江苏省4类主要秸秆和畜禽粪便空间分布及综合利用潜力研究

为明晰江苏省农业废弃物资源分布格局并进行利用潜力评估,推进农业废弃物资源化利用,助力农业全面绿色转型,本研究借助GIS构建数据批处理模型,测算各区县水稻、小麦、玉米和油菜4种作物的秸秆和猪、牛、羊、家禽4种畜禽的粪便产生量,及其在肥料化、能源化方面的利用潜力理论值,并结合热点分析结果为江苏省农业废弃物综合利用提供政策建议。结果表明:2020年江苏省4种主要作物秸秆可收集总量高达3972.00万t,以水稻和小麦秸秆为主,集中分布在江苏北部和中部。分析其肥料化利用潜力,理论上相当于1511.89万t有机碳、12.04万t N、1.59万t P、24.49万t K,能源化理论上相当于1617.52万t标准煤或6.5×10^(9)m^(3)沼气;江苏省4种主要畜禽粪便产生总量为4560.77万t,家禽粪便与猪粪最多,主要分布在东部边界和西北部地区。分析其肥料化利用潜力,理论计算相当于737.00万t有机碳、31.15万t N、29.86万t P和26.89万t K,能源化利用可折算成1036.95万t标准煤或4.9×10^(9)m^(3)沼气;99%置信度下,江苏省有10个秸秆产生热点县、7个畜禽粪便产生热点县和5个秸秆-畜禽粪便双热点县。秸秆产生热点县应根据主要秸秆种类选择直接还田、制作饲料、生产农副产品和食用菌等合适的利用方向。畜禽粪便产生热点县适于开展以粪污处理为核心的循环利用模式。秸秆-畜禽粪便双热点县则具有利用种养结合构建多层次、多元化、综合化利用格局的重要优势。此外,江苏省应根据资源聚集情况,分层、分类布设资源收集处理中心,并同步优化全省的收储运网络。

畜禽粪便好氧堆肥过程中重金属钝化剂研究进展

含有重金属添加剂肥料的大量使用,导致畜禽粪便中重金属含量增加,造成土壤重金属污染。研究表明,好氧堆肥可以降低畜禽粪便中重金属的生物有效性,使其向可氧化态和残渣态转变,减少畜禽粪便对土壤的重金属污染。通过添加不同种类的物理、化学、生物钝化剂来增强堆肥钝化重金属能力,有利于提升堆肥品质及安全性。阐述了好氧堆肥过程中重金属的形态和重金属钝化剂的研究进展,对好氧堆肥重金属钝化剂研究进行了展望。

畜禽粪便施用对红壤铝胁迫下油菜幼苗生长及光合荧光特性的影响

【目的】红壤铝毒是限制作物生长的主要因素,畜禽粪便等有机物料作为改善土壤酸度和推动国家化肥零增长行动计划的重要途径之一,其对铝毒胁迫下作物生长及光合荧光特性的影响及其机理研究具有重要意义。【方法】利用盆栽试验,探究不施畜禽粪便(CK)、施用猪粪10 g·kg^(-1)(P10)、猪粪30 g·kg^(-1)(P30)、猪粪50g·kg^(-1)(P50)、鸡粪10 g·kg^(-1)(C10)、鸡粪30 g·kg^(-1)(C30)、鸡粪50 g·kg^(-1)(C50)、鸡粪猪粪各15 g·kg^(-1)(PC15)等8个处理对酸性土壤铝毒胁迫下油菜(Brassica napus L.)生物量、光合作用参数和叶绿素荧光特性的影响。【结果】在土壤铝毒胁迫下,不同畜禽粪便处理均促进了油菜幼苗地上部生物量、光合色素含量、光合作用和叶绿素荧光特性,在第80天各处理均显著大于对照组(P<0.05),表明畜禽粪便有效缓解红壤铝胁迫对油菜幼苗生长的毒害作用。施用等量鸡粪处理比猪粪更有利于促进油菜幼苗地上部生物量、光合色素含量,但对光合作用参数、Fv/Fm值和qP的促进作用较弱,而且鸡粪、猪粪混施处理光合色素含量、光合参数Tr、Gs、Ci、qN均大于单施处理(P<0.05),说明高pH值的鸡粪更利于促进油菜生长,而高养分含量的猪粪更利于促进油菜光合荧光特性。【结论】猪粪施用量50 g·kg^(-1)对油菜生长及光合荧光特性的铝毒胁迫缓解作用最佳,而鸡粪最佳施用量为30g·kg^(-1)。就油菜幼苗生长和光合荧光特性而言,畜禽粪便种类筛选、最佳用量确定并结合土壤酸度调控对缓解红壤铝毒至关重要。

畜禽粪便Cu、Zn含量特征研究

为了解畜禽粪便中Cu、Zn含量在近年来的变化趋势,通过文献调研,分析了牛粪、猪粪和鸡粪中的Cu、Zn含量、随时间变化和区域变化的特征。结果表明,畜禽粪便中Cu、Zn含量表现为猪粪(500.9、1 121.5 mg/kg)>鸡粪(121.8、436.3 mg/kg)>牛粪(52.1、202.6 mg/kg)。猪粪Zn含量随年代变化呈极显著增加趋势(P<0.01),增加速率约为55.9 mg/(kg·年);鸡粪Cu含量随年代变化呈下降趋势(P<0.05),下降速率约为6.55 mg/(kg·年)。不同区域猪粪Cu、Zn含量有差异,广西猪粪Cu含量最高,平均值为796.6 mg/kg,湖南省猪粪Zn含量最高,平均为1 674.1 mg/kg。研究表明,鸡粪中的Cu近年来得到较好的控制,而猪粪Zn控制效果较差;由于猪粪Cu、Zn含量高,长期施用条件下存在土壤Cu、Zn累积的风险,因此应重点加强饲料行业的监管力度。

基于Web of Science文献计量的畜禽粪便和碳中和研究态势分析

为了解畜禽粪便和碳中和领域的最新热点和发展趋势,通过Web of Science核心合集数据库,以“畜禽粪便和碳中和”为主题进行高级检索,选取1994-2022年全球学者发表的1812篇英文文献,利用可视化分析软件VOSviewer、HistCite、CiteSpace等,主要对年发文量、学科分布、期刊分布、研究国家、研究机构、研究作者、研究热点与发展趋势等指标进行计量分析。结果表明:1994-2022年,国际上畜禽粪便和碳中和领域文献量整体呈上升趋势,其中中国发文量最高且呈现较快发展状态,其次是美国,说明中美两国对该领域研究较为重视。环境学是所涉及的主要学科,占论文总数量的27.7%。发文量位列前三的学术期刊为Agriculture Ecosystems&Environment、Science of the Total Environment、Soil&Tillage Research。总联系强度参数位列前三的机构分别为来自中国的中国科学院、中国农业科学院和美国的科罗拉多州立大学。由关键词共线网络发现碳封存是出现次数最高的关键词,说明碳封存是该领域的研究热点。引文分析的关键词突发性检测发现放牧管理、有机碳封存、粪便管理为畜禽粪便和碳中和研究的未来趋势。综上所述,中美两国在畜禽粪便和碳中和领域研究方面位于世界前列,以有机碳封存为主的研究正成为目前主要研究热点。

畜禽粪便好氧堆肥雌激素降解调控研究进展

收集并分析了近年来与畜禽粪便及其堆肥相关的成果,总结了雌激素的理化特性及其在畜禽粪便中的赋存情况,阐述了堆肥工艺参数、不同添加剂以及共存污染物对畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解的影响及作用机制.在畜禽粪便中威胁较大的雌激素主要为雌三醇、雌二醇和雌酮.堆肥工艺中保持不低于8d的高温持续时间更有利于雌激素的降解.添加剂中接种微生物菌剂对雌激素的降解效果最佳.重金属、微塑料和抗生素等共存污染物对雌激素的降解更多表现为抑制作用.然而畜禽粪便堆肥中雌激素的降解研究还需不断深入.鉴于此,在已有研究基础上对未来研究和重点关注的方向进行展望.

畜禽粪便好氧堆肥过程中抗生素的消减规律

本文以牛粪、鸡粪、猪粪为对象,采用开放式堆肥方式,通过API5000三重四极杆质谱仪(最低检出限为0.5~1.0μg/L),考察了初始含水率及堆肥翻堆频率对好氧堆肥过程中抗生素消减的影响.结果表明,3种粪便中均存在磺胺类、氟喹诺酮类和四环素类抗生素残留.其中,这3类抗生素残留含量分别为1.37~72.43,26.26~37.1和24.48~34.81μg/kg.随着堆肥时间延长,粪便中抗生素残留量均呈下降趋势.经过32d堆肥处理,在一定初始含水率(55.87%~68.11%)和翻堆频率(不翻堆和2次/d)下,鸡粪、猪粪、牛粪的总抗生素去除率为78.09%~92.01%.改变堆肥初始含水率和翻堆频率可显著影响畜禽粪便中抗生素的消减速率.当堆肥初始含水率为68.11%,采用1次/2d的翻堆频率时,畜禽粪便中抗生素去除率高达100%.因此,可通过合理设计堆肥处理条件提高粪便中抗生素的去除效率,实现畜禽粪便资源化与无害化利用.

畜禽粪便源有机肥中四环素类抗生素及转化产物的分布特征

畜禽粪便源有机肥是农田土壤中抗生素母体及转化产物污染的重要来源之一.为研究畜禽粪便源有机肥中四环素类抗生素及转化产物的残留情况,在全国8个省(市)采集55个有机肥样品,采用超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS),分析畜禽粪便源有机肥中四环素、强力霉素、金霉素和土霉素4种四环素类抗生素及10种转化产物的分布特征.结果表明,四环素、强力霉素、金霉素和土霉素在55个有机肥样品中均有检出,浓度分别为1.63-4348μg·kg^(-1)、ND-11451μg·kg^(-1)、ND-30300μg·kg^(-1)、7.11-55008μg·kg^(-1).10种转化产物中,差向异构体是主要的转化产物.不同畜禽粪便来源的有机肥中四环素类抗生素及转化产物的浓度存在显著差异,猪粪肥样品中四环素类抗生素及转化产物的浓度高于鸡粪肥、牛粪肥和羊粪肥.畜禽粪便资源化利用模式可能也会影响有机肥中四环素类抗生素的浓度.种养结合模式生产的有机肥中四环素类抗生素及转化产物的浓度显著高于集中处理模式生产的有机肥.进一步研究了典型地区畜禽粪便源有机肥和施肥土壤中的四环素类抗生素及转化产物残留的污染特征,发现四环素类抗生素及转化产物通过施用有机肥进入土壤环境中,差向异构体在施肥土壤中仍是主要的转化产物.畜禽粪便源有机肥和施肥土壤中四环素类抗生素及转化产物的残留不容忽视.

畜禽粪便中雌激素污染特征与控制技术研究进展

本文对国内外报道过的畜禽粪便中常见雌激素的结构与性质、种类与含量、迁移特点和控制技术进行了总结归纳,对比不同种类、生长阶段畜禽粪便中雌激素的含量,发现动物类型、粪便特性、生理状态等因素导致雌激素含量存在较大差异,应根据不同雌激素的污染特征进行针对性治理.大量文献报道畜禽养殖场周围环境中检测出不同种类的雌激素,表明雌激素存在环境迁移风险,亟需建立风险评估体系以确保生态安全和人类健康.畜禽粪便中雌激素的控制技术有好氧堆肥、高级氧化和微生物降解,大量雌激素降解菌株已从不同环境中被分离并应用,而雌激素降解功能菌群和固定化菌剂在应对不同的环境压力、抵御污染物胁迫方面更具备应用潜力,菌群间的互作机制和雌激素的降解机制未来仍需深入探索和研究.

畜禽粪便添加蚯蚓堆肥对抗生素抗性基因的去除效果及影响因素研究进展

抗生素抗性基因(ARGs)作为一种新污染物受到广泛关注。畜禽粪便是环境中ARGs的重要来源,蚯蚓堆肥对合理利用畜禽粪便和促进绿色农业发展具有重要作用,因此研究畜禽粪便添加蚯蚓堆肥对ARGs的影响已成为当前的研究热点。介绍了畜禽粪便中ARGs的传播途径,重点综述了畜禽粪便添加蚯蚓堆肥对ARGs的去除效果、影响机理和影响因素,并提出了一些具有前瞻性的研究方向,为畜禽粪便无害化处理和资源化利用以及蚯蚓堆肥技术推广提供支撑。

畜禽粪便堆肥添加剂及其应用效果的研究进展

堆肥是一种将畜禽粪便转化为肥料的处理方式,可实现无害化、资源化利用。畜禽粪便处理及堆制过程中往往会产生大量的恶臭气体,出现抗生素沉积、重金属超标等问题。添加外源添加剂到堆体中,以此消除或削减这些不良影响,可达到提升堆肥品质和资源化利用的目的。文章首先简述畜禽粪便的污染现状和常见的堆肥添加剂及其作用,综述添加剂对堆肥常见理化指标的影响,以期为选择合适的畜禽粪便堆肥添加剂提供参考。

畜禽粪便超高温堆肥技术研究进展

本研究旨在深入探究超高温堆肥技术在畜禽粪便处理领域的研究现状与应用潜力。通过分析超高温堆肥中试研究、超高温堆肥工程案例和超高温堆肥产物的质量及其应用效果,结果显示,外源供热和超嗜热菌剂添加是实现超高温堆肥的关键因素,其中超嗜热菌剂的添加尤为关键。研究表明,超高温堆肥适用于不同规模和不同种类的畜禽粪便处理,具有经济可行性。同时,超高温堆肥的产物符合中国有机肥料标准,并在种植中显示出良好的效果,具有广阔的推广应用前景。然而,超高温堆肥的微生物菌株资源挖掘利用和超高温堆肥产物的大田应用示范等工作仍有待开展。

畜禽粪便好氧堆肥中抗生素抗性基因研究进展

抗生素被广泛用于畜禽养殖业,这些抗生素在动物体内不能被完全吸收,导致大量抗生素通过粪便进入环境,进而诱导抗生素抗性基因(ARGs)的产生,对生态环境和人畜健康带来不利的影响。大量研究已证实好氧堆肥是一种有效降低多种污染物生态风险,实现畜禽粪便的资源化、无害化利用的方法,同时堆肥原料及堆肥工艺等条件的不同导致了ARGs的复杂性、多变性。该文介绍了好氧堆肥过程中ARGs的转移传播机制,重点论述了生物因素(细菌群落、可移动遗传元件)、堆肥理化参数(温度、pH值、C/N、氮形态、通风工艺与参数)对ARGs的影响,并简述了ARGs、细菌群落、可移动遗传元件(MGEs)、各堆肥理化参数之间的相互关联特性。基于此,该文概述了当前ARGs的消减措施研究进展,同时为未来研究方向提出了展望,以期为畜禽粪便好氧堆肥中有效控制ARGs的传播提供理论依据。

畜禽粪便基生物炭在环境污染防治中的研究进展

畜禽粪便是农业面源污染的主要防治对象,利用畜禽粪便制备的生物炭具有多孔隙结构、活性基团丰富、比表面积大等优点,可作为一种环境友好的低成本吸附材料,为畜禽粪便资源化利用提供新的方向。本文综述了畜禽粪便基生物炭的制备工艺、改性情况及其在水体污染治理和土壤改良等环保领域的应用现状,并阐述目前关于畜禽粪便基生物炭的研究中存在的问题,对畜禽粪便基生物炭在环境污染的防治提出合理化建议,为实现畜禽粪便“以废治废”提供理论依据。

简易堆肥快速处理技术在畜禽粪便处理中的应用

随着人们生活水平的提高,畜牧业得到快速发展,畜禽粪便处理和利用也逐渐成为影响养殖场户效益的关键因素。同时,由于农村劳动力向城市转移,农村空心化日益严重,种植的农户或规模种植户(专业合作社)也因劳动力昂贵大量使用化肥,导致畜禽养殖粪污这一便宜优质的有机质未得到充分利用,逐渐成为农业面源污染的重要源头。

新疆4类主要秸秆和畜禽粪便的空间分布及综合利用潜力

采用GIS结合数据批处理模型,预估新疆各区县水稻、小麦、玉米和棉花4类主要农作物秸秆和猪、牛、羊、家禽4种畜禽粪便总量,并计算理论上能转化成的化肥和能源量,结合热点区县,提出建议。结果表明:2021年新疆4种主要作物秸秆和畜禽粪便总量分别达到2 354.06万t和9 689.68万t,作物秸秆肥料化利用潜力理论上相当于910.88万t有机碳、7.21万t的氮、0.94万t的磷和10.11万t的钾,能源化理论上相当于958.34万t标准煤或4.2亿m^(3)沼气;畜禽粪便肥料化利用潜力理论上相当于1 197.37万t有机碳、49.91万t氮、30.97万t磷和35.09万t钾,能源化利用可折算成1 221.72万t标准煤或6.0亿m^(3)沼气。新疆拥有较多秸秆、畜禽粪便热点县以及秸秆—畜禽粪便双热点县。新疆各地农业秸秆和禽畜粪便回收利用效率较低。通过明确新疆农业废弃物资源分布格局并测算其利用水平,可以统筹生产资源并合理利用,促使农业高质量发展。

畜禽粪便堆肥替代部分化肥对土壤性质与三华李产量的影响

畜禽粪便堆肥利用是一项兼顾环境保护和资源利用的举措。为了探索畜禽粪便堆肥利用对土壤性质及三华李产量的影响,特安排了畜禽粪便堆肥替代部分化肥比较试验。结果表明:与常规施肥处理相比,施用畜禽粪便堆肥后土壤肥力有所提高,土壤有机质含量增加4.10%~8.61%,碱解氮含量增加17.57%~18.85%,有效磷含量增加10.59%~13.75%,速效钾含量增加5.60%~8.43%;施用畜禽粪便堆肥对三华李产量也有明显的提升作用,以替代30%氮的处理产量最高,达到37125.0 kg/hm^(2)。

畜禽粪便资源化利用技术研究

畜禽养殖业在迅速发展的同时,也产生了大量的畜禽粪便,对环境造成了严重压力。该研究通过探讨和评估畜禽粪便资源化利用的多种技术,以促进农业废弃物的可持续管理,并减少环境污染,有助于促进畜禽粪便资源化技术的广泛应用,推动农业可持续发展和环境保护。

畜禽粪便发酵处理的关键技术及在畜禽养殖中的应用

随着我国经济的快速发展和人民生活需求的增加,畜禽养殖产业迅猛发展。然而,畜禽粪便后续处理不当导致严重环境污染,其中富含未消化完全的营养物质(蛋白质、必需氨基酸、粗纤维、矿物质和维生素)未能有效利用,严重制约了畜牧业向绿色生态发展。为解决畜禽粪便带来的污染问题和提高其利用效率,畜禽粪便发酵处理技术成为研究热点。本文综述了畜禽粪便发酵处理的特点、类型、影响因素和应用方面的关键技术最新研究进展,为深入研究和推广畜禽粪便发酵技术提供理论参考和技术指导。通过该技术的运用,可以有效解决养殖场粪污处理问题,实现畜禽粪便零排放,同时获得可利用的肥料、饲料和能源,推动畜禽业向绿色、循环、高效方向发展。

贵州省畜禽粪便处理存在的问题及对策

近年,随着贵州省畜禽养殖场数量的不断增加,粪便污染问题日益凸显,畜禽养殖污染是养殖业发展的必然产物,随着畜禽养殖业的飞速发展,粪便污染成为农村环境治理的一大难题。畜禽粪污处理不妥当,导致污染水源、空气和土壤,传播动物疫病,导致畜产品产生毒副作用。如何处理畜禽粪便是影响贵州省养殖业健康可持续发展的重要因素。可采用全量还田模式,粪便好氧堆肥模式,粪污厌氧处理模式,蚯蚓养殖技术,栽培基质利用模式,动物蛋白转化模式等方式进行畜禽粪污处理。该文就贵州省畜禽粪便处理存在的问题及对策进行综述,为广大养殖户合理健康养殖提供参考。