,使得很多沼液在施用过程中出现浪费和不合理等问题。虽然近年来沼气工程技术研发方面取得了突破,但在实际推广中仍存在一些问题,如沼液消纳难等问题,制约着产业发展。虽然,国家出台了《 GB/T 40750-2021 农用沼液》等相关标准,但并未考虑不同生产方式以及用途的沼液相关分类及安全施用问题,同时也并未考虑南北方畜禽粪污性质差异,反而制约了沼液的应用。
因此,有必要制定根据实际生产中产生的不同类型、不同用途的沼液进行标准制定。将有助于实现沼液资源化,解决基于沼气工程的循环农业产业发展痛点问题,助力农业全面绿色低碳转型。通过对沼液进行分类,可以更好地满足不同作物的养分需求,调控土壤养分平衡,促进土壤微生物活动,减少化肥使用量,并推动可持续农业发展,具有重要的意义和必要性。
四、编制过程
在编制过程中,充分考虑了规程的目的和必要性,对当前市场上已有的相关技术标准和应用进行调研,了解国内外在沼液方面的最新进展和趋势最终形成了《沼液施用 第1部分 通用要求》标准编制具体如下:
1、前期准备工作
项目立项前,标准编制小组查阅、研读相关国内外文献,广泛收集沼液施用 第1部分 通用要求相关的材料和数据。同时,小组成员构思系统的框架及模块,进行系统建设需求分析。并与该领域的相关专家和用户进行调研、交流,广泛征求标准制定方面的意见和建议,以确保团体标准的科学性和实用性。
2、标准起草过程
团体标准立项通知公示后,标准编制小组首先组织了标注制定工作会议,各编写人员根据工作计划分工和编写要求开展了相关工作。在标准起草期间,编制小组主编单位及参编单位组织了数次内部研讨会和专家咨询会,经过多次修改,于2024年2月完成了标准初稿及编制说明的撰写⼯作。
3、工作计划
标准立项后计划6个月完成。
计划2024年2月提交标准初稿,2024年3月提交征求意见稿,2024年4月提交标准送审稿,2024年5月提交标准报批稿,2024年6月标准发布。
五、标准主要内容
本标准适用于南方水网地区沼气工程的沼液施用过程。
1、主要架构
本标准按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草,主要章节内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、理化指标和重金属指标包含:理化指标要求、重金属指标要求及沼液的储存与运输等。
2、主要技术内容
本标准规定了南方水网地区沼气工程中不同生产来源的施用沼液的理化性质、重金属含量、储存与运输等。
六、标准实施意义
1、环境保护:
规范沼液施用可以有效减少对土壤、水体和空气的污染,防止沼液过量施用带来的环境问题,如富营养化、土壤酸化等。
2、资源利用:沼液是一种高效的有机肥料,适当施用可提高土壤的肥力和结构,提升农作物的产量和品质,实现资源的循环利用。
3、农业可持续发展:
通过科学合理地施用沼液,有助于推动农业向可持续方向发展,促进生态农业和绿色农业的发展。
4、经济效益:
合理使用沼液能够减少化肥的使用量,降低生产成本,同时提高作物的经济效益,增强农民的收入。
5、农田管理:
制定和实施相关标准,可以为农田施肥提供科学依据,指导农民进行合理施用,提高农田管理水平。
6、技术推广:
通过标准的实施,可以推动新技术、新方法的推广应用,提高农业技术水平,帮助农民掌握科学施用沼液的技能。
综上所述,沼液施用的通用要求标准实施不仅有助于保护环境、提高资源利用效率,还能促进农业的可持续发展和农民的经济利益。
七、主要工程实践与产业化应用
1、基施用沼液对土培蔬菜生长及产量的影响:
小白菜在整个生长期施用2次沼液,分别是在催苗期、壮苗期。大蒜在整个生长期施用2次沼液,第一次追施选在大蒜种植后壮苗期开花出果时;第二次追施在抽苔期。追肥所用肥料为基施用沼液。每个试验共设计四组:仅施用尿素;0.5倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的0.5倍);1倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的1倍);2倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的2倍)。沼液理化指标如下:总氮含量3170 mg/L ;水不溶性物质含量1.02 g/L;全盐量2.45 g/L;电导率15.77 ms/cm;臭气浓度577.763;P含量1350 mg/L;K含量3578.5 mg/L;Mg含量14.61 mg/L; Ca 含量140.32 mg/L; Cu含量3.12 mg/L;Zn含量11.425 mg/L;As含量18.05 mg/L;Se含量 0.235 mg/L。
由表1可知,不同沼液倍数对小白菜生长的影响具有显著差异。第一次施肥后,小白菜株高以空白组最高,株高为138.13 cm,其次是化肥组、0.5倍沼液组,2倍沼液组、1倍沼液株高最低。这与食用部分鲜重的结果一致,空白组小白菜的食用部分鲜重最重,为133.31 g。化肥组的叶片数最多,为10.40个,其次是0.5倍沼液组、1倍沼液组、空白组,2倍沼液组的叶片数最少。0.5倍沼液组的株高最高,为44.21 cm,其次是化肥组、空白组、1倍沼液组和2倍沼液组的株高最低。0.5倍沼液组的叶绿素含量最高,为36.11,其次是空白组、2倍沼液组、化肥组,1倍沼液组的叶绿素含量最低。由结果可看出:1倍沼液组和2倍沼液组小白菜的各项指标相较于其他组处于较低水平,这可能是由于沼液的施用具有一定的缓释作用,且此时作物对于沼液内的氮并未吸收充分,生长优势不明显。
由表1可得,采收后,2倍沼液组的单株鲜重最重,为189.47 g、食用部分鲜重最重,为182.65 g、叶片数最多,为10.80个、株高最高,为53.25 cm、叶绿素含量最高,为36.11、产量最高,为8.43 kg/m2、产量增幅最大,为89.01%。而空白组的小白菜的单株鲜重最轻,为96.18g、食用部分鲜重最轻,为92.88 g、叶片数最少,为8.46个、株高最低,为42.87 cm、产量最低,为4.46 kg/m2。1倍沼液组叶绿素含量最低。五组小白菜收获后叶片数的结果和株高的结果表现为一致,2倍沼液的叶片数最多、株高最高,其次是0.5倍沼液组、1倍沼液组、化肥组、空白组。2倍沼液组产量增幅最高、其次是1倍沼液、0.5倍沼液、化肥组。相较于施用化肥,施用沼液对于小白菜的增产效果更为明显。随着沼液添加量的升高,小白菜产量也逐渐升高,由此可得出结论,沼液的添加促进了小白菜茎秆和叶片的生长,从而提升了小白菜的产量。沼液的添加可增加土壤保水保肥效应,有助于土壤含水量的保持与有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量的增加。此外,白菜是叶菜类蔬菜,单产量较高,在整个生长期内需要大量养分。白菜在营养生长期内,充足的氮素是形成肥大绿叶和提高光合效率的基础。沼液相较于化肥含有更为丰富的营养物质,是优质的有机肥料,富含有多种微量元素如铁、锌、锰等、氨基酸、B族维生素、腐殖酸、植物生长激素和数十种防止作物病虫害的活性物质,沼液的速效养分多,且不带活病菌和虫卵,容易被吸收,从而促进小白菜茎秆和叶片的生长,提升小白菜的产量。
表1 不同施肥处理对小白菜的生长和产量的影响
实验组 | 单株鲜重 (g) |
食用部鲜重(g) | 叶片数 (个) |
株高 (cm) |
叶绿素 (SPAD) |
产量 (kg/m2) |
产量增幅(%) | |||
第一次施肥后 | ||||||||||
空白组 | 138.13±5.81 | 133.31±23.58 | 8.93±1.79 | 41.82±5.83 | 33.35± 6.50 |
— | — | |||
化肥组 | 136.10±11.58 | 131.18±24.58 | 10.40±1.64 | 42.93±4.59 | 30.87± 7.48 |
— | — | |||
0.5倍沼液 | 124.1±24.06 | 120.08±56.16 | 9.20±2.34 | 44.21±6.92 | 36.11± 5.80 |
— | — | |||
1倍沼液 | 101.2±23.35 | 96.57±11.14 | 9.00±2.90 | 41.77±6.70 | 30.80± 4.47 |
— | — | |||
2倍沼液 | 113.9±57.50 | 110.68±6.66 | 8.67±2.32 | 41.77±5.20 | 31.11± 6.43 |
— | — | |||
收获后 | ||||||||||
空白组 | 96.18 ±12.13 |
92.88±11.73 | 8.46±2.72 | 42.87 ±5.90 |
33.35 ±6.50 |
4.46 ±1.56 |
— | |||
化肥组 | 102.30 ±32.33 |
99.3±30.45 | 8.60±1.88 | 46.52 ±7.31 |
30.87 ±7.48 |
5.56 ±0.96 |
24.66% | |||
0.5倍沼液 | 126.9± 54.50 |
123.95±52.66 | 10.00±3.38 | 47.44 ±4.23 |
31.11 ±6.43 |
5.64 ±1.18 |
26.45% | |||
1倍沼液 | 121.4±21.54 | 117.35±20.65 | 9.20±3.23 | 47.24 ±6.78 |
30.80 ±4.47 |
6.98 ±0.86 |
56.50% | |||
2倍沼液 | 189.47±58.08 | 182.65±53.55 | 10.80±2.88 | 53.25 ±8.30 |
36.11 ±5.80 |
8.43 ±0.69 |
89.01% |
实验组 | 单株鲜重 (g) |
食用部鲜重(g) | 叶片数 (个) |
株高 (cm) |
叶绿素 (SPAD) |
产量 (kg/m2) |
产量增幅(%) | |||||
第一次施肥后 | ||||||||||||
空白组 | 12.66 ±1.23 |
10.78 ±1.55 |
4.53 ±0.62 |
51.15 ±6.07 |
76.62 ±7.54 |
— | — | |||||
化肥组 | 10.98 ±1.30 |
9.95 ±1.33 |
4.73 ±0.58 |
52.5 ±6.58 |
80.23 ±5.18 |
— | — | |||||
0.5倍沼液 | 12.81 ±2.09 |
11.93 ±1.99 |
4.83 ±0.53 |
55.55 ±4.44 |
81 ±5.91 |
— | — | |||||
1倍沼液 | 13.33 ±0.73 |
12.16 ±0.43 |
5.00 ±0.52 |
53.69 ±7.27 |
85.36 ±7.24 |
— | — | |||||
2倍沼液 | 10.15 ±1.37 |
9.41 ±1.24 |
4.7 ±0.59 |
68.16 ±87.49 |
77.05 ±20.72 |
— | — | |||||
收获后 | ||||||||||||
空白组 | 21.12 ±4.72 |
18.13 ±4.09 |
5.86 ±0.86 |
60.62 ±8.91 |
65.47 ±16.36 |
0.82 ±0.21 |
||||||
化肥组 | 15.42 ±5.53 |
13.25 ±5.11 |
5.4 ±0.93 |
60.07 ±8.33 |
65.47 ±16.36 |
0.95 ±0.07 |
15.85% | |||||
0.5倍沼液 | 20.98 ±2.31 |
17.52 ±1.89 |
5.53 ±0.81 |
65.71 ±6.13 |
65.09 ±16.48 |
0.94 ±0.08 |
14.63% | |||||
1倍沼液 | 21.47 ±1.73 |
18.18 ±1.08 |
5.7 ±1.14 |
63.87 ±6.34 |
63.27 ±16.19 |
1.06 ±0.19 |
29.26% | |||||
2倍沼液 | 21.36 ±3.50 |
18.59 ±3.35 |
5.93 ±0.82 |
61.97 ±6.77 |
64.28 ±16.06 |
1.11 ±0.20 |
35.36% |
由表2可知,采收后,1倍沼液组的单株鲜重最重,为21.47 g,其次为2倍沼液组、空白组、0.5倍沼液组、化肥组。2倍沼液组的食用部分鲜重最重,为18.59 g,其次为1倍沼液组、空白组、0.5倍沼液组、化肥组。2倍沼液组的叶片数最多,为5.93个,其次为空白组、1倍沼液组、0.5倍沼液组、化肥组。0.5倍沼液组的株高最高,为65.71 cm,其次为1倍沼液组、2倍沼液组、空白组、化肥组。空白组和化肥组的叶绿素含量并列最高,为65.47,其次为0.5倍沼液组、2倍沼液组、1倍沼液组。2倍沼液组的产量最高,为1.11 kg/m2,其次为1倍沼液组、化肥组、0.5倍沼液组、空白组。产量增幅从大到小依次为:2倍沼液组(35.36%)、1倍沼液组(29.26%)、化肥组(15.85%)、0.5倍沼液组(14.63%)。相较于施用化肥,施用量1倍以上沼液,作物生长优势更加明显,产量增幅更大。2倍沼液组的叶片最多,这是由于充足的氮素是形成叶片和提高光合效率的基础。因此,沼液的添加促进了叶片的形成,从而提升了大蒜的产量。
2、追施用沼液对土培蔬菜生长及产量的影响:
水芹菜或水空心菜移栽后,在整个生长期追肥2次,分别是幼苗期、促苗期。各组的日常管理方法一致。追肥所用肥料为追施用沼液。每个试验共设计四组:仅施用尿素;0.5倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的0.5倍);1倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的1倍);2倍沼液组,仅施用沼液(施用沼液N素总量是化肥组的2倍)。沼液理化性质如下:氨氮含量419.1 mg/L,总氮含量586.5 mg/L;水不溶性物质含量69.25 mg/L,全盐量2272mg/L,电导率4774.5 us/cm,臭气浓度29.785,K含量291.8835 mg/L,Cr含量0.0725 mg/L;Pb含量0.015 mg/L;Hg 含量66 mg/L。
由表3可以看出,不同肥料处理对水空心菜(水芹菜)生长的影响具有显著差异。水空心菜株高以0.5倍沼液组最高,株高为25.45 cm,其次是1倍沼液组、2倍沼液组,化肥组水芹株高最低。就空心菜产量而言,水空心菜产量以0.5倍沼液组最高,达151.70 kg/667m2;其次是1倍沼液组的产量,为126.98 kg /667m2;2倍沼液组产量位居第三,为100.74 kg/667m2;施化肥组产量最低。与化肥组相比,0.5倍、1倍的水芹产量增幅分别为51.2%和26.54%。
水芹株高以1倍沼液组最高,株高为66.25c m,其次是0.5倍沼液组、2倍沼液组,化肥组水芹株高最低。就水芹产量而言,水芹产量以0.5倍沼液组最高,达5609.27 kg/667m2;其次是1倍沼液组的产量,为5212.50 kg/667m2;2倍沼液组产量位居第三,为5168.77 kg/667m2;施化肥组产量最低,为5059.86 kg/667 m2。与化肥组相比,0.5倍、1倍、2倍沼液组的水芹产量增幅分别为10.85%、3.02%和2.15%。
由结果可看出:化肥组株高及产量均最低,这是因为向土壤中长时间单施用化肥,会导致土壤退化、板结现象严重,抑制植株吸收养分,还会对土壤微量元素产生拮抗作用,使其速效作用不能完全发挥。而沼液能提高水生蔬菜长势是由于沼液中含有丰富的营养性物质,如氨基酸、微量元素等能提供水芹菜生长所需的养分;同时,沼液能在一定程度上改善土壤板结现象,有利于养分的吸收,因而施用沼液的株高和产量高于化肥组。特别是沼液施后,养分的供给更为充足、合理,有利于调节土壤养分的供应,而且沼液中的抗生素及生物活性物质还能抑制叶子表面病菌虫害的生长,起到防治病虫害的作用,从而使水芹株高和产量进一步提升。但是少量沼液更有助于提高产量,过量沼液可能是由于N素含量过高或其它物质阻抑了植物生长。
表 3 不同施肥处理对水空心菜和水芹菜的生长和产量的影响
水空心菜 | ||||||
实验组 | 株高(cm) | 产量 (kg/667 m2) |
产量增幅 (%) |
|||
2倍沼液 | 17.91±3.45 | 100.74±41.10 | 0 | |||
1倍沼液 | 19.24±4.16 | 126.98±48.02 | 26.54 | |||
0.5倍沼液 | 25.45±2.29 | 151.70±34.76 | 51.2 | |||
化肥 | 17.27±2.62 | 100.34±36.98 | - | |||
水芹菜 | ||||||
实验组 | 株高(cm) | 产量 (kg/667m2) |
产量增幅 (%) |
|||
2倍沼液 | 63.67±4.31 | 5168.67±277.01 | 2.15 | |||
1倍沼液 | 66.25±4.28 | 5212.50±388.40 | 3.02 | |||
0.5倍沼液 | 65.67±4.52 | 5609.27±475.77 | 10.85 | |||
化肥 | 59.33±3.84 | 5059.86±264.13 | - |
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