電集團(tuán)有限公司，職務(wù)：國(guó)能生物生態(tài)修復(fù)（灰渣利用）中

心工作組組長(zhǎng)。學(xué)歷：大學(xué)本科。

主要工作經(jīng)歷：

1997年7月-1999年12月先后任山東運(yùn)通農(nóng)業(yè)中心銷售

經(jīng)理、山東壽光一立農(nóng)業(yè)公司副總經(jīng)理；

8

2000年1月-2006年4月任山東魯能工程公司綜合干事；

2006年5月至今就職于國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司，先

后任國(guó)能集團(tuán)燃料價(jià)格及市場(chǎng)管理，新疆分公司燃料部副經(jīng)

理，惠民發(fā)電公司副總經(jīng)理、國(guó)能華東分部綜合部主任（兼

任國(guó)能生物公司生態(tài)修復(fù)（灰渣利用）中心工作組組長(zhǎng)）。

2016年至2020年兼任國(guó)際泥炭工業(yè)協(xié)會(huì)中國(guó)國(guó)家委員

會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)，參與泥炭機(jī)制團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)申請(qǐng)、制定。

獲得獎(jiǎng)項(xiàng)情況：

2016年至2020年兼任國(guó)際泥炭工業(yè)協(xié)會(huì)中國(guó)國(guó)家委員

會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)，參與泥炭基質(zhì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)申請(qǐng)、制定。

2016年11月榮獲山東省濰坊市農(nóng)業(yè)科技先進(jìn)工作者。

三、標(biāo)準(zhǔn)編制的工作基礎(chǔ)

標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)主要內(nèi)容包括生物質(zhì)灰渣基沙化土壤改良劑

生產(chǎn)所需的原輔料及相關(guān)設(shè)施、設(shè)備，生產(chǎn)工藝操作流程及

結(jié)果的判定，適用于生物質(zhì)電廠生物質(zhì)灰渣基沙化土壤改良

劑的生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)起草和制定過(guò)程主要包括以下試驗(yàn)：

（一）生物質(zhì)灰渣理化特性研究

1.不同原料來(lái)源生物質(zhì)灰渣性質(zhì)研究

生物質(zhì)種類廣泛，不同生物質(zhì)燃燒所得生物質(zhì)灰渣的特

性有所差別，針對(duì)不同來(lái)源和特定燃燒工藝形成的生物質(zhì)灰

渣具有特殊的理化性質(zhì)研究較多，主要檢測(cè)手段為XRF（X

射線熒光光譜分析）法，檢測(cè)秸稈灰的礦物質(zhì)組分，匯總了

9

12種常見(jiàn)生物質(zhì)資源在450℃、600℃、815℃和1000℃灰化

溫度下的化學(xué)組成。

表3.112種生物質(zhì)灰渣在不同灰化濃度下的灰分化學(xué)組成（%）

灰化

種類溫度灰分Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3K2OCaOFe2O3Cl

（℃）

45011.10.42.21.636.34.33.729.46.10.815

玉米6009.30.73.61.8415.83.725.16.50.611.2

秸稈8158.80.63.72.845.28.54.621.49.60.92

10006.70.62.4245.84.39.217.714.70.82.3

45014.61.13.51.142.83.17.919.580.510.9

60012.712.30.9522.56.517.87.70.87.1

稻草

815110.93.91.651.35.110.313.59.60.81.3

100010.90.43.6257.14.17.212101.10.8

45014.10.70.81.362.51.42.717.62.80.49.4

60012.91.111.553.82.83.721.34.20.610.1

麥秸

81512.110.71.466.22.74.515.34.10.73.4

10009.31.51.41.767.23.24.812.95.50.80.8

4502.90.83.45.438.25.75.810.526.12.90.6

6002.60.74.16.926.875.58.234.83.81.5

楊樹(shù)

8152.20.75.25.129.298.79.227.431.1

100020.83.47.129.66.5105.732.33.10.6

6002.92.46.45.818.27.19.517.126.13.82.8

棉桿

81522.17.75.519.67.68.714.429.24.10.5

油菜6007.71.10.40.24.12.721.235.425.70.78.2

秸稈8156.20.91.51.23.32.325.232.425.20.76.9

6001.712.85.66.516.52.47.67.824.94.68.8

松木

8151.412.67.75.519.62.710.35.526.63.34.9

6000.9/4.5/19.25.38.249.263.11.1

竹子

8150.8/4.7/25.66.47.243.75.820.8

花生600/0.995.463.1324.25.699.618.619.75.183.3

殼815/0.826.277.2627.83.728.415.520.38.480.09

60018.20.390.550.3694.7/0.091.860.750.860.18

稻殼

81518.20.120.430.295.9/0.071.720.770.350.03

煙草60017.30.45.9/0.14.1821.231.40.128.2

莖81512.70.980.90.53.711.42340.90.19.9

玉米6009.517.295.182.6825.6/4.6329.76.650.9613.3

芯8157.946.436.742.5625.9/7.7923.36.320.7910.9

總結(jié)了12種生物質(zhì)灰的理化特性，各種生物質(zhì)灰渣主

10

要由SiO2、CaO、K2O、P2O5、NaO2等氧化物組成，不同的

生物質(zhì)灰渣中各種氧化物的含量存在較大差別。

玉米秸稈灰渣

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

灰分Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3K2OCaOFe2O3Cl

450℃600℃815℃1000℃

圖3.1玉米秸稈灰渣化學(xué)組成

稻草灰渣

60

50

40

30

20

10

0

灰分Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3K2OCaOFe2O3Cl

450℃600℃815℃1000℃

圖3.2稻草灰渣化學(xué)組成

11

小麥秸稈灰渣

80

70

60

50

40

30

20

10

0

灰分Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3K2OCaOFe2O3Cl

450℃600℃815℃1000℃

圖3.3小麥秸稈灰渣化學(xué)組成

以玉米秸稈、稻草和小麥秸稈為秸稈類代表，由圖3.1、

3.2及3.3可知，秸稈灰渣種SiO2含量最多，含量比為

36.3%~67.2%，且隨灰化溫度的升高含量逐漸升高；其次為

K2O含量最多，玉米秸稈灰渣匯總最高含量接近30%，含量

隨溫度的升高呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；同時(shí)P2O5的含量也是較多的成

分之一，平均含量在3%~6%左右，其含量和溫度的變化沒(méi)

有明顯的變化趨勢(shì)。

楊樹(shù)木灰渣

40

35

30

25

20

15

10

5

0

灰分Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3K2OCaOFe2O3Cl

600℃815℃

12

圖3.4楊樹(shù)木灰渣化學(xué)組成

松木灰渣

30

25

20

15

10

5

0

灰分Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3K2OCaOFe2O3Cl

600℃815℃

圖3.5松木灰渣化學(xué)組成

以常見(jiàn)的楊樹(shù)木和松木作為木本生物質(zhì)的代表性生物

質(zhì)原料，由圖3.4和3.5可知，木本類生物質(zhì)灰渣中CaO和

SiO2約占60%左右；K2O、P2O5含量約占6%左右；其次鐵、

鎂、鋁等微量元素含量也較為均勻。

2.農(nóng)林生物質(zhì)直燃電廠灰渣資源化技術(shù)分析與展望

農(nóng)林生物質(zhì)灰渣多呈堿性，堿金屬元素含量較高，主要

成分包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、P2O5、

SO3，還含有少量MnO、TiO2、Na2O以及未燃碳和少量有機(jī)

物。

表3.2不同生物質(zhì)灰渣的化學(xué)組成

13

3.生物質(zhì)電廠飛灰用作肥料的可行性評(píng)價(jià)

2家電廠均采用振動(dòng)爐排燃燒方式燃用秸稈和樹(shù)皮等

的混合燃料，飛灰取自布袋除塵器下的灰斗，分別命名為A

和B。

表3.3生物質(zhì)灰中元素浸出率

A、B飛灰中主量元素中K、Na、Ca元素的浸出率均

14

較高，其中K的浸出率則最高，而其他主量元素包括Mg、

P、Si、Al的浸出率都極低（遠(yuǎn)小于1%）。對(duì)于重金屬元

素（Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb），除A飛灰的Cr為1.274%

外，其他浸出率都比較小，遠(yuǎn)小于1%，說(shuō)明這些元素在飛

灰中大多以難溶物質(zhì)的形式存在，可以推測(cè)它們的浸出對(duì)環(huán)

境的影響很小。

K元素易浸出，浸出率分別為65.60%、38.61%，所以

飛灰比較適合作為速效鉀肥。同時(shí)，除A飛灰中Cr的浸出

率為1.274%外，其他有害元素的浸出率遠(yuǎn)小于1%，說(shuō)明當(dāng)

生物質(zhì)飛灰應(yīng)用到農(nóng)林土壤時(shí)只有極少部分重金屬元素可

能進(jìn)入水體，不至于造成污染。

4.生物質(zhì)灰渣資源化利用研究

將生物質(zhì)灰渣中的重金屬含量值與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比，結(jié)果如

表3.4所示。測(cè)定結(jié)果表明：兩種生物質(zhì)灰渣中重金屬含量

均符合國(guó)家規(guī)定，不僅可直接將其施用于農(nóng)田，作為原料

制備復(fù)混肥重金屬含量也不會(huì)超標(biāo)。

表3.4生物質(zhì)灰渣重金屬含量

單位（mg/kg）分離灰淋洗灰

總鎘（Cd），mg/kg2.11.0

總汞（Hg），mg/kg3.72.9

總砷（As），mg/kg--

總鉛（Pb），mg/kg2650

總鉻（Cr），mg/kg3127

廖翠萍等研究表明，鎘、鉻、鉛三種元素在生物質(zhì)灰跡

15

中呈穩(wěn)定性態(tài)存在，隨著浸提液降低，其浸提量沒(méi)有變化，

表明這些金屬的的化合物是酸不可溶的。其原因可能有兩點(diǎn)，

一是它們?cè)诨覞O中的含量極低，二是與它們?cè)诨以械馁x存

形態(tài)有關(guān)。因此，在利用過(guò)程中，生物質(zhì)灰査中的有害重金

屬元素不會(huì)對(duì)土壤及植物造成污染。同時(shí)，兩種生物質(zhì)灰渣

中均未檢測(cè)出砷含量，也與廖翠萍等的研究結(jié)果相符。

通過(guò)以上研究可知生物質(zhì)灰渣中含有多種植物所需營(yíng)

養(yǎng)元素，這些營(yíng)養(yǎng)元素可以明顯改良土壤的理化性質(zhì)。生物

質(zhì)灰渣中所含的灰分、SiO2、CaO等成分，以及本身顆粒微

小、輸送等特性，可以降低土壤砂性，提高沙土持水能力，

降低土壤容重，增加沙土微生物活性，增加土壤抗侵蝕能力，

對(duì)水、肥、氣、熱有很好的保存和傳導(dǎo)作用。

（二）復(fù)合改良劑對(duì)沙化土壤的修復(fù)效果研究

（1）供試材料

①供試土壤：取自于內(nèi)蒙古芒來(lái)露天礦區(qū)，通過(guò)對(duì)礦區(qū)

土地利用類型土壤黏粒、砂粒及粉粒含量測(cè)定，按照美國(guó)農(nóng)

部制分類方法確定礦區(qū)土壤質(zhì)地類型為砂壤。

表3.5原土樣基本理化性質(zhì)

②供試作物：選取黑麥草作為實(shí)驗(yàn)供試植株。

16

③土壤改良劑：黃腐酸、粉煤灰、枯芽孢桿菌。

（2）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)采用三因素三水平的組合方式，形成9種不同的

土壤改良劑處理組合，再加1個(gè)對(duì)照，共計(jì)10個(gè)組合。

表3.6土壤改良劑具體施加量?jī)?nèi)容表

（3）試驗(yàn)結(jié)果與分析

①土壤飽和吸水量的變化

17

圖3.6改良劑對(duì)土壤飽和吸水量的影響

從整體趨勢(shì)上看，施加不同處理的沙化土壤飽和吸水量均呈

現(xiàn)上升的趨勢(shì)，對(duì)照組（CK）沒(méi)有明顯變化，直至土壤培養(yǎng)

完成。土壤培養(yǎng)完成（8d），吸水量仍然保持上升趨勢(shì)，對(duì)

比CK，土壤飽和吸水量分別提升了3.99%、4.66%、10.67%、

11.68%、10.96%、11.95%、12.21%、15.51%、12.51%。

18

圖3.7不同處理飽和吸水量的變化

施加復(fù)合改良劑的土壤飽和吸水量在各時(shí)期均具有顯

著性（P<0.05），與土壤培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)初相比，培養(yǎng)8天后的9種

土壤飽和吸水量分別增加6.06%、4.4%、14.57%、13.85%、

13.4%、14.64%、16.14%、17.85%、14.42%，有效提高了沙

化土壤的飽和吸水量，改善了土壤結(jié)構(gòu)。

②不同吸力下土壤含水率的變化

表3.7不同吸力下土壤含水率變化

19

在不同吸力作用下，土壤含水率最高的為處理5組合，

最低的為處理1、2組合。另外，從Δθ的變化情況可以看

出，加入復(fù)合改良劑后，處理3-9組合含水率的變化范圍增

大，土壤中可以利用和吸收的水分也會(huì)有所增加，其中，處

理5的變化范圍最大。結(jié)果表明，復(fù)合改良劑能夠提高土壤

的含水率，提高程度與復(fù)合改良劑的配比有關(guān)。

20

圖3.8不同處理土壤水分特征曲線的變化

隨著吸力的增大，土壤含水率不斷減少，在0-80kPa時(shí)，

土壤含水率下降較快，在500-1000kPa時(shí)下降平緩。將

500-1000kPa變化曲線進(jìn)行放大，可以看出，加入復(fù)合改良

劑的土壤含水率曲線均在對(duì)照組之上，說(shuō)明施加復(fù)合改良劑

能夠改變土壤水分狀況。

（4）試驗(yàn)結(jié)論

①生物質(zhì)灰渣的復(fù)合改良劑能夠有效提高沙化土壤的

持水能；

②復(fù)合改良劑能夠顯著降低土壤容重、增加土壤孔隙度、

提高土壤大團(tuán)聚體的占比，改善土壤機(jī)械穩(wěn)定性。

21

（三）生物炭和有機(jī)肥對(duì)沙化土壤綠豆生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

（1）供試材料

①供試土壤：選取吉林西部大安市舍力鎮(zhèn)為實(shí)驗(yàn)區(qū)域，

此區(qū)域的土壤為風(fēng)沙土。

②供試作物：供試種子為綠豆。

③供試肥料：玉米秸稈炭和有機(jī)肥。

（2）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)區(qū)土地平整后進(jìn)行大田實(shí)驗(yàn)，設(shè)置５個(gè)改良劑施加

水平，分別為不施加任何改良劑作為對(duì)照（CK）；按照10t/hm2

標(biāo)準(zhǔn)施加生物炭（B）；按照20t/hm2標(biāo)準(zhǔn)施加有機(jī)肥（C）；

按照5t/hm2生物炭和20t/hm2有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)施加改良劑（BC1）；

按照10t/hm2生物炭和20t/hm2有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)施加改良劑

（BC2），每個(gè)處理重復(fù)３次。每個(gè)小區(qū)為8m×8m的方形

區(qū)域，采取完全隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)。

（3）試驗(yàn)結(jié)果與分析

①綠豆的生物量

表3.8不同處理綠豆植株地上部生物量

22

分別在苗期，開(kāi)花期，成熟期三個(gè)階段測(cè)定綠豆植株的

地上部生物量。結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，在生長(zhǎng)初期改良劑

的施加對(duì)綠豆地上部生物量的積累沒(méi)有產(chǎn)生明顯效應(yīng)。而隨

著植株的生長(zhǎng)，在開(kāi)花期施加改良劑后對(duì)綠豆植株生物量的

積累產(chǎn)生顯著效應(yīng)，與對(duì)照差異均達(dá)到顯著水平，以BC2

處理的效果最顯著，BC1處理次之。

②綠豆葉片葉綠素含量

圖3.9不同處理綠豆葉片葉綠素相對(duì)含量

從上圖可以看出，在苗期和花期，綠豆葉片葉綠素相對(duì)

含量均高于對(duì)照，其中生物炭和有機(jī)肥聯(lián)合施加的處理葉片

葉綠素含量與對(duì)照差異達(dá)顯著水平。

本研究結(jié)果表明，生物炭和有機(jī)肥改良劑的施加顯著增

加了作物植株生物量、葉片葉綠素含量和產(chǎn)量。由于生物炭

的強(qiáng)穩(wěn)定性，其自身對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的貢獻(xiàn)短期很難呈現(xiàn)出來(lái)，

其營(yíng)養(yǎng)成分含量較低，單獨(dú)施加的效果不顯著。生物炭與有

23

機(jī)肥聯(lián)合施加對(duì)綠豆的地上部生物量、葉片葉綠素含量及產(chǎn)

量的作用高于生物炭或有機(jī)肥單獨(dú)施加。

（4）試驗(yàn)結(jié)論

生物炭和有機(jī)肥改良劑的施加顯著增加了作物植株生

物量、葉片葉綠素含量和產(chǎn)量。

（四）生物質(zhì)灰渣對(duì)退化土壤修復(fù)作用研究

（1）供試材料

①供試土壤：供試王壤為黃壤，采集地位于重慶市武隆

縣仙女山，基本理化性質(zhì)見(jiàn)下表。

表３.9供試黃壤基本理化性

②供試作物：供試植株為萵筍（又稱萵苣）屬菊科萵苣

屬一、二年生草本作物。

③供試肥料：通過(guò)從工廠及農(nóng)戶中收集的鋸木生物質(zhì)經(jīng)

粉碎、篩分后，放入鍋爐中在800℃-900℃下焚燒，所產(chǎn)生

的副產(chǎn)品即本試驗(yàn)所需的生物質(zhì)灰渣（pH=12.8，全N0.078%，

P2O50.599%，K2O2.489%）。

（2）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選擇種植萵筍，選擇白瓷盆，每盆裝風(fēng)干土4kg，

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理（0、10、25、50、100、250g/kg），重復(fù)3

次，在裝盆時(shí)一次性施加生物質(zhì)灰，與土樣一起充分混勻，

24

每個(gè)處理中所施入肥料氮磷鉀含量保持一致。

表3.10生物質(zhì)灰施用量（%）

處理Ⅰ處理Ⅱ處理Ⅲ處理Ⅳ處理Ⅴ處理Ⅵ

01%2.5%5%10%25%

（3）試驗(yàn)結(jié)果及分析

表3.11生物質(zhì)灰施用量對(duì)土壤容重、含水量及孔隙率影響

處理容重（g/cm3）絕對(duì)含水率（%）田間持水量（%）孔隙度（%）

Ⅰ1.4716.428.444.5

Ⅱ1.1219.732.157.5

Ⅲ1.0820.833.959.2

Ⅳ1.0522.136.160.4

Ⅴ0.9227.944.265.5

Ⅵ0.4246.774.884.1

生物質(zhì)灰施用量不同，其處理下的土壤物理性質(zhì)存在差

異。從上表可以看出，隨著施用量的增加，供試土壤的容重

呈下降趨勢(shì)，其中處理Ⅰ（0%）的土壤容重最大，為1.47g/cm3，

處理Ⅵ（25%）最低，僅0.42g/cm3。而土壤的絕對(duì)含水量和

田間持水量隨著灰渣施用量的増加而呈上升趨勢(shì)，其中處

理Ⅵ的田間持水量最大，是處理Ⅰ的2.67倍。同時(shí)隨著生

物質(zhì)灰施用量的増加，土壤孔隙度從44.5%増加到了84.1%，

增幅為39.6%。

生物質(zhì)灰的加入改變了土壤毛管和非毛管孔隙的比例，

促進(jìn)了團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，有效協(xié)調(diào)了土壤水分和空氣，提高

耕層土壤接納和儲(chǔ)存水分的能為，改善了土壤物理性能，可

見(jiàn)施用生物質(zhì)灰可以有效改良土壤物理性能，増加透氣保水

性，其效果隨著生物質(zhì)灰施用量的增加呈提高趨勢(shì)。

25

圖3.10生物質(zhì)灰施用量對(duì)土壤有效N、P和速效K含量及pH值影響

從上圖以看出，生物質(zhì)灰的施入可以有效提高土壤有效

磷、速效鉀、堿解氮含量以及pH值,其中隨著生物質(zhì)灰施用

量的增加，土壤有效P和速效K呈増加趨勢(shì)；堿解氮?jiǎng)t隨施

用量的增加呈先增加再減少的趨勢(shì)；隨著生物質(zhì)灰施用量的

增加，土壤pH值增加?？傮w上看，生物質(zhì)灰可以増加土壤

有效養(yǎng)分，提高土壤pH值，且隨著生物質(zhì)灰施用量增加，

效果逐漸増加。

生物質(zhì)灰渣含有作物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素，尤其以K、

P含量較高，同時(shí)灰渣偏堿性，施入土壤后可以調(diào)節(jié)酸堿度，

增加硝態(tài)氮含量，補(bǔ)給微量元素，提高土壤肥力。

（4）試驗(yàn)結(jié)論

①生物質(zhì)灰的加入改變了土壤毛管和非毛管孔隙的比

例，促進(jìn)了團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成；

②生物質(zhì)灰渣含有作物生長(zhǎng)所需的K、P營(yíng)養(yǎng)元素。

26

（五）生物質(zhì)灰對(duì)土壤團(tuán)聚體及有機(jī)碳分布影響

（1）供試材料

①供試土壤：重慶市紫色丘陵區(qū)柑橘園土壤，土壤的基

本理化性質(zhì)：pH5.3，有機(jī)質(zhì)含量18.7g/kg，全氮含量1.23g/kg，

全磷含量0.694g/kg，全鉀含量24.3g/kg。

②供試作物：柑橘。

③供試生物質(zhì)灰渣性質(zhì)：供試生物質(zhì)灰渣為農(nóng)業(yè)廢棄物

主要包括農(nóng)作物秸稈在800-900℃下灼燒而得，其基本理化

性質(zhì)pH12.8，有機(jī)質(zhì)含量70.4g/kg，全氮含量0.781g/kg，全

磷含量5.99g/kg，全鉀含量24.9g/kg。

（2）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

土壤有機(jī)碳（SOC）是土壤重要組成部分，也是評(píng)價(jià)土

壤肥力和質(zhì)量的重要指標(biāo)。土壤團(tuán)聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本組

成單元，其水穩(wěn)定性團(tuán)聚體的數(shù)量和穩(wěn)定性影響土壤肥力、

持水性、抗蝕性和通透性等功能。土壤團(tuán)聚體是有機(jī)碳儲(chǔ)存

的場(chǎng)所，而有機(jī)碳又是水穩(wěn)性團(tuán)聚體形成必需的膠結(jié)物質(zhì)，

土壤水穩(wěn)性團(tuán)體中有機(jī)碳儲(chǔ)量、分布與其數(shù)量和穩(wěn)定性密切

相關(guān)。

試驗(yàn)于2014年4月下旬開(kāi)始，在柑橘園內(nèi)按50m×50m

劃分試驗(yàn)小區(qū)，共38個(gè)小區(qū)，試驗(yàn)設(shè)２個(gè)處理：（1）Ａ處

理，柑橘專用復(fù)合肥；（2）Ｂ處理，柑橘專用復(fù)合肥配施

生物質(zhì)灰。在試驗(yàn)開(kāi)始前，每個(gè)小區(qū)分別施用292kg/hm2柑

27

橘專用復(fù)合肥，按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選取19個(gè)小區(qū)撒施生物

質(zhì)灰，每個(gè)小區(qū)按2.126×104kg/hm2施用即Ｂ處理，并用旋耕

機(jī)進(jìn)行翻耕。試驗(yàn)過(guò)程中，按柑橘周年技術(shù)管理規(guī)程對(duì)果園

進(jìn)行管理。

樣品采集：待柑橘成熟收獲后，于2015年5月采集土

壤樣品，每個(gè)小區(qū)按照梅花形，避開(kāi)路邊、河邊和大棚設(shè)置

５個(gè)樣點(diǎn)，于樹(shù)冠邊緣垂直下方，分0~20cm、20~40cm、

40~60cm三個(gè)層次采集原狀土樣，將同一層次的５點(diǎn)土樣采

用四分法均勻混合成１個(gè)樣品，約2kｇ，共采集38個(gè)樣點(diǎn)，

114個(gè)樣品；在采集和運(yùn)輸過(guò)程中盡量減少對(duì)土樣的擾動(dòng)，

以免破壞團(tuán)聚體。室溫下風(fēng)干土樣，在風(fēng)干過(guò)程中用手沿土

壤結(jié)構(gòu)的自然裂隙掰成直徑約1ｃｍ的小塊，除去粗根和小

石塊后備用。

（3）試驗(yàn)結(jié)果及分析

①土壤風(fēng)干性團(tuán)聚體分布特征

表3.12土壤風(fēng)干性團(tuán)聚體百分含量（%）

圖層深土壤風(fēng)干性團(tuán)聚體百分含量/%

處理

度/cm＞5mm5~2mm2~1mm1~0.5mm0.5~0.25mm＜0.25mm

A74.7210.314.696.091.033.16

0~20

B75.5410.884.815.510.922.29

A87.614.742.11.10.463.98

20~40

B88.875.182.341.290.481.82

A92.342.781.380.970.442.07

40~60

B95.080.980.760.810.431.94

表１是對(duì)照（Ａ處理）和施用生物質(zhì)灰渣處理（Ｂ處理）

的土壤風(fēng)干性團(tuán)聚體分布特征。從表１可以看出，對(duì)不同土

28

層而言，無(wú)論是Ａ處理還是Ｂ處理，各級(jí)土壤團(tuán)聚體含量

存在差異?？傮w表現(xiàn)為40~60cm土層＞0.25mm團(tuán)聚體（R0.25）

含量高于0~20cm和20~40cm土層，可見(jiàn)40~60cm土層土

壤團(tuán)聚能力較強(qiáng)。同一土層，Ｂ處理R0.25含量均高于A處理，

且主要以＞５ｍｍ團(tuán)聚體為優(yōu)勢(shì)粒徑；在0~20cm、20~40cm、

40~60cm土層中，Ｂ處理的＞５ｍｍ粒級(jí)團(tuán)聚體含量分別較

Ａ處理的增加了1.1%、1.44%和2.74%，其中B處理的

40~60cm土層＞0.25mm土壤團(tuán)聚體含量粒級(jí)團(tuán)聚體含量達(dá)

95.08%，表明配施生物質(zhì)灰能提高土壤的R0.25含量，特別是

＞５ｍｍ粒級(jí)團(tuán)聚體含量。

②生物質(zhì)灰對(duì)土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量的影響

表3.13土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量（g/kg）

圖層深團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量/（g/kg)

處理

度/cm＞5mm5~2mm2~1mm1~0.5mm0.5~0.25mm＜0.25mm

A14.8315.6814.2813.613.0510.14

0~20

B13.4915.716.3315.3314.2212.59

A6.325.136.076.365.145.25

20~40

B6.885.488.326.137.056.12

A4.894.844.183.65.413.74

40~60

B5.545.536.325.335.184.02

從上表可以看出，在0~20cm土層中，Ｂ處理5~2mm、

2~1mm、1~0.5mm、0.5~0.25mm、＜0.25mm粒級(jí)有機(jī)碳含

量較Ａ處理分別提高了0.13%、14.36%、12.72%、8.79%、

24.16%；在20~40ｃｍ土層中，Ｂ處理＞５mm、5~2mm、

2~1mm、1~0.5mm、0.5~0.25mm、＜0.25mm粒級(jí)有機(jī)碳含

量均高于Ａ處理，分別是Ａ處理的1.09、1.07、1.37、1.17

29

倍；在40~60cm土層中，Ｂ處理＞５mm、5~2mm、2~1mm、

1~0.5mm、0.5~0.25mm、＜0.25mm粒級(jí)有機(jī)碳含量均高于

Ａ處理，分別比Ａ處理提高了0.65、0.69、2.14、1.73、0.28g/kg，

可見(jiàn)Ｂ處理各層土壤各粒級(jí)有機(jī)碳含量幾乎高于Ａ處理，說(shuō)

明配施生物質(zhì)灰渣能提高土壤各粒級(jí)團(tuán)聚體有機(jī)碳含量。

配施生物質(zhì)灰能夠改善紫色丘陵區(qū)柑橘園土壤結(jié)構(gòu)，提

高土壤有機(jī)碳水平。

（4）試驗(yàn)結(jié)論

生物質(zhì)灰渣可以提高土壤團(tuán)聚體和有機(jī)碳水平。

（六）試驗(yàn)驗(yàn)證分析

通過(guò)以上試驗(yàn)研究可以得出以下結(jié)論：

（1）生物質(zhì)灰渣中含有多種植物所需營(yíng)養(yǎng)元素，例如

K2O、P2O5、CaO、Fe2O3、MgO這些營(yíng)養(yǎng)元素可以明顯改良

土壤的理化性質(zhì)。

（2）生物質(zhì)灰渣中所含的灰分、SiO2、CaO等成分，

以及本身顆粒微小、輸送等特性，可以降低土壤砂性，提高

沙土持水能力，降低土壤容重，增加沙土微生物活性，增加

土壤抗侵蝕能力，對(duì)水、肥、氣、熱有很好的保存和傳導(dǎo)作

用。

（3）生物質(zhì)灰渣可以促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，增加土

壤孔隙度，提高耕層土壤接納和儲(chǔ)存水的能力。

（5）生物質(zhì)灰渣可以增加大團(tuán)聚體的數(shù)量，提高土壤

30

團(tuán)聚體的穩(wěn)定性及土壤有機(jī)碳水平，提高土壤中SOM、AK

和pH的值。

（6）通過(guò)酸改性生物炭類比酸改性生物質(zhì)灰渣，可以

類比得出結(jié)論，酸改性生物質(zhì)灰可以提高生物質(zhì)灰的比表面

積和總孔容，同時(shí)減小孔徑。同時(shí)采用腐殖酸、黃腐酸等功

能性酸，可以將功能性官能團(tuán)負(fù)載在生物質(zhì)灰之上。

四、前期籌備工作

在制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)前進(jìn)行了需求分析，經(jīng)過(guò)分析研究后，

基于生物質(zhì)電廠灰渣產(chǎn)生量巨大且具有植物營(yíng)養(yǎng)屬性，才確

定制定《生物質(zhì)灰渣基沙化土壤改良劑標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)。在確定

了《生物質(zhì)灰渣基沙化土壤改良劑標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)的名稱后組織

成立了標(biāo)準(zhǔn)起草組，由國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司、國(guó)家電

投集團(tuán)北京電力有限公司、山東大學(xué)可持續(xù)發(fā)展研究中心、

山東祥桓環(huán)境科技有限公司、濟(jì)南祥豐能源技術(shù)有限公司成

立編織小組，項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人郝順德具有能源、農(nóng)業(yè)與標(biāo)準(zhǔn)

編制方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，可以統(tǒng)籌規(guī)劃、保證工作順利開(kāi)展，

并按照起草標(biāo)準(zhǔn)的程序進(jìn)行工作。標(biāo)準(zhǔn)起草組按照GB/T

1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)》

的格式應(yīng)編寫(xiě)。

五、主要章節(jié)內(nèi)容

按照的規(guī)定起草本標(biāo)準(zhǔn)草案的內(nèi)容分為以下各個(gè)部分：

31

（一）范圍

本部分規(guī)定了本文件的適用范圍。

（二）規(guī)范性引用文件

本部分羅列了本文件草案引用的其他標(biāo)準(zhǔn)。

（三）術(shù)語(yǔ)與定義

（1）沙化土壤sandysoil

指土壤質(zhì)地偏沙、缺少黏粒、保水或保肥性差的障礙土

壤，包括沙土和沙壤土等。

[來(lái)源：NY/T3034-2019，3.2.1]

（2）泥炭peat

植物在常年淹水條件下生長(zhǎng)和腐敗后的殘留物，含有少

量天然礦物質(zhì)。[來(lái)源：GB/T6274-2016,2.2.11.14]

（3）生物質(zhì)灰渣plantbiomassash

農(nóng)業(yè)和（或）林業(yè)廢棄生物質(zhì)，在800℃~950℃的爐排

鍋爐中燃燒后遺留的殘?jiān)?/p>

[來(lái)源：HG/T6083-2022，3.1有修改]

（4）土壤改良劑soilconditioner

土壤中加入的用于改善土壤物理和（或）化學(xué)性質(zhì)，及

（或）其生物活性物料。

[來(lái)源：GB/T42817-2023,3.3]

（四）技術(shù)要求

1.原料

32

生物質(zhì)灰渣應(yīng)以農(nóng)業(yè)和（或）林業(yè)廢棄生物質(zhì)為原料。

2.外觀

外觀均勻，顏色為黑色或灰黑色顆?；蚍勰钗镔|(zhì)，無(wú)

明顯機(jī)械雜質(zhì)。

3.氣味

無(wú)惡臭。

4.技術(shù)指標(biāo)及限量指標(biāo)

生物質(zhì)灰渣基沙化土壤改良劑技術(shù)指標(biāo)及限量要求應(yīng)

符合表4.1的要求。

表4.1生物質(zhì)灰渣基沙化土壤改良劑技術(shù)指標(biāo)及限量要求

項(xiàng)目指標(biāo)要求

生物質(zhì)灰渣（以固定碳計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%≥5

磷、鉀（以P2O5+K2O計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%≥3

鈣（以CaO計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%≥4.5

鎂（以MgO計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%≥1.5

硅（以SiO2計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%≥5

有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%≥20

pH6~8

水分（H2O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%≤20

多環(huán)芳烴，mg/kg≤1

總鎘（Cd），mg/kg≤2

33

總汞（Hg），mg/kg≤2

總砷（As），mg/kg≤3

總鉛（Pb），mg/kg≤25

總鉻（Cr），mg/kg25

（五）試驗(yàn)方法

規(guī)定了（1）外觀、（2）氣味、（3）生物質(zhì)灰渣的含

量、（4）磷的含量、（5）鉀的含量、（6）鈣的含量、（7）

鎂的含量、（8）硅的含量、（9）有機(jī)質(zhì)的含量、（10）pH、

（11）水分含量、（12）多環(huán)芳烴含量、（13）總鎘的含量、

（14）總汞的含量、（15）總砷的含量、（16）總鉛的含量、

（17）總鉻的含量的測(cè)定方法。

（六）檢測(cè)規(guī)定

（1）檢驗(yàn)類別及檢驗(yàn)項(xiàng)目；

（2）組批；

（3）采樣方法；

（4）樣品縮分；

（5）樣品制備；

（6）結(jié)果判定。

（七）標(biāo)志及隨行文件

（八）包裝、運(yùn)輸和貯存

六、需要調(diào)查研究的主要問(wèn)題，必要的測(cè)試驗(yàn)證項(xiàng)目

需要調(diào)查研究的主要問(wèn)題為生物質(zhì)灰渣基與泥炭的的

34

生態(tài)耦合作用、生產(chǎn)工藝流程，必要的測(cè)試項(xiàng)目為（1）外

觀、（2）氣味、（3）生物質(zhì)灰渣的含量、（4）磷的含量、

（5）鉀的含量、（6）鈣的含量、（7）鎂的含量、（8）硅

的含量、（9）有機(jī)質(zhì)的含量、（10）pH、（11）水分含量、

（12）多環(huán)芳烴含量、（13）總鎘的含量、（14）總汞的含

量、（15）總砷的含量、（16）總鉛的含量、（17）總鉻的

含量。

七、編制組成員工作分工

標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程主要由國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司、國(guó)家

電投集團(tuán)北京電力有限公司、山東大學(xué)、山東祥桓環(huán)境科技

有限公司、濟(jì)南祥豐能源技術(shù)有限公司等單位人員參與資料

收集、文本編制、市場(chǎng)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)室比對(duì)、數(shù)據(jù)處理等工作。

表7.1主要起草人員信息及任務(wù)分工

姓名單位職稱專業(yè)特長(zhǎng)及分工

研究專業(yè)為農(nóng)林業(yè)經(jīng)濟(jì)管理。本標(biāo)準(zhǔn)的起

國(guó)能生物發(fā)電集中級(jí)工程

郝順德草負(fù)責(zé)人，全面負(fù)責(zé)起草團(tuán)隊(duì)的人員調(diào)配，

團(tuán)有限公司師

任務(wù)分工和進(jìn)度安排。

研究方向?yàn)檗r(nóng)村生物質(zhì)資源化與利用。本

馬春元山東大學(xué)教授標(biāo)準(zhǔn)起草過(guò)程中負(fù)責(zé)整體工藝制定與技術(shù)

指導(dǎo)。

研究方向?yàn)橥寥栏牧寂c修復(fù)。在本標(biāo)準(zhǔn)的

山東祥桓環(huán)境科中級(jí)工程

曹榮莉起草過(guò)程中負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)草案各類支撐材料的

技有限公司師

收集與整理。

研究方向?yàn)樯镔|(zhì)能源化利用，在本標(biāo)準(zhǔn)

張立強(qiáng)山東大學(xué)教授起草過(guò)程中負(fù)責(zé)大田實(shí)驗(yàn)和肥料對(duì)比分

析。

研究方向腐殖酸（泥炭）資源化利用，在

王曰鑫山西農(nóng)業(yè)大學(xué)教授本標(biāo)準(zhǔn)起草過(guò)程中負(fù)責(zé)大田實(shí)驗(yàn)和肥料對(duì)

比分析。

江志陽(yáng)中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)高級(jí)工程研究方向農(nóng)林廢棄物資源化利用、腐殖酸

35

應(yīng)用生態(tài)研究所師（泥炭）資源化利用，