农作物秸秆生态循环利用技术规范-编制说明

1、农作物秸秆生态循环利用技术规范山东省地方标准编制说明一、工作简况（一）任务来源根据山东省市场监督管理局山东省农业农村厅关于下达2019 年度农业领域地方标准计划的通知（鲁市监标字2019373 号）任务要求，农作物秸秆生态循环利用技术规范列入2019年山东省地方标准制修订计划（第360项）。本标准由山东省农业农村厅提出并组织实施，由山东省农业标准化技术委员会三产融合标准化分技术委员会归口。（二）起草单位、主要起草人及任务分工1. 起草单位山东省农业科学院农业资源与环境研究所、山东省农业生态与资源保护总站、寿光市泽畅生物科技有限公司。2. 主要起草人田慎重、王莉、郭洪海、董亮、宫志远、刘博洋、张

2、玉凤、李德伟、张凯。3. 任务分工山东省农业科学院农业资源与环境研究所主要负责标准的立项需求调研、标准文本内容编写及进度把控、标准编制说明的起草修改、协助征集相关方面的意见等事项。山东省农业生态与资源保护总站负责征求意见的汇总、归纳和处理。寿光市泽畅生物科技有限公司协助征集相关方面的意见，协助征求意见的汇总、归纳和处理。其中，田慎重为本标准起草负责人，全面组织标准起草工作，制定标准起草大纲及主要内容，统筹起草小组工作，组织标准审查、报批等工作。王莉、郭洪海、董亮、宫志远组织实施标准制定方案，参与标准技术内容的撰写，调度起草组成员推进标准制定程序和进度，组织协调标准制定所需资源。刘博洋、张玉凤、

3、李德伟、张凯组织起草组人员进行调研、收集素材，提供标准编写所需的资料、素材，参与标准编写，协助征求意见等。（三）起草过程标准的起草工作共分为四个阶段：第一阶段是成立工作组和完成标准草稿编写。标准计划下达后，为确保标准编制工作的顺利开展，2019年9月，由山东省农业科学院农业资源与环境研究所等单位联合成立标准起草小组，建立了良好的沟通、协调机制，讨论通过了第一阶段工作流程、项目承担单位分工和进度，正式启动标准制定工作。根据前期研究基础和近年来所集成循环技术模式的应用和示范，标准起草小组提炼了小麦玉米秸秆直接还田、绿色种养、农-菌-牧、农-牧-虫生态循环利用模式技术要点，形成农作物秸秆生态循环利用

4、技术规范（草案）。第二阶段为修改完善完成标准征求意见稿。按照地方标准制定的有关要求，标准起草小组在2020年1月对小麦玉米秸秆直接还田、绿色种养、农-菌-牧、农-牧-虫生态循环利用模式技术要点进行了内部交流讨论，4月对标准草案中4种农作物秸秆生态循环利用模式技术要点进行了优化和完善，形成了农作物秸秆生态循环利用技术规范（征求意见稿）。第三阶段为征求意见阶段，召开专家研讨会，形成预审稿并修改完善最终形成标准送审稿。2020年4月起草小组向中国农业大学、山东大学、山东农业大学、山东省农业科学院畜牧兽医研究所、山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所、山东农业工程学院、山东省农业环境保护和农村能

5、源总站、烟台市农业科学院、寿光市金投农业科技发展集团有限公司、山东常生源菌业有限公司、山东金投循环农业研究院有限公司、阳信县畜牧兽医服务中心、滨州市农村能源工作站、山东华澳大地农业发展有限公司、山东第一牛生物肥科技有限公司、青岛益菇园食用菌专业合作社、山东省花生研究所、山东省农业科学院湿地农业与生态研究所、滨州中裕食品有限公司等33家相关管理部门、生产或应用企业、研究机构的专家通过信函或电子邮件的形式发送了征求意见函，回函的单位或专家30个，提出详细的修改意见和建议，详细内容见征求意见汇总处理表。第四阶段为审查阶段。2021年6月以来，标准起草组根据专家研讨会的建议和意见进行认真修改完善，并按

6、照山东省地方标准管理有关规定，形成农作物秸秆生态循环利用技术规范（送审稿）标准送审材料上报，申请召开专家审定会，并根据山东省农业农村厅和山东省农业标准化技术委员会三产融合分技术委员会的要求，不断对标准送审材料进行修改完善。经山东省市场监督管理局和山东省农业标准化技术委员会同意，山东省农业标准化技术委员会三产融合分技术委员会于2022年3月14日组织了标准专家审查会。来自组织山东省农业生态与资源保护总站、山东省农业技术推广中心、山东省林业科学研究院、山东农业大学、山东省城乡规划设计研究院有限公司、山东省国家标准技术审评中心等等单位共9名专家组成了审查委员会。审查委员会听取了标准编制情况汇报，对标

7、准文本进行了逐章、逐条审查，对标准编制说明等进行了审查。审查委员会对提交审查会的标准材料进行审查，专家提出了标准技术内容、格式等方面的意见，同时一致同意该标准通过审查。会议要求起草单位根据审查意见对标准文本等进行修改完善后，尽快形成报批材料后上报省市场监督管理局。二、标准制定目的和意义2016年2月1日，HYPERLINK /item/%E5%9B%BD%E5%AE%B6/17205 t _blank国家发展改革委、 HYPERLINK /item/%E5%86%9C%E4%B8%9A%E9%83%A8/4993013 t _blank 农业部、国家林业局以发改环资2016203号印发关于加快

8、发展农业循环经济的指导意见指出：在农作物秸秆、农林产品加工副产物、林业废弃物、废旧农膜、畜禽粪便、水体富营养化等重点领域，组织实施示范工程。培育、总结、凝练一批农业循环经济典型模式，加大推广力度。构建农业 HYPERLINK /item/%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E7%BB%8F%E6%B5%8E%E4%BA%A7%E4%B8%9A%E9%93%BE/12750014 t _blank 循环经济产业链。推进种养结合，农牧结合，养殖场建设与农田建设有机结合，培育构建“种植业-秸秆-畜禽养殖-粪便-沼肥还田、养殖业-畜禽粪便-沼渣/沼液-种植业”等循环利用模式。2021年，中华人民共和

9、国乡村振兴促进法颁布实施，指出“国家鼓励和支持农业生产者采用节水、节肥、节药、节能等先进的种植养殖技术，推动种养结合、农业资源综合开发，优先发展生态循环农业。”山东省是农业大省，农作物秸秆资源丰富，全省每年农作物秸秆产生总量约8500万吨，为推进秸秆多级循环利用，2014年山东省制定了山东省秸秆综合利用专项规划（2014-2020年），2016年8月，又编制了山东省加快推进秸秆综合利用实施方案（2016-2020年），明确了“十三五”期间秸秆综合利用工作总体思路，确定了以秸秆还田和肥料化、饲料化利用为主导，以燃料化、基料化利用为补充，以原料化利用为辅助，大力推进秸秆还田和秸秆养畜，在商品有机肥

10、加工、秸秆养殖食用菌、生物质能源和新型材料等领域积极推进秸秆综合利用，构建秸秆综合利用长效机制。根据循环农业的多级利用的原则，秸秆综合利用的最佳途径是在秸秆资源化利用过程中延长产业链，利用产业内部各要素间的共生耦合与协同作用形成相对完善、 闭合的产业网络，建立闭路循环工艺，实现秸秆资源循环利用，即将秸秆资源作为原料投入到某一生产过程，该生产过程的废料或副产品经过转化再进入下一个生产过程，最终的废料返回农田，从而产生新的秸秆资源。虽然我省农作物秸秆综合利用率约达80，秸秆利用率高于全国水平，但由于我省秸秆产量大、产期集中，收储能力不足，秸秆废弃焚烧现象屡禁不止，还田作业成本高，质量和效果不理想；

11、收储运体系不够健全，关键技术不配套，种养循环割裂等，导致秸秆资源利用方式单一，循环利用技术落后，缺乏绿色、高效、高值的秸秆生态循环利用技术及典型模式样板，现有循环技术模式已不能满足秸秆综合利用技术需求，秸秆综合利用措施尤其是各种利用秸秆资源产出各种副产品的单独过程加“环”组“链”技术不成熟甚至严重缺乏，贮、养、加、销各环节仍难以有机衔接，导致秸秆综合利用仅以秸秆肥料化为主，严重制约了秸秆的多级化、高效率循环利用。因此，亟需规范我省农作物秸秆的生态循环利用技术及模式，科学、合理的指导我省农作物秸秆的生态循环利用，对加快农牧废弃物资源化利用、减少环境污染、促进我省绿色农业发展具有重要意义。本标准的

12、制定可为我省农作物秸秆多级循环利用提供规范化、标准化参考，建立以农作物秸秆还田和肥料化、饲料化利用为主导，以燃料化、基料化利用为补充，以原料化利用为辅助，大力推进秸秆还田和秸秆养畜，在商品有机肥加工、秸秆养殖食用菌、生物质能源等领域积极推进秸秆多极化循环利用，通过集成现有以农作物秸秆多级利用为中心的典型生态循环技术，形成农作物秸秆生态循环利用模式样板，科学、合理的指导我省农作物秸秆的生态循环利用，建立农作物秸秆综合利用长效机制，加快农牧废弃物资源化利用、减少环境污染，将显著促进我省绿色农业的高质量发展。三、标准编制原则、主要技术内容和依据（一）标准编制原则本标准按照GB/T 1.1-2020标

13、准化工作到则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。在标准制定过程中遵循了先进性、经济性、适用性、可复制性原则。本标准的编制是在国家、我省关于加快推进废弃物资源化利用、建设生态循环农业、推进乡村振兴实施等相关政策文件要求的基础上，结合我省生态循环农业发展的实际情况，以适用性、可复制性、可操作性、适度引领性等为原则，既考虑不同生态循环农业的特点与潜在技术规范需求，同时充分听取各方意见的基础上形成的。在标准编制过程中，起草组主要把握了以下方面。在标准制定的指导思想方面，本标准的制定是以推动和规范我省生态循环农业发展为导向，更好地普及现有典型秸秆生态循环农业模式和技术要点为重点，提出了4种

14、典型以秸秆循环利用为核心的生态循环农业模式和技术要求，助力我省秸秆综合利用和生态循环农业可持续发展。在标准主要内容方面，重点围绕小麦玉米秸秆直接还田、绿色种养、农-菌-牧、农-牧-虫生态循环利用模式建立与相关技术要点等关键内容，总结4种不同秸秆生态循环模式的关键技术节点，指导规范农作物秸秆生态循环利用技术及模式参考。（二）标准编制依据标准编制依据国家、我省现行的与秸秆综合利用、废弃物资源化、生态循环农业等相关的法律法规、政策文件及相关参考标准和资料。（1）中华人民共和国乡村振兴促进法（2）全国农业可持续发展规划（20152030年）（3）“十四五”全国农业绿色发展规划（4）秸秆综合利用技术目录

15、（2021）（5）农业绿色发展技术导则（20182030年）（6）种养结合循环农业示范工程建设规划（20172020年）（7）农业部办公厅关于推介发布秸秆农用十大模式的通知（8）山东省农业现代化规划(2016-2020)（9）山东省推进农业全产业链高质量发展五年行动方案（10）印发山东省打好农业农村污染治理攻坚战作战方案（20182020年）（11）山东省加快推进秸秆综合利用实施方案（2016-2020年）（12）山东省现代生态循环农业建设“十三五”规划等。（13）参考的相关标准：GB/T1.1-2020标准化工作细则、GB 3095 环境空气质量标准、GB 13078 饲料卫生标准、NY 5

16、25 有机肥料、NY/T 1935 食用菌栽培基质质量安全要求、NY/T 3442 畜禽粪便堆肥技术规范、DB37/T 1427 黄淮平原区小麦秸秆机械化直接还田与配套技术规程、DB37/T 1428 黄淮平原区玉米秸秆机械化直接还田与配套技术规程、DB37/T 2248 食用菌菌渣堆肥处理技术操作规程、DB37/T 2679 全株玉米青贮生产技术规程、DB37/T 3873 规模化养殖场粗饲料与青贮饲料存贮与管理规范等标准。（三）主要技术内容1. 规范性引用文件主要从两个层面考虑，一个层面是吻合国家、行业现有农作物秸秆循环利用方面的国家、行业标准，充分利用现有国家、行业标准的基础；另一个层面

17、是充分结合山东省现有地方标准的要求，与山东省地方特色保持一致。基于以上两个层面和标准文本中涉及的有关标准内容，列出了该标准引用的主要标准：GB 13078 饲料卫生标准、NY/T 525 有机肥料、NY/T 1935 食用菌栽培基质质量安全要求、NY/T 3048 发酵床养猪技术规程、NY/T 3442 畜禽粪便堆肥技术规范、DB37/T 1427 黄淮平原区小麦秸秆机械化直接还田与配套技术规程、DB37/T 1428 黄淮平原区玉米秸秆机械化直接还田与配套技术规程、DB37/T 2049 主要粮食作物有机肥施用技术规程、DB37/T 2248 食用菌菌渣堆肥处理技术操作规程、DB37/T 2

18、679 全株玉米青贮生产技术规程、DB37/T 3447 肉牛发酵床饲养技术规范、DB37/T 3873 规模化养殖场粗饲料与青贮饲料存贮与管理规范等国家、行业和山东省地方标准。2. 术语和定义明确的术语和定义，是标准使用者准确理解和实施标准的前提条件。标准首先对秸秆生态循环利用中涉及的“农作物秸秆”、“秸秆生态循环利用”、“腐食性昆虫”等相关概念基于本标准的标准化对象和范围进行了明确的界定。1）农作物秸秆的定义为：在农业生产过程中，小麦、水稻、玉米、花生、蔬菜等农作物收获后，剩余不能食用的茎、叶等农作物副产品。2）秸秆生态循环利用的定义为：以减量化、再利用、再循环为原则，通过农、牧、菌、虫等

19、利用方式延长秸秆循环链，构建秸秆生态循环利用模式，实现农业资源高效利用。3）腐食性昆虫的定义为：直接或间接的以腐败动植物残体为食料而得到营养习性的昆虫，包括蝇蛆、黄粉虫、黑水虻、蚯蚓等。3. 典型模式根据目前我省几种典型农作物秸秆生态循环利用模式，依据适用性、可复制性、可操作性、适度引领性等为原则，在项目组前期研究成果和现有成熟模式的基础上，适度加环增链，延长循环链，提高资源利用效率和附加值，提炼总结了4种农作物秸秆生态循环利用模式，包括小麦玉米秸秆直接还田、绿色种养、农-菌-牧、农-牧-虫模式，4种循环模式的循环构建要素、适用范围等信息利用表格形式进行了说明：表1 农作物秸秆生态循环利用的典

20、型模式和适用范围序号 循环模式名称循环要素适用范围1小麦玉米秸秆直接还田小麦秸秆、玉米秸秆适用于冬小麦、夏玉米一年两熟种植区2绿色种养秸秆青贮、畜牧养殖、联合堆肥、有机肥施用适用于粮田、菜田、养殖结合区3农-菌-牧作物秸秆、食用菌栽培基质、菌渣、生物发酵床、有机肥适用于种植业、食用菌产业、养殖业结合区域或现代农业产业园区4农-牧-虫作物秸秆、废弃物生物处理、虫粪分离、有机肥、虫体饲料加工适用于有黄粉虫、蝇蛆等腐蚀性昆虫繁育和废弃物处理产业的种养结合区域或现代农业产业园区4. 技术要求本部分主要明确了小麦玉米秸秆直接还田、绿色种养、农-菌-牧、农-牧-虫4种循环模式图和关键循环节点的技术要求，如

21、在小麦玉米秸秆直接还田循环模式中秸秆粉碎环节、耕作环节、播种环节等如何操作可使该循环模式提高循环效率和可操作性；如在绿色种养循环模式中青贮环节、堆肥环节、有机肥施用环节等技术要求，提高关键技术的运用和技术的可复制性；如在农-菌-牧循环模式中食用菌栽培基质、生物发酵床、菌渣、秸秆、粪便等联合堆肥的技术内容和要求，通过技术内容的明确延长农-菌-牧循环模式的循环链条，提高产业附加值；如在农-牧-虫循环模式中对腐食性昆虫的原料、投料量、饲喂环境等进行了规定和要求，对虫粪和虫体蛋白的后续有机肥、昆虫蛋白饲料利用环节进行了约束。四、主要试验(或验证)的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果本标准的主

22、要技术内容是在项目组前期依托国家科技支撑技术、国家重点研发计划、山东省重点研发计划等项目研究结果基础上，总结凝练现有农作物秸秆生态循环利用模式及关键循环接口技术，确定了主要技术内容和关键技术环节要求，与本标准相关技术内容相关的试验、技术成果、预期效果等如下：1、项目组研发了秸秆原位还田循环模式下高效耕作、土壤增汇、减量施肥、病虫草害防治、小麦玉米专用肥等关键接口技术体系（1）创立了秸秆原位还田下高效耕作与稳产增效技术针对麦玉两熟农田长期进行旋耕、耙耕等不合理的耕作方式导致耕层变浅、质量退化等问题。通过秸秆原位还田和不同耕作方式长期定位试验表明，长期免耕周年小麦-玉米生产力下降幅度最大，泰安试验

23、点麦玉周年产量较试验初期下降34.3%（2005-2012），龙口试验点则下降22.9%（2006-2012）。旋耕和常规耕作处理下降幅度较小，分别在10.6%21.9%和7.6%14.1%之间。针对长期旋耕、耙耕和免耕处理造成产量逐年下降的问题，利用深松深耕特点，建立了旋耕、耙耕和免耕与深松结合的轮耕制度，有效地打破了犁底层，加深了耕层深度，显著提高长期旋耕、耙耕和免耕农田土壤质量，5cm地温提高1.82.0，土壤有机碳含量提高9.4%11.7%，土壤NH4-N含量提高6.316.9%，轮耕有效促进了作物生产力提升，耙耕-深松、旋耕-深松和免耕-深松3种轮耕模式（2009-2012）的小麦-

24、玉米周年产量分别增加24.1%、23.6%和35.2%（图1）。效益增加了37.7%53.4%。图1 实行轮耕组合后小麦、玉米周年生产力的变化（2）探明了秸秆不同还田方式下土壤固碳增汇技术及增持机制针对高产粮田高度集约化、秸秆利用不当和化肥过量施用等导致的农田土壤碳库损耗等问题。通过秸秆不同还田方式定位试验，阐明了秸秆原位还田、菌渣还田和秸秆过腹还田下土壤有机碳库及碳组分变化规律与增持潜力（表1）。三种还田方式均能显著增加土壤碳库容量，与试验前相比，分别新增碳量0.12 t C ha-1、0.45 t C ha-1和0.60 t C ha-1，秸秆不还田则表现为有机碳库损耗。三种秸秆还田模式能

25、显著提高土壤活性碳组分在有机碳（TOC）中的比例（P0.05），其中秸秆原位还田显著提高土壤可溶性有机碳（DOC）在有机碳中的比例，菌渣还田提高土壤微生物量碳（MBC）和易氧化态碳（EOC）在有机碳中的比例，改善土壤质量；而秸秆过腹还田则显著降低了DOC在有机碳中的比例，有利于增强土壤有机碳稳定性、积累和保存。表1 农牧菌废弃物还田耕层土壤固碳与活性碳组分含量变化及温室气体排放还田方式周年还田量(kgha-1)SOC(gkg-1)土壤碳储量(tha-1)活性碳组分含量(mgkg-1)DOC/SOCMBC/SOCEOC/SOC温室气体排量 (kgha-1)DOCMBCEOCCO2N2OCH4CK

26、09.16d25.61a140.62d83.3d2.23d1.54c0.91d24.30c4841.90.95-6.52CS165009.98c28.56b231.49a107.46c2.76b2.32a1.08c27.67b5618.71.14-4.98CMS600011.35b31.51c205.73b153.99a3.47a1.81b1.36a30.58a4460.20.87-4.85CGS3300012.33a32.93c158.85c132.83b2.44c1.36d1.14b20.9d5791.91.13-5.66注： CK：秸秆不还田；CS：秸秆全量原位还田；CMS：菌渣还田；C

27、GS：秸秆过腹还田(牛粪)。SOC：土壤有机碳；DOC：土壤可溶性碳；MBC：土壤微生物碳；EOC：土壤易氧化态碳。土壤初始有机碳含量9.560.064gkg-1。 秸秆直接还田量(CS)为秸秆的多年平均产量；菌渣还田量(CMS)折为小麦秸秆量的50%和玉米秸秆量的22%；牛粪还田量(CGS)折为秸秆量的2倍。通过连续10年秸秆还田和不同耕作方式定位试验，探明了黄淮海平原典型麦玉两熟高产田长期旋耕、深松、常规翻耕、耙耕和免耕配合秸秆还田条件下农田土壤有机碳库变化规律，5种耕作方式的秸秆还田处理有机碳周年累积速率（-0.271.34 t C ha-1 yr-1）显著高于其无秸秆还田处理（-0.4

28、10.75 t C ha-1 yr-1），且土壤碳库容量与秸秆输入量呈显著正相关关系（R2=0.78， P0.05），其中免耕和深松配合秸秆还田有效提高了土壤碳库容量，连续10年其土壤碳库分别新增碳量13.37和9.59 t C ha-1。基于土壤团聚体对有机碳的物理保护机制，揭示了秸秆还田和不同耕作方式后决定土壤碳库增持潜力的关键因素，为土壤有机质提升技术提供了基础理论支撑。大团聚体数量及其稳定性、关联碳库储量是决定土壤有机碳库水平的关键因素。不同耕作方式的秸秆还田处理大团聚体比例及稳定性显著高于无秸秆还田处理，免耕和深松最高（强），土壤有机碳库中约有53.787.3%的碳来自土壤团聚体碳库

29、，土壤有机碳含量水平与大团聚体关联的碳库之间呈显著的正相关性（R=0.71， P0.05），秸秆原位还田显著增加土壤团聚体碳库在总有机碳库中的比重，特别是在表层土壤（010cm），免耕和深松秸秆还田能够显著促进土壤碳库增持（表2）。表2不同耕作措施和秸秆还田条件下土壤有机碳周年累积速率、总固碳量和作物秸秆碳输入处理秸秆C总输入（10年）(t ha-1)初始有机碳含量（2002）(g kg-1)土壤容重(g cm-3)土壤有机碳库（2011）(t ha-1)C 固定（2002-2011）增加的C(t ha-1)年累积速率(t ha-1 yr-1)CTA09.64 f1.32 g43.93 f2.

30、240.22CTP21.8911.17 a1.29 h50.64 c7.500.75STA010.55 d1.41 b48.24 d7.540.75STP21.8910.77 c1.37 d54.00 b9.590.96HTA08.76 h1.39 c38.18 h1.750.18HTP21.899.06 g1.36 e40.29 g3.270.33RTA08.55 j1.37 d31.14 i-4.08-0.41RTP21.898.65 i1.25 i29.78 j-2.74-0.27NTA09.75 e1.43 a47.13 e5.250.53NTP21.8910.85 b1.34 f56

31、.94 a13.371.34其中：CTA为常规翻耕无秸秆还田处理，CTP为常规翻耕秸秆还田处理，STA为深松无秸秆还田处理，STP为深松秸秆还田处理，HTA为耙耕无秸秆还田处理，HTP为耙耕秸秆还田处理，RTA为旋耕无秸秆还田处理，RTP为旋耕秸秆还田处理，NTA为免耕无秸秆还田处理，NTP为免耕秸秆还田处理。表中同列不同小写字母分别表示差异显著（P0.05）。（3）研发了秸秆原位还田下小麦、玉米减量施肥技术针对秸秆原位还田下化肥过量施用等问题。通过小麦、玉米多点定位减量施肥试验表明， NPK互作，施肥量与小麦、玉米产量呈极显著相关性（P0.01）。推荐高产粮田（小麦产量7500 kg ha-

32、1、玉米产量11000 kg ha-1）小麦N、P2O5、K2O的优化施用量分别为204.1 kg ha-1、123.2 kg ha-1、134.6 kg ha-1，玉米分别为233.9 kg ha-1、101.2 kg ha-1、188.3 kg ha-1，可获得最高的经济效益。与农民传统施肥相比，麦玉两熟周年减施N 26.8%（其中小麦季减施29.9%），增产10.7%，增效13.4%（表3）。玉米秸秆全量还田下增加小麦氮肥基施比例（60%70%），可调氮促腐，较习惯施肥氮素吸收率提高0.6%1.2%，氮素效益增加5.65.8 kg kg-1，020cm土层水溶性钾增加2.05.4mg k

33、g-1、交换性钾增加0.41.0mg kg-1。（4）研发了秸秆原位还田下病虫草害防治技术针对秸秆连续还田后小麦、玉米根部与地下病虫害加重、草害较重的问题。系统研究了连续秸秆还田5年农田病虫草害发生规律，发现秸秆全量还田后，尤其在免耕、耙耕和深松等条件下，地下害虫和杂草群落的物种丰富度-均匀度均较高，比无秸秆还田分别高32.3%和15.3%/（表4）。秸秆还田后金针虫相对密度比无秸秆还田降低69.8%，蛴螬相对密度增加2倍多，蛴螬成主要害虫。秸秆全量还田下，与常用免耕模式相比，深松或翻耕可降低玉米季杂草生物量39.0%50.3%、增产24.4%34.9%，可降低小麦季杂草密度36.3%80.9

34、%、增产18.1%39.3%。创建了小麦季翻耕（深松）结合玉米季免耕和病虫草害防治用药位置以秸秆为主的环境友好型综合防治技术体系，减少农药用量10.020.0%，降低防治成本10.0%以上，病虫草害综合防治效果良好，粮食增产10.0%以上。表3 小麦、玉米农民习惯施肥方案与最经济施肥方案对比施肥方案N(kg/ha)P2O5(kg/ha)K2O(kg/ha)产量(kg/ha)产值(元/ha)纯收益(元/ha)小麦农民常规291.052.560.07917.219951.416624.3最经济施肥方案204.1123.2134.68601.821676.517734.0差值-86.970.774.

35、6684.51725.11109.7玉米农民常规307.5345.00.09849.623540.618739.3最经济施肥方案233.9101.2188.311067.026450.222375.6差值-73.6-243.8188.31217.42909.53636.3小麦-玉米轮作周期农民常规598.5397.560.017766.943492.135363.6最经济施肥方案438.0224.4322.819668.848126.640109.6差值-160.6-173.1262.81901.94634.64746.0最经济施肥方案与农民常规相比（%）-26.8-43.5438.010.7

36、10.713.4表4 耕作与施药一体化防治病虫草害效果处理麦田杂草生物量(kgha-1)玉米田杂草生物量(kgha-1)小麦产量(tha-1)玉米产量(tha-1)常规措施地下害虫H耕作与施药一体化地下害虫H免耕371.2a713.2a4.9a8.8e2.01.7旋耕106.4c603.4b6.1c9.6d0.90.8耙耕33.9e634.5b6.2c10.1c1.41.2深松171.2b435.1c6.9b11.0b1.70.4翻耕65.9d409.6c5.8d12.2a1.10.3（5）研发了秸秆原位还田下小麦、玉米专用肥产品针对麦玉两熟秸秆全量还田导致的C/N比失调、化肥过量施用，以及市

37、场短缺秸秆还田专用肥等问题。基于砂柱间歇淋洗法研究了专用肥养分释放规律，创建了Logistic方程与参数对专用肥养分释放规律的定量表达，并通过UPGMA聚类分析首次系统评价了10种有机、无机基质的缓释效果，筛选出风化煤作为专用肥基料。研发了小麦专用肥原料配比（尿素8份、硫酸铵19份、磷酸一铵25份、氯化钾20份、碳酸氢铵3份、风化煤25份）和玉米专用肥原料配比（尿素12份、硫酸铵13份、磷酸一铵20份、氯化钾27份、碳酸氢铵3份、风化煤25份），改进了制备工艺。该产品既能调节秸秆还田快速腐解所需C/N比，又降低了氮肥施用量，与农民习惯常规施肥相比，小麦、玉米分别增产9.2%和9.4%。2、项目

38、组研发了“农-菜-牧”循环模式下粮蔬秸秆-畜禽粪便联合堆肥、设施蔬菜有机物料减量精施等关键接口技术体系（1）研发了粮蔬秸秆-畜禽粪便联合堆肥技术针对黄淮海区域设施蔬菜秸秆含水率高、处置不合理，造成秸秆资源浪费、污染环境的问题，采用玉米秸秆、蔬菜秸秆、畜禽粪便为物料来源，开展蔬菜秸秆、玉米秸秆与畜禽粪便联合堆肥的物料配比、初始含水率、翻堆及通风控制、堆肥过程温度变化（图2，图3）等参数和指标研究，建立了粮蔬秸秆与畜禽粪便联合堆肥技术参数。以蔬菜秸秆、玉米秸秆与畜禽粪便为物料来源，明确了初始物料配比为1:1:0.3至2:1:0.5（干重比）、含水率为55%65%、碳氮比为20:135:1，添加微生

39、物菌剂为物料重量的0.3%0.5%，堆肥过程强制通风使一次发酵过程中堆体温度高于55不少于7天或65 70 持续3天以上；没有通风条件，分别在堆制后7-10天翻堆1次，15-20天翻堆1次；二级发酵过程堆体稳定降温，保持在35-45左右陈化15-20天，堆肥完成。堆肥经晾晒、过筛后，含水率低于30%，碳氮比在10：1至25：1之间。堆肥的总养分含量（N+P2O5+K2O）5.0%，有机质含量40%，重金属含量和卫生学指标符合NY525-2012有机肥料行业标准。连续5年施用联合堆肥的菜田土壤有机碳含量比单施鸡粪提高9.3%，碳氮比增加了3.6%。该技术通过添加玉米秸秆解决了蔬菜秸秆用于高温好氧

40、堆肥存在的含水率高、碳氮比低、通气性差的难题。该技术既能利用蔬菜秸秆的养分、水分，又对作物秸秆和畜禽粪便进行高温无害化处理，实现了蔬菜秸秆废弃物资源化利用。建立了蔬菜残体堆肥还田技术，连续施用粮蔬秸秆与畜禽粪便联合堆肥5年，菜田土壤有机质含量比单施鸡粪提高9.3%，碳氮比增加3.6%，蔬菜产量差异不显著。 蔬菜残体堆肥还田越冬长茬设施番茄，以氮推荐300-400kgN/年，化肥氮追施150-200 kg N/年。（2）制订了粮蔬秸秆与畜禽粪便联合堆肥技术规程通过技术集成，制定了农业清洁生产 蔬菜残体堆肥技术规程。从术语和定义、堆肥工艺、场地选择、配料、堆制、堆体防护、堆肥过程和堆肥无害化指标等

41、方面，规范了粮蔬秸秆与畜禽粪便联合堆肥技术的操作步骤和技术指标控制参数，制定了蔬菜残体堆肥技术规程。堆肥工艺。堆肥工艺采用好氧与厌氧相结合，包括物料前处理、配料、堆制、堆肥方式、一级发酵、二级发酵、腐熟、过筛或粉碎、制成堆肥几个工艺环节。场地选择。在蔬菜产区棚室四周或露地菜田的地头空地，也可以倚靠日光温室的直立后墙。配料。物料种类为蔬菜残体、粮食作物秸秆和新鲜畜禽粪便等有机废弃物。畜禽粪便可以选择鸡粪、牛粪、猪粪等其中一种。堆制。堆制前去掉蔬菜残体上的绳、铁丝、砖块等物品。将作物秸秆轧切成310 cm长度，用铁锹或其他机械把畜禽粪便破碎成粒径在3 cm5 cm的小块。将蔬菜残体和粮食作物秸秆按

42、照重量比1.5:1至4:1的比例，添加畜禽粪便比例蔬菜残体和作物秸秆总重的30%-50%，畜禽粪便添加比例随蔬菜残体比例的增加而降低。物料含水率为55%70%，当用手攥紧物料时，水从物料中欲滴但不流的状态。秸秆腐熟微生物菌剂添加量为物料总重的0.3%0.5%。堆肥方式。根据蔬菜产区地形和场地大小，选择地上条垛式、半地上条垛式、靠棚式和堆肥池中的一种或几种进行堆制。堆肥方式分为地上条垛式、半地上条垛式、靠棚式、堆肥池。堆肥池为长方体，四面池壁为砖混水泥结构，壁厚30 cm，池内安装带有通风口的通风管，池底铺设尼绒网渗漏物料中液体，池底用水泥做防渗处理。堆肥池规格根据物料多少确定。堆肥池宽2.5

43、m3 m，或根据翻堆机的规格，高1.2 m1.5 m，长度可根据物料量多少确定。制堆时，将蔬菜残体和作物秸秆按照物料比例混合，分3层制堆，自下而上第一、二层厚各40 cm50 cm，第三层厚30 cm50 cm，层与层之间和堆体表面按4:4:2的比例，均匀地撒上畜禽粪便和秸秆腐熟剂。堆体防护。堆体底部用水泥或塑料布做防渗处理，防止液体渗漏，污染土壤和地下水。堆体表面用防水布或塑料布覆盖，防止雨水淋洗。堆肥过程。春秋季节，整个堆肥过程一般持续3045天，其中一次发酵过程1015天，二次发酵过程2030天。夏季高温时期堆肥时间缩短1020天，冬季低温时期堆肥过程延长1020天。一次发酵过程包括升温

44、期、高温期和中温期，过程控制参数为通风、温度、含水率、碳氮比和外观。如果没有通风设备，采用人工翻堆方式降温、通气。有自动通风装置，自动通风装置设置温度范围为55 70，极限温度为70，从堆肥温度达到70开始通风，低于55 时停止通风。在一次发酵过程中，堆体保持55的高温时间不少于7天，而且在65 70 的高温期持续3天以上。物料含水率在50 %60 %，物料碳氮比为2035。当堆体体积下降到原来的一半左右。堆体内物料全部萎蔫、变软，呈淡黄色或黄绿色，堆体中菌丝明显，物料有臭味。二次发酵过程的堆体温度开始降低，夏季堆体温度在30 50 ，冬季堆体温度在20 35 。物料含水率为50 %55 %，

45、堆肥结束后晾晒，堆肥含水率30%，物料碳氮比为25，物料颜色从灰黑色变为黑褐色，堆体体积变化不大；物料气味从微臭到无臭味。堆肥无害化指标。蔬菜残体堆肥无害化指标满足有机肥料标准（NY 525）中的重金属、卫生学含量指标。（3）建立了设施蔬菜有机物料减量精施技术体系针对黄淮海区域设施蔬菜有机物料与化肥过量施用、菜田土壤养分积累及质量退化等问题，采用以氮、磷量推荐有机肥用量的新方法，氮肥追施量依据蔬菜不同生育期氮素供应目标值和土壤无机氮残留确定，磷钾肥推荐方法为恒量监控，依据蔬菜磷、钾带走量和土壤速效磷、钾水平推荐磷钾带走量的倍数为有机肥和化肥磷、钾施肥总量。建立了有机肥氮、磷推荐指标，提出有机肥

46、氮、磷推荐量，确定了有机肥氮与化肥氮推荐比例，形成了一年两季设施番茄膜下滴灌条件下有机物料减量精施技术体系。在中等偏高肥力土壤上，以磷推荐施70kgPha-1yr-1有机肥，每季追施氮肥212kgNha-1，以氮推荐施170kgNha-1yr-1有机肥，每季追施氮肥113kgNha-1；在中等肥力土壤上，每季底施有机肥200kgNha-1，秋冬茬追施130kgNha-1，冬春茬追施200kgha-1。9季番茄试验结果（表5），M170N、MP70较传统M600N，分别增产4.0%和2.7%，M170N减少总氮施用60.3%（表5），MP70减少总磷施用82.4%，土壤硝态氮、速效磷含量和土壤电

47、导率均显著降低（表6），氮素表观平衡下降，磷肥偏生产力提高，番茄Vc分别提高6.3%、7.2%，可溶性糖分别提高13.9%、3.7%。该技术促进了氮磷钾肥高效利用，降低了土壤养分积累和次生盐渍化。该技术体系有效的解决了由于畜禽粪便有机肥和化肥过量施用，而导致地菜田土壤养分积累、次生盐渍化严重的问题。通过5年9季的设施番茄试验，研究明确了以氮磷推荐有机肥的有机无机调控模式在设施番茄模式上的农学效果和环境效应。表5有机物料减量与化肥精施对设施番茄体系氮素平衡的影响（kg N/hm2）处理有机肥氮化肥氮试验前土壤硝态氮收获后土壤硝态氮氮素吸收量N氮输入aN氮输出bN氮素表观平衡c NM0077813

48、8174611916785132M70P145637138279696920975-55M170N240338138227649716876-160M400N6004151383517041153105598M600N9002371384697401275120966a 氮素输入=有机肥氮+化肥氮+试验前根层土壤硝态氮；b氮输出=三季拉秧后根层土壤硝态氮+氮素吸收量；c氮素表观平衡=氮输入-氮输出。d PFP 为有机肥和化肥总氮素投入条件下，单位施氮量的番茄产量（kg/kg N）。表6 有机物料减量与化肥精施对9季收获后土壤养分和电导率的影响处理硝态氮 kg/hm2有效磷 mg/kg速效钾mg

49、/kg电导率S/cmM0257.04186.31781030M70P225.27174.0200463M170N429.69188.2214518M400N363.38224.3234721M600N696.63246.22607493、研发了“农-菌-牧”循环模式中秸秆栽培食用菌病害防控、秸秆菌渣发酵床、秸秆菌渣堆肥再利用等关键接口技术体系（1）研发了秸秆栽培食用菌病害安全防控技术针对食用菌秸秆培养料极易发生霉菌污染和菇病危害，可选用的高效安全药剂较少，防治方法单一等问题。通过病菇活体分离、回接致病验证、再侵染纯培养和病原菌核糖体DNA-ITS区碱基序列分析比对，明确鸡腿菇黑斑病致病菌与菌生

50、轮枝霉喜热变种的ITS序列同源性为99%，首次发现鸡腿菇黑斑病病原菌变种（Verticillium fungicola var. aleophilum）。探明了秸秆栽培食用菌杂菌污染控制的关键环节和病害预防的有效途径，建立了秸秆培养料供氧发酵、环境和覆土消毒处理及专用药物控制的食用菌病害安全防控技术体系。筛选出的秸秆发酵促进剂，使平菇、鸡腿菇菌袋霉菌污染率从10.0%下降到3.0%以下；土壤消毒防病剂（氰胺化钙水溶剂），使双孢菇褐腐病发病率最低，增产19.8%；工厂化菇房预防消毒剂（二氯异氰尿酸钠）及配套操作方案，使金针菇菌袋杂菌污染率从5.6%降到0.2%以下，子实体病害控制到零发生；专用控

51、病药剂（咪鲜胺锰盐）对平菇侵染性病害平均防治效果达83.6%。（2）发明了秸秆菌渣发酵床及制作技术秸秆栽培完食用菌后剩余的废弃物称为秸秆菌渣，其营养物质丰富，透气性好，可替代木屑制作畜禽养殖发酵床，便于发酵床中微生物活动。利用食用菌的下脚料菌渣替代锯末制作发酵床，不但可以降低垫料成本，促进农副产品的资源利用，而且更加有效地促进菌牧循环。以秸秆菌渣、稻壳为发酵床主要制作原料的菌渣发酵床（图4）。以秸秆菌渣添加量占发酵床垫料体积的2/3，完全替代了传统木屑，与传统发酵床相比，垫料成本大幅降低。秸秆菌渣丰富的养分和垫料表层加猪粪尿水，促进了处于芽孢状态的发酵床菌种的萌生和繁殖，降低了生猪拱食发酵床垫

52、料时颗粒物对呼吸道的刺激，秸秆菌渣垫料发酵床的猪日增重较传统发酵床增加2.9%16.4%，料肉比显著降低，血清皮质醇、热应激蛋白70含量极显著下降，血清生长激素、免疫球蛋白、总抗氧化能力上升；冬季秸秆菌渣垫料温度较传统发酵床升高3.75.4，末期垫料中氨气、硫化氢、3-甲基吲哚浓度分别降低40.7%、34.8%和66.7%，枯草芽孢杆菌含量增加13.3%，对提高生猪的生产性能和对环境的减排效果显著。从养猪垫料分离的14种发酵床菌株中，筛选出对猪粪除臭效果显著的秸秆菌渣发酵床专用功能芽孢杆菌优势菌株3株，其过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶的最高活力分别达到9.70 u ml-1、0.25 u ml-1、

53、11.74 u ml-1，利用猪粪生长优势强，菌体浓度最高达到6107 CFU，且耐热性较强，70保持24 h对菌株活性无影响，在发酵床发酵前期，温度升至50之前，菌株都能正常生长繁殖。3株优势菌株组合用于秸秆菌渣发酵床制作（图5），消纳分解粪污能力强，抗逆性强，接种养猪的秸秆菌渣垫料24 d，发酵床无臭味。发酵床菌种制剂优选为干粉制剂，其芽孢杆菌活菌含量在107个g-1以上。1.发酵池，2.斜坡面，3.支撑物，4.发酵池网垫，5.发酵床垫料，6.发酵池底，7.沟槽图4地下式发酵床的结构示意图图5 发酵床中所筛优势细菌16S rDNA的同源性比较（3）研发了菌渣堆肥技术为了促进发酵床废弃垫料的

54、循环利用，研发了菌渣垫料条垛式高效堆肥处理技术。将秸秆菌渣垫料与发酵菌剂混合均匀，调节水分含量55%左右，添加作物秸秆调节C/N为2030，pH调至7.08.5。条垛式建堆，堆宽2.0m，高1.0 m，长度不限。堆体顶面间隔50cm垂直到底均匀打制通气孔，孔径约3cm，也可向堆中插入带孔的通风管或借助高压风机强制通风供氧。好氧堆肥一级发酵过程，含水量控制在50%60%之间，堆体内物料的温度在5060，46天翻堆一次，堆体50以上的温度需保持715天。二级发酵过程，堆体温度控制在50以下，含水量控制在40%50%之间，710天翻堆一次，发酵周期为1020天。全程发酵周期3545d，堆肥成品总养分

55、为5.48%，C/N为15.5，有机质为68.8%，pH值8.2，重金属含量显著低于国家有机肥标准要求。底施秸秆菌渣垫料堆肥750015000kg ha-1，较单施化肥番茄增产3.7%7.7%，增收4.1%7.1%，减少化肥施入6.3%。表7 菌渣垫料和菌渣垫料堆肥的养分含量项目全氮(% )全磷(%)全钾(% )总养分(% )有机质(% )C/NpH评价标准/5 45/5.58.5养猪前菌渣垫料1.441.020.492.9593.4225.097.81养猪后菌渣垫料1.991.860.684.5383.5216.237.94菌渣垫料堆肥1.721.990.774.4868.7815.468.

56、20表8 菌渣垫料和菌渣垫料堆肥的重金属含量项目砷As ( mg/kg)镉Cd( mg/kg)铅Pb( mg/kg)铬Cr( mg/kg)汞Hg( mg/kg)评价标准153501502养猪前菌渣垫料0.130.0102.910.60.004养猪后废弃垫料2.860.0169.118.20.014菌渣垫料堆肥3.670.01811.227.00.0164、优化重构了秸秆原位还田、农菜牧、农菌牧多级循环利用技术模式（1）构建了秸秆原位还田循环利用技术模式与规程基于小麦玉米一年两熟秸秆原位还田，以增汇减排、化肥减量、稳产增效为目标，包括秸秆原位还田条件下高效耕作技术、秸秆原位还田土壤碳库增持技术、

57、小麦、玉米专用肥研制与施用关键技术、秸秆全量还田减量施肥技术，小麦玉米秸秆全量还田病虫草害治理技术等关键接口技术，构建了高产粮田秸秆还田“增汇减排、化肥减量、稳产增效”循环技术模式（图6），形成了高产粮田秸秆全量还田小麦、玉米一年两熟施肥、耕作、播种、病虫草害治理生产技术体系和规程。高产粮田秸秆原位还田“增汇减排、化肥减量、稳产增效”循环技术模式解决了生产中秸秆全量还田的土壤碳库损耗，减少了氮肥用量，为小麦玉米生产提供了专用肥料，提出了病虫草害治理办法，为黄淮海地区小麦-玉米轮作增汇减排、化肥减量和稳产增效提供了全方位技术支撑。高产粮田秸秆还田“增汇减排、化肥减量、稳产增效”循环技术模式适宜黄

58、淮海平原小麦玉米一年两熟的高产区，能够显著提高小麦玉米周年生产力。该技术模式推广应用3年来，多地区多点示范测产结果表明：在全量秸秆还田条件下，该技术模式小麦产量比当地农民习惯模式增产9.212.6%，每公顷纯经济效益增加970.51330.6元；玉米产量比当地农民习惯模式增产相比，增产10.819.1%，每公顷纯经济效益每亩增加1003.4-1769.1元。同时小麦玉米周年减少化肥投入分别为N 196.3kg/ha、P2O5 268.6kg/ha、增施K2O 183.1kg/ha，每公顷减少化学肥料投入合计925.3元。每公顷深松增加农机耕作成本450元。免耕和深松配合秸秆原位还田可有效提高土

59、壤碳库容量和周年碳累积速率，连续实行两种耕作方式配合秸秆还田10年，每公顷土壤碳库可新增碳量13.37和9.59 t C。该技术模式经过示范推广应用，在生产和生态上均取得了良好的经济效益和生态效益。图6 秸秆原位还田“增汇减排、化肥减量、稳产增效“循环利用模式（2）构建了农-菜-牧废弃物高效循环利用技术模式与规程以设施蔬菜有机物料减量化肥精施、粮蔬秸秆与畜禽粪便联合堆肥为关键技术，构建了设施蔬菜有机减量无机精施、联合堆肥循环链条，集成创立了农菜牧废弃物高效循环利用模式（图7）。农菜牧废弃物高效循环利用模式，通过设施蔬菜有机无机减量精施关键接口技术可使设施菜田减氮减磷，降低土壤养分积累、盐渍化，

60、以磷推荐有机肥70 kgPha-1yr-1，和氮推荐有机肥170 kgNha-1yr-1的总氮素投入比传统分别减量50%、60.3%，氮肥偏生产力是传统的2.61、2.50倍，氮素表观平衡显著降低；以磷推荐有机肥70 kgPha-1yr-1，和氮推荐有机肥170 kgNha-1yr-1的总磷素投入比传统分别减量82.4%、71.7%，磷肥偏生产力是传统的5.8、3.7倍，磷素亏缺，土壤磷素积累显著降低8.3%、22.1%。 经示范应用，番茄增产7.8%-19.1%，节肥33.3%-66.7%，节水20%-25%，平均每亩节支增收3351元。蔬菜秸秆联合堆肥结束时，物料含水率40-50%，C/N