《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》编制说明

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《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》地方标准

编制说明

一、工作简况

(一)任务来源

根据四川省市场监督管理局2022年6月23日发出的《四川省市场监督

管理局关于下达2022年度地方标准制修订项目立项计划（第三批）的通知》

（川市监函〔2022〕357号），批准由泸州老窖股份有限公司牵头起草地方标

准《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》。

(二)制定背景

生物炭质地松软，密度轻，疏松多孔，不仅能为土壤提供优良的有机碳源，还具有防止土壤板结，提高土壤的孔隙率，还可增加其保水保肥能力，同时生物炭的弱碱性特点可以防止土壤酸化，生物炭作为土壤改良剂在农业生产实践中被广泛应用。基于生物炭含碳量高，孔隙结构发达，具有较多的化学官能团及较大的比表面积，可以吸附和负载肥料的养分，从而延缓肥料养分在土壤中的释放速度和降低氮淋溶的风险。因此，将生物炭与无机肥料混合制成炭基复混肥，不仅可以消除生物质炭自身养分不足的缺陷，同时也赋予了肥料缓释的功能，并具有改良土壤和提高肥效的作用，可针对性解决泸州农田土壤板结酸

化问题。

炭基复混肥以秸秆、酒糟等生物炭做基质，并添加无机营养元素成分生产成新型复混肥料，具有调节地温、节水增产、固化钝化土壤重金属活性、增加

地力、改善土壤结构、克服连作障碍、肥效长久、利于环保等优点。研究发现，

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施用炭基复混肥，小麦和玉米等作物产量具有显著提高。在高肥水稻田，施用生物炭作为土壤改良剂，可提高产量8-12%，并节约氮肥30%-50%，农业减排明显。同时，生物黑炭还可有效防病，修复了土壤生态系统健康，改善土壤有益生物栖息环境，抑制病原生物生长，对高粱根腐类病害等具有良好的预防效果，

可减少农药使用量。

(三)起草过程

1、成立标准制定工作组

标准制定计划下达后，2022年11月8日在四川省泸州市龙马潭区召开了地方标准《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》第一次起草工作会。参加单位包括泸州老窖股份有限公司、西南大学、四川大学、四川省农科院水稻高粱研究所、泸州品创科技有限公司、泸州老窖酿酒有限责任公司、泸州红高粱现代农业开发有限公司等。会议成立了由泸州老窖股份有限公司、西南大学、四川大学、四川省农科院水稻高粱研究所、泸州品创科技有限公司、泸州老窖酿酒有限责任公司、泸州红高粱现代农业开发有限公司等单位参加的标准起草工作

组，确定了编制工作计划、任务分工等。

2、确立工作计划和标准制定原则

按工作任务要求，工作组进行了任务分解，制定了标准起草工作计划和任

务分工。

为保证标准的先进性和适用性，在起草工作组充分讨论和研究的基础上，

标准起草工作组确定了指标的选择与确定的以下原则：

（1）以实验数据为依据确定技术指标；

（2）技术水平与生产实际相结合；

（3）优先体现质量引导和规范作用兼顾可操作性。

（4）与现行的标准和法规接轨。

3

3、形成标准草案

标准起草工作组首先收集、翻译和整理了国内外有关研究进展和先进国家的相关标准、法规等文献资料，掌握了有关标准的现状；并对我国现有生物炭炭基肥料的相关的标准当中的术语、分级方法和分级指标、质量指标等技术内容进行了归纳和总结，为标准文本的编制奠定理论基础。在《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》地方标准第一次起草工作会上的基础上，起草工作组相关单位共同讨论起草形成了《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》标准的技术框

架和主要内容，初步形成了《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》标准草案。

4、开展生物炭基肥料的生产工艺技术研究及其产品质量的检测及验证

2019年至2022年期间，项目依托由泸州老窖股份有限公司牵头实施的国家科技部“十三五”重点研发计划重点专项“酿酒废弃物热化学能源化与资源化耦合利用技术”项目，开展了酒糟生物炭基肥料的生产工艺技术研究，并对产品质量的检测及验证。3年时间，开展了大量关于酒糟生物炭基肥料生产技术及其耦合高粱、小麦以及油菜进行绿色种植试验，为本标准的顺利实施提供

了强大的技术支撑。

同时，赴四川多家中大型酒企进行产业实地调研，与地方政府相关部分、生产企业、销售机构、管理部门专家领导进行了深入的座谈和交流，获取了主要产地大量相关数据和信息。经查阅大量学术文献，制定了科学严谨的质量指

标检测、评价实验方案和任务分工。

5、形成标准讨论稿和编制说明

2023年4月11日、6月15日起草工作组组织相关单位和专家，在泸州市召开了第二次、地三次标准起草工作会。参加单位包括泸州老窖股份有限公司、西南大学、四川大学、四川省农科院水稻高粱研究所、四川省食品发酵工业研

究设计院、泸州品创科技有限公司、泸州老窖酿酒有限责任公司、泸州红高粱

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现代农业开发有限公司等。

与会代表对《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》标准草案中的英文名称、范围、术语和定义、基本要求、工艺流程图、工艺参数等章条提出了详细的意见，会后根据修改意见形成了《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》标准讨论

稿及其编制说明。

6、形成标准征求意见稿和编制说明

在前期工作的基础上，起草工作组组织相关单位和专家于2023来年7月15日在四川泸州召开了第四次标准起草工作内部会。与会成员介绍和分析了各自负责的技术工作情况，依据检测结果进一步改进了具体的分级指标和参数设置，经过大家认真逐句讨论《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》标准讨论稿后，根据讨论结论修改形成了《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》标准的征求意见稿及标准编制说明。会议同时讨论了下一阶段征求意见的单位和专家名

单。

7、征求意见并形成标准送审稿和编制说明

2022年4月1日—2023年7月20日，起草工作组根据讨论的专家和单位名单，分别作为主持单位向相关的行业主管部门、科研机构、检测部门和企业等20个单位和专家发出了标准征求意见稿，向相关单位和专家公开征求标准修改意见。截止到2023年7月20日，共收集到西南大学、四川大学、四川省农科院水稻高粱研究所、四川省食品发酵工业研究设计院、泸州品创科技有限公司、泸州老窖酿酒有限责任公司、泸州红高粱现代农业开发有限公司等10家研究机构、检测机构、管理部门、生产企业、销售企业、行业协会等单位提出的反馈意见28条。起草工作组对提出的意见经过反复研究、讨论和处理后，修改形成了《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》送审稿及编制说明。具体意

见汇总和处理表见《酒糟生物炭基复混肥生产技术规程》地方标准征求意见汇

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总处理表。

(四)起草单位及人员分工

序号

姓名

单位

任务分工

1

邓波

泸州老窖股份有限公司

组织管理、标准总体设计

2

敖宗华

泸州老窖股份有限公司

统筹协调、技术指导

3

王辛龙

四川大学

生物炭基肥料生产技术指导

4

李令

泸州老窖股份有限公司

标准起草、意见收集整理

5

杨红军

西南大学

标准制定、生产技术指导

6

唐玉明

四川省农业科学院水稻高粱研究所

标准制定、生产技术指导

7

王超凯

四川省食品发酵工业研究设计院

生物炭基肥料种植试验

8

黄建国

西南大学

标准制定、生产技术指导

9

刘大军

西南大学

生物炭基肥料种植试验

10

任剑波

泸州老窖股份有限公司

组织协调、意见收集整理

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张庆良

泸州红高粱现代农业开发有限公司

种植试验管理及验证

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尹大宽

泸州红高粱现代农业开发有限公司

生物炭基肥料种植试验

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刘茂柯

四川省农业科学院水稻高粱研究所

标准制定、生产技术指导

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李哲

泸州品创科技有限公司

生物炭基肥料种植试验

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王小勤

泸州红高粱现代农业开发有限公司

生物炭基肥料种植试验

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二、标准编制原则

本标准的编制工作遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则，本着充分体现先进性、科学性、合理性和适用作性，按照GB/T1.1-2020

给出的规则编写。

1.先进性原则

本标准的编制遵循先进性原则，结合国内国际生物炭基肥料实际应用情

况、技术水平和行业发展及社会需求而制定，整体水平达国内领先水平。

2.科学性原则

本标准的编制遵循科学性原则。在对生物炭基肥料相关标准做了充分的调研和分析基础上，参照了国内和国际相关最新标准，且对部分内容的验证进行分析。项目组前期通过生物炭基复混肥的实验室研究，盆栽实验及部分作物的田间实验研究，分析生物炭基复混肥在改土、供肥、保肥的作用。结果发现，生物炭基复混肥可满足农作物种植中，培肥土壤和供给作物营养的双重需求，

生物炭基复混肥的产品应用效果显著。

3.合理性原则

本标准中有关生物炭基肥料技术要求指标的确定，在分析、引用和验证其它相关标准指标的同时，还充分考虑了目前现有的生物炭基肥料实际情况、实

际技术能力。

4.适用性原则

本标准的编制遵循适用性原则，内容便于实施，标准的制定充分考虑了生物炭基肥料的实际情况，在编制工作中充分征求了四川省多家白酒、肥料以及

农业种植等相关企业及政府管理部门的意见，确保标准要求可以有效适用于我

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省行业与市场现状及发展需要。四川省既是中国白酒生产和消费大省，也是农业发展大省。通过利用酿酒行业废弃物酒糟生产生物质炭，并与无机肥料混合生产炭基复混肥，不仅可以实现酒糟的减量化和资源化利用，还可促进四川地

区生物炭复混肥生产行业以及现代化农业的发展。

三、主要内容及确定依据

标准编写主要内容包括酒糟生物炭基复混肥生产所需的原辅料及相关设

施设备，生产工艺操作流程以及结果的判定，适用于白酒酒糟生物炭基复混肥

的生产。标准的起草和制定过程主要包括以下实验：

3.1酒糟生物炭对高粱种植以及土壤理化和生物性质的影响

利用废弃资源生产生物炭并适用于土壤，是增加土壤炭截留，应对全球气候变化措施之一，其农业效益引人关注。有研究表明，生物炭因其微观多孔结构而具有较大比表面积，吸附能力强可有效增加土壤的保水保肥能力，为土壤微生物提供良好的栖息场所。此外生物炭本身也含有相当数量的有机质和矿质养分，在改良土壤中有巨大的研究潜力。如生物炭有助于截留土壤氮素，减少其流失，对NH4+和NO3－有较强的吸附作用；在石灰性土壤中添加生物炭可以显著增加土壤的速效磷，水溶性磷和全磷含量。因此，可将酿酒废弃物酒糟菌泥等经过高温无氧热解生产生物炭，并结合室内培养试验进一步探究其在还田利用后的农业效应。本试验将酿酒废弃物生产的酒糟复混肥结合生物炭进行混施，对比探究生物炭和有机肥的农田效应，并通过室内土壤培养试验研究生物

炭对土壤的培肥作用。

室内培养试验：生物炭最佳用量在1%-2%范围，考虑到不同施用量可能存

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在差异，共设置5个不同用量生物炭的处理，分别是CK（0）、10、20、30、50（g/kg），每个处理重复8次。按试验处理，将不同用量的活性炭分别加入土壤，混合均匀，装入塑料培养瓶中，再加去离子水至田间最大持水量的60%，用透气膜封口，随机放置于恒温培养箱（暗培养）中，适时用称重法补充维持土壤水分。培养周期120天，分别于培养后0、10、20、40、60、90、120d取

样测定相关项目。

图3.1不同时期不同生物炭添加量土壤微生物碳氮含量

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室内培养试验目前已取3次样品进行测定分别为第0、10和20天。与CK相比，添加生物炭的处理均显著增加了土壤的微生物碳和氮的含量，且随培养时间呈逐渐增加的趋势。其中，添加量为20g/kg和50g/kg的生物炭对于提高土壤微生物氮含量的效果最为显著，在20d时，与对照（1.93mg·kg-1）分别提高了334%和300%；添加20g/kg的生物炭与其余生物炭处理相比，显著增加了土壤的微生物碳含量（0、10及20d），10d和20d时，分别提高了69.72%、

75.88%、169.3%和72.42%、56.56%、59.04%（与10、30和50g/kg相比）。

从土壤微生物碳氮结果来看，添加生物炭可以增加土壤微生物碳氮量，提高微生物在土壤中的活性，可能与生物炭疏松多孔，比表面积大的特性有关，

为微生物的生长繁殖提供了良好的场所，微生物数量增加，活性提高。

3.2生物炭基复混肥耦合油菜和高粱绿色种植技术研究及应用

供试肥料：生物炭基复混肥；

供试油菜品种：恒禾油998，于当地农资店购买；

供试高粱品种：“国窖红1号”高粱，由泸州老窖股份有限公司提供。

大田试验：于2021年-2022年在四川省泸州市黄舣镇进行高粱种植，供试土壤为当地典型、代表性的微碱性黄壤。试验设置（1）对照（CK，不施肥），

（2）单施化肥（CF），（3）生物炭基复混肥（CF+C）。

由表3.1可知，与不施肥（CK）相比，施肥处理均提高了土壤全量养分、速效养分及有机质含量，相对于其他施肥处理来说，施加生物炭的处理显著增加了有机质含量，全量养分间基本无显著性变化，化肥和生物炭配施（CF+C）

处理显著增加了有效磷含量。

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与不施肥（CK）相比，施肥处理均提高了土壤酶活性；与其他施肥处理相比，生物炭基复混肥配施（CF+C）处理显著增加了蔗糖酶活性，而土壤脱氢酶

活性则无显著提高。

表3.1不同处理土壤有机质及养分含量

处理

碱解氮

（mg·kg-1）

有效磷

（mg·kg-1）

有效钾

（mg·kg-1）

全氮

（g·kg-1）

全磷

（g·kg-1）

全钾

（g·kg-1）

有机质

(g·kg-1)

CK

32.65c

14.11c

73.75cd

0.58b

0.60c

19.38a

9.58c

CF

38.65c

25.38b

70.04d

0.64b

0.62c

19.70a

8.70c

CF+C

49.18b

35.31a

83.46abc

0.94a

0.86b

19.93a

16.01a

CK：不施肥，CF：化肥，CF+C：生物炭基复混肥。不同小写字母者

表示在5%水平上差异显著。

（1）不同处理对油菜产量的影响

由图3.2可见，与不施肥处理相比，施用生物炭基复混肥配施（CF+C）产量最高（达2883.11kg·hm-2），与CK相比提高了84.81%，且显著高于单施化

肥（CF）处理。

由图3.3可知，生物炭基复混肥施肥处理油菜单株平均产量最高，相对于

单施化肥，提高了15.76%。

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图3.2不同施肥处理的油菜产量

CK：不施肥，CF：化肥，CF+C：生物炭基复混肥。

不同小写字母者表示在5%水平上差异显著，下同。

图3.3不同施肥处理的油菜单株平均产量

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在高粱成熟期，与单施化肥相比，生物炭基复混肥处理的高粱根际土的微生物量碳氮无显著差异；在生物炭基复混肥+AM真菌和生物炭基复混肥+撕裂蜡孔菌处理中，高粱根际土的微生物碳氮量较生物炭基复混肥处理显著增加(表

3)。

表3.2高粱生物量和产量（kghm-2）

处理

生物量

产量

增产率%

CK

3835.0±690.60b

584.88±80.91b

CF+C

3978.0±477.15b

607.56±90.65b

3.877719

CF

3853.0±490.59b

593.64±29.39b

1.497743

CF+C+AM

5567.6±295.84a

930.12±100.92a

59.02749

CF+C+CLA

5313.7±229.20a

860.28±83.38a

47.08658

在不施肥与单施肥化肥的处理中，高粱产量和生物量无显著差异；在生物

炭基复混肥的处理中，高粱产量与生物量均高于单施化肥；3.2）。

在生物炭基复混肥处理中，高粱生长、产量及各生理生指标与单施化肥

处理相比有所增加；在施用AM真菌和撕裂蜡孔菌剂的处理中，高粱生长、

产量及各生理生指标显著高于单施化肥。

四、试验验证的分析、综述报告

优质白酒产业是四川省的传统优势产业，四川省白酒产量和主营业务收入

常年位居全国第一。2022年,四川省的酿酒产量达到了367万千升，白酒产量、

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营收在全国占比分别达到51.9%、52.0%。再度实现营收、产能的双增长，规模优势依然明显。在白酒产业快速发展的同时，白酒全产业酿酒废弃物达到1000万吨以上。酿酒废弃物有机酸酯残留量大、酸度高、易霉变、水分高，易对土

壤、水系和空气造成污染，且资源化利用程度低，制约了酿酒行业的良性发展。

同时，白酒酿造所需的高粱，由于连年高粱作物连作，导致土壤有机质降低，养分生物有效性低，长期大量施用化肥导致土壤酸化，pH下降，土壤理化、生物学性质改变，急需对当地农田土壤进行改良。生物炭具有质地松软，密度轻，疏松多孔，不仅能为土壤提供优良的有机碳源，还具有防止土壤板结，提高土壤的孔隙率，还可增加其保水保肥能力，同时生物炭的弱碱性特点可以防止土壤酸化，生物炭作为土壤改良剂在农业生产实践中被广泛应用。施用生物炭虽然可增加土壤有机碳，改善土壤的理化生物学性质，提高土壤有益微生物活性，但生物炭中养分如氮、磷、钾等含量较低，供给作物养分有限，单独使用难以满足农作物整个生长期对养分的需求。基于生物炭含碳量高，孔隙结构发达，具有较多的化学官能团及较大的比表面积，可以吸附和负载化学肥料的养分元素，从而延缓肥料在土壤中的释放速度和降低氮淋溶的风险。因此，将生物炭与无机肥料混合制成炭基复混肥，是利用现代热裂解先进技术生产的生物质炭，加以多种活性物质配方而生产的新型多效有机无机复混肥料。碳基复混肥融合了有机施肥的创新理念，溶生物质精髓于碳基，载养分于纳米，从而形成颗粒态矿物质-有机质-养分多介质材料，具有固碳保肥、用养并蓄的功效。不仅可以消除生物质炭自身养分不足的缺陷，同时也赋予了肥料缓释的功能，

并具有改良土壤和提高肥效的作用。

酒糟炭基复混肥以酒糟质生物炭做基质，并添加无机营养元素成分生产成新型复混肥料，具有调节地温、节水增产、固化钝化土壤重金属活性、增加地

力、改善土壤结构、克服连作障碍、肥效长久、利于环保等优点。研究发现，

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每亩地施用20公斤炭基复混肥，小麦可增产10%左右，玉米可增产12%左右。在高肥水稻田，施用生物炭作为土壤改良剂10-40吨/公顷，可提高产量8-12%，并节约水稻氮肥30-50%，农业减排明显。同时，生物黑炭还可有效防病增产，修复土壤生态系统，改善土壤有益生物栖息环境，也可抑制病原生物生长，对

高粱根腐类病害等具有良好的预防效果，可减少农药得使用量。

目前，国内有多家肥料生产企业开展炭基复混肥的研发与生产，但目前可遵循的标准仅有农业部炭基肥料标准（NY/T3041-2016），其技术指标也比较宽泛。因此，各个企业生产的炭基肥料所采用的炭基原料以及添加的生物质炭基质量和比例较为多样，比如，有的企业生产的肥料炭基添加量为20%，而有的则添加10%，甚至有的为自制的农家土肥、生物炭基与复合肥混合而成，质量

参差不齐，价格也比较混乱。

泸州老窖股份有限公司2019年白酒产量达196.8万千升，产生酒糟达470多万吨，亟待无害化处理与资源化利用。2019年科技部下达了“固废资源化”

重点研发计划重点专项“酿酒废弃物热化学能源化与资源化耦合利用技术”，

其产物为酒糟生物炭并列入2020年泸州市人民政府工作报告新兴产业发展的成果之一。目前，公司已成为利用酒糟生产生物炭技术研发和生产领域的技术先锋，项目进展顺利，已建立酒糟生产生物炭中试生产线一条，这为酒糟生物炭的制备提供了技术支撑。同时，田间小区试验表明，生物炭和无机肥料配合施用可显著提高油菜和高粱的产量，增产超过9%，并对土壤生物性状具有明显

的改善作用。

因此，公司着眼于泸州市酿酒行业固体废弃物酒糟，研发生产生物质炭及炭基复混肥，并制定炭基复混肥料生产技术规程，这不仅可实现酒糟的资源化

利用，满足地方经济和农业生产需求，还可规范我省炭基复混肥生产行业标准，

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促进我省炭基肥料行业的健康发展。

五、与有关标准的关系

与本