农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——氮磷养分循环利用技术

农业面源污染已经取代点源成为水环境污染最重要的来源，其主要的污染物为各种途径排放的氮和磷，有效减少氮和磷的排放或循环利用这部分养分，不仅可以减少污染物的排放，也是实现氮磷养分资源化利用的重要途径。本文在以往研究成果的基础上，结合国内外已有研究报道，重点阐述了畜禽粪便、作物秸秆、农村生活污水及工程处理尾水中的氮磷养分利用方式、应用效果及环境效应。畜禽粪便固体部分经高温好氧堆肥后可直接还田，养殖肥水和沼液可替代25％-75％的化肥。农作物秸秆可直接还田或经堆肥化处理及能源化利用后还田。农村生活污水、农田排水及富营养化河水中的氮磷养分可利用稻田人工湿地进行处理和回用。在循环利用农业废弃物中的氮磷等养分资源时，要考虑废弃物自身及农田的特征，并与农作物的水肥管理技术相结合，兼顾环境和经济效益。

畜禽养殖场粪便清扫、堆积及处理单元氮损失率研究

畜禽粪便还田利用是规模养殖场污染治理与控制的有效措施。畜禽粪便从出舍到农田施用,其氮素会有不同程度的损失,对其定量估算有利于畜禽粪便处置或资源化过程中的氮素管理。在总结国内外已有研究报道的基础上,结合本研究室最新的研究成果,探讨了猪粪、牛粪和禽粪在清扫、堆积、高温堆肥、厌氧发酵和沼液贮存这5个单元的氮损失率,估算了畜禽粪便3条主要处理利用途径的氮素实际入田率,分别为：清扫→堆积→还田（29%~80%N,均值为55%N）;清扫→堆积→高温好氧堆肥→还田（6%~56%N,均值为31%N）;清扫→厌氧发酵→沼液贮存→还田（9%~51%N,均值为30%N）。旨在为农田负荷量估算、种养结合的农作物种植面积配置、养殖场废弃物污染风险分析及其防治技术制定等提供科学依据。

对稻麦秸秆还田问题的思考

众所周知,秸秆还田是提高土壤肥力与防止秸秆焚烧的一个十分重要途径,同时,秸秆也是宝贵的再生资源,多级利用可以发挥其最大的效益,这是否意味着稻麦秸秆能长期连续全量还田?或秸秆可以全部收集离地?本文以江苏省农业科技自主创新项目阶段性研究成果为基础,结合国内外相关文献资料,通过探讨稻麦秸秆全量还田对产量和土地持续生产力的影响及其环境效应,对稻麦秸秆最大还田量进行了分析,同时讨论了基于维持土地生产力的稻麦秸秆最低还田量问题,旨在为稻麦秸秆还田或收集利用提供参考。研究结果表明,为维持土壤地力的持续提高,一定量的秸秆还田是必要的;稻麦秸秆全量还田对稻麦有增产作用,可减少农田氮、磷径流损失,并能显著提高土壤肥力水平,但麦秸还田会增加稻田温室气体排放;因此,在条件允许下,应避免或减少麦秸还田。

“十三五”江苏省秸秆综合利用策略与秸秆产业发展的思考

为了科学、可持续推进秸秆禁烧与综合利用工作,本文综述了近年来江苏省秸秆禁烧与综合利用工作在政策、技术等方面取得的重要进展。在此基础上,提出"十三五"江苏省秸秆综合利用策略,应着重考虑7个问题:(1)精准估算秸秆产生与可收集量,科学规划秸秆收集利用规模;(2)继续坚持将秸秆还田作为秸秆禁烧与秸秆利用最重要的途径;(3)加快构建高效完整的秸秆收、储、运体系,突破稻、麦收割秸秆打捆一体化装备;(4)科学合理地制订秸秆饲料化利用发展目标;(5)坚持因地制宜原则,开拓与充分挖掘秸秆就地消纳潜力;(6)积极有序稳妥地推进秸秆工业化利用进程;(7)确立"区域统筹、整体推进、全量利用、终端扶持"的工作思路。同时强调,秸秆全面禁烧与全量利用还需要品种改良、种植制度调整以及社会各部门长期不懈努力和通力合作,才能使江苏省秸秆综合利用真正走向市场化、工业化、规模化、标准化与常态化。

稻麦秸秆直接还田技术发展现状及展望

秸秆直接还田是解决当前禁止秸秆焚烧与有效利用问题的最重要、最有效手段,而"如何还下去"是秸秆还田措施能否顺利实施的前提与基础。本文以江苏省农业科技自主创新项目阶段性研究成果为基础,结合国内外相关文献,尤其是江苏省内相关资料,综述了切碎旋耕(翻埋)还田、留高茬麦套稻全量还田、沟埋还田与覆盖还田等4种主要稻麦秸秆直接还田技术、还田机械的研究与应用现状,提出了秸秆直接还田需要进一步研究解决的问题,以期为秸秆直接还田、禁止秸秆焚烧工作顺利开展提供有益的思路。

猪和奶牛粪便的粒径及养分分布对固液分离效率的影响

以猪、奶牛粪便为材料,按<0.15、0.15～0.5、0.5～1.0、>1.0mm不同粒径,分析了猪、奶牛粪便粒径分布,同时分析了4种不同粒径颗粒中N、P、K养分含量,采用XY型螺旋式畜禽粪便固液分离机,在0.5、1.0mm两种孔径筛网下,进行了固液分离,分析比较了机械固液分离对相应粒径粪便固形物及养分回收效率。结果表明,猪、奶牛粪便粒径分布以<0.15mm小颗粒为主,占其粪便重量的57.99%～68.34%,奶牛粪便颗粒粒径大于猪粪便,仔猪与育成牛粪便粒径小于育肥猪与泌乳牛粪便。猪、奶牛粪便中N、P、K养分近80%以上呈水溶性或存在于<0.15mm小颗粒之中。粪便机械固液分离获得的固形物与固形物中N、P养分回收比例高于相应筛网孔径粪便颗粒与养分所占比例,奶牛粪便固形物回收率为45.5%,远高于猪粪的27.8%,N、P养分回收率分别为7.14%～19.71%、7.38%～21.18%。

“区域统筹、整体推进、终端扶持”是破解秸秆禁烧与全量利用的根本出路

秸秆焚烧是全社会高度关注的环境问题,文章分析了当前秸秆禁烧与综合利用工作存在的管理、政策及技术等问题,提出了"区域统筹、乡为基础、收还结合、政策引导、市场运行"的秸秆全面禁烧与全量利用工作思路,并指出在技术上应着重围绕"区域控制、收还统筹、突破收集、开拓用途、创新机制"开展攻关与集成创新。此外,分析了乡(镇)域尺度上实施"区域统筹与整体推进"秸秆全量利用策略的效果。在江苏省泗洪县车门乡的实践证明:采用区域统筹、整体推进的策略,可有效实现区域内秸秆全量利用与全面禁烧的目标。

辅以拮抗菌的有机肥对辣椒疫病生防效果的研究

采用盆栽试验的方法 ,研究了辅以拮抗菌的有机肥对辣椒疫病生防效果的作用 ,并研究了有机肥施用对拮抗微生物在辣椒根际定殖以及根际微生物区系的影响 ,结果表明 :施用有机肥 ,与对照相比 ,可降低发病率 35 % ,辅以拮抗微生物的有机肥与直接使用拮抗菌相比 ,前期效果不如后者 ,但后期发病率明显降低 ,同时使拮抗微生物在辣椒根际定殖数量提高了 14

有机物料“差别堆腐”及其评价方法初探

为克服有机物料高温堆肥腐熟过程中存在的针对性差、过度腐熟和资源浪费等问题,进而解决目前堆肥腐熟指标与实际应用间存在脱节的现象,本文提出了有机物料"差别堆腐"概念及其判断方法,并提出相应判定标准及主要控制指标。通过大量文献资料的查阅,结合江苏省农业科学院农业废弃物资源化利用研究室开展的相关研究工作,对目前堆肥腐熟度采用的评价方法、判断标准进行讨论,并指出其存在问题,同时结合有机物料堆腐中的养分含量变化及损失,对不同堆腐时间有机物料施用的农学与改土培肥效应进行阐述。结果显示:有机物料好氧堆肥过程中,在达到无害化标准后,其物料腐熟程度,应依据堆肥施用目的与作物对象不同,而采取"差别堆腐";有机物料好氧堆肥达到无害化、初步腐熟、基本腐熟和完全腐熟后,其产物可分别作为土壤改良剂、较长生育期作物肥料、较短生育期作物肥料以及栽培基质施用;从企业生产实用性出发,堆肥积温可推荐作为腐熟程度判断的重要控制指标。采用差别化堆腐方式,可能是实现有机物料好氧堆肥中资源高效利用与低碳环保目标的有效途径。

水华蓝藻厌氧发酵工艺技术研究

以太湖水华蓝藻为底物,用改进的CSTR(continuous stirred tank reactor)工艺,研究了不同有机负荷条件下蓝藻厌氧发酵相关参数与蓝藻藻毒素的去除效果。结果表明:在(35±1)℃条件下,逐步提高有机负荷,系统运行稳定,有机负荷最高可达3.53 kg.m-3.d-1,此时最大容积产气率达0.89 m3.m-3.d-1,COD去除率在70%左右,甲烷体积分数达60%以上。不同负荷条件下,出料中藻毒素(MC-RR、MC-LR)检测均为阴性,已达无害化处理要求,表明该工艺可以有效处置水华蓝藻,实现能量回收与无害化处理的目标。

禽畜粪便生物干燥技术研究

对影响粪便发酵温度与脱水效果的几个因素进行了研究 ,试验结果表明 :60%与70%含水量基质发酵温度及脱水效果基本一致 ;添加调理剂有利于提高发酵温度与加粪便脱水 ;适当通气可加快粪便干燥。

甜菜碱及螺旋藻在成蟹饵料中的应用

河蟹由于其营养丰富,味道鲜美,一直被视为水产珍品,目前河蟹养殖面积发展很快,产量增加较多,但养殖水平不高,尤其是河蟹饵料基本上依赖于天然饵料,这必然制约了河蟹养殖效益的进一步提高.为此,我们进行了甜菜碱和螺旋藻在河蟹饵料中的应用效果试验.

水葫芦放养的生态风险及控制对策

简述了水葫芦对富营养化水体修复的利用,分析了开放性水域放养水葫芦可能存在的生态与环境风险,提出了减少与控制水葫芦放养环境风险的七项措施,以期为水葫芦的水体修复技术应用与示范提供参考。

接种微生物对改善奶牛粪便脱水性能的研究

采用室内模拟培养的方法,研究了接种纤维降解复合菌群及乳酸菌对改善牛粪脱水性能的影响。结果表明,接种后的牛粪有明显的水层析出现象,最高水层厚度为1.4cm,而对照无水层析出,接种后牛粪表面水蒸发量较对照增加了56%,培养15天,3000r·min-1,10min离心,固体物中含水量从85.3%下降到78.3%,减少了8.2%,而对照仅减少0.8%;进一步研究表明,接种加快了牛粪pH下降,增加了牛粪中纤维素的降解,纤维降解复合菌群与乳酸菌混合接种好于两个接种物的单一接种处理,相同的接种物,对于牛粪脱水性能改善,接种量越大效果越好。

连续添加与通气对污泥中石油降解量的影响

本试验研究了就地处理含石油污泥条件下， 间隔不同时间连续添加、相同时间不同添加量以及通风、搅拌对污泥中石油降解量的影响。结果表明，相同的处理时间，间隔一定时间连续添加，与不添加的对照相比，增加污泥中石油降解量８０ ％ 以上，间隔３ 周搅拌（ 翻堆） 一次及每天强制通气与每周搅拌、间隔３ ｄ 通风一天相比，可以提高石油降解速率。

两种土壤上接种微生物对提高石油降解率的影响

本试验在实验室中，研究了两种土壤上接种不同来源微生物对增加石油降解速率的影响。就土壤而言，接种微生物，在培养的第１１ｄ，增加了土壤中异养微生物与石油利用菌的数量，显著提高了ＣＯ２释放量；培养４０ｄ，接种微生物使石油碳氢化合物消失量上升２４．０６％；接种微生物对粉砂土中石油生物降解没有影响；这表明土壤生境条件影响接种的效果。

螺旋藻培养中碳酸氢钠施用技术研究

试验在温室的周转箱中进行，研究了不同浓度碳酸氢钠及其不同施用方法对螺旋藻生长的影响。结果表明：维持培养液中每升１０ｇ碳酸氢钠的浓度，可以获得较高的螺旋藻生物产量。在碳酸氢钠施用量相同条件下，上午添加与下午添加相比，不仅有利于螺旋藻生长且可以提高碳酸氢钠利用率。

发展食草畜禽养殖 推进农业结构调整

从有机食品发展、市场竞争力以及食草动物营养价值等三个方面 ,分析了食草养殖业在农业产业结构调整中的作用与地位 ,提出在食草动物养殖业发展中应解决与注意的问题。

石油污染对土壤氮素矿化和硝化作用的影响

在实验室中用同位素示踪法，研究了土壤中不同石油污染量对氮矿化及硝化速率的影响。结果表明，石油对土壤中有机氮的矿化没有显著影响，但减缓了硝化反应的进程。土壤经过１０ｄ的培养，在未污染的土壤中硝化细菌数量由１．６×１０３增加到１．６×１０６，而在受石油污染的土壤上，硝化细菌数量仅增加到６．３×１０４；增加试验前土壤硝化菌数量为２．６×１０６，加油培养１０ｄ后，硝化细菌数量下降了近９０％。