规模化养鸡场鸡粪“两段式”好氧堆肥工艺研究

好氧堆肥是鸡粪资源化利用的重要途径,它不仅能够解决鸡粪污染问题,还能够产生有机肥用于土壤改良,增强土壤肥力。但在工程应用上,传统的槽式堆肥发酵周期长,而罐式堆肥又常因物料含水率过高而难以启动,发酵效果不甚理想。本研究设计了一种“两段式”好氧堆肥工艺,通过初级发酵槽(第一阶段)发酵降低了物料含水率,从而实现了物料在立式发酵罐(第二阶段)内的快速腐熟。应用该工艺的示范工程已完成建设并稳定运行,对发酵完成后的物料进行腐熟度评价,发现物料的pH、含水率、有机质、蛔虫卵死亡率、种子发芽指数等评价指标均已满足要求,可作为肥料使用。

基于高通量测序的鸡粪堆肥过程细菌群落结构分析

为通过相关功能微生物的应用,提高鸡粪堆肥效率及产品质量,本研究以鸡粪和菌渣进行好氧堆肥35 d,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析鸡粪堆肥过程中细菌的群落结构动态变化。结果表明,在细菌门分类水平上,鸡粪堆肥过程中主要有厚壁菌门、拟杆菌门和盐厌氧菌门,其中厚壁菌门的相对丰度在鸡粪堆肥各时期均占主导地位,腐熟期相对丰度最高,拟杆菌门在腐熟期相对丰度最低,盐厌氧菌门在降温期相对丰度最高;在细菌纲分类水平上,鸡粪堆肥过程中主要有梭菌纲、芽孢杆菌纲和拟杆菌纲;α多样性相关分析表明,高温期堆肥中细菌菌群丰富度最高,群落多样性最大。综上,在鸡粪堆肥期间,细菌群落结构发生了明显变化。

基于鸡粪养殖的黑水虻幼虫复合滚筒筛参数研究

【目的】解决鸡粪养殖黑水虻虫沙结块分离难、黑水虻幼虫损失率高及分离设备筛分效率低的问题,探究筛分参数对黑水虻幼虫复合滚筒筛筛分效果的影响。【方法】在借助离散元软件构建滚筒筛物料颗粒筛分过程仿真模型的基础上,以外层滚筒转速、抄板高度、内层滚筒转速和滚筒倾角为试验因素,进行了4因素3水平正交试验,分析得到筛分效率和黑水虻幼虫损失率的最优筛分参数组合。【结果】当外层滚筒转速36 r·min^(-1),抄板高度20 mm,内层滚筒转速-45 r·min^(-1),滚筒倾角8°时,滚筒筛性能最优,筛分效率为95.32%,损失率为4.85%;在最优筛分参数组合条件下,样机试验结果与仿真试验结果相对误差分别为4.19%和0.55%,仿真试验与样机试验结果吻合度较好。【结论】解决了黑水虻幼虫分离设备现存问题,获得了滚筒筛分的最佳筛分参数,为黑水虻幼虫筛分设备相关研究提供参考。

黑水虻处理鸡粪技术要点

我国是农业生产大国,农牧业发展至关重要。饲料缺口是困扰畜牧业的主要问题。黑水虻作为一种新型资源昆虫,其幼虫具有蛋白含量高、氨基酸种类丰富、生物量大的特点,被认为是理想的昆虫性饲料源,且黑水虻处理粪便的能力较强,故其饲用化发展可有效缓解动物养殖饲料短缺的问题、减轻环境污染。本文结合畜牧生产实践,简述了黑水虻的生物学特性、营养成分及资源化利用方式,总结了黑水虻处理鸡粪技术要点,以期为黑水虻处理鸡粪的有效利用提供参考。

微生物菌剂对鸡粪堆肥理化指标和细菌群落组成的影响

为探究微生物菌剂在鸡粪堆肥化过程中对腐熟指标和细菌群落的影响,本研究以鸡粪为原料,菌菇废渣为辅料进行好氧堆肥,设置菌剂处理组和对照组两组试验,对比堆肥过程中理化指标、发芽指数及细菌群落结构和多样性。结果表明:堆肥结束时对照组和菌剂处理组pH分别为8.37和8.70,电导率分别为1.86 mS·cm^(-1)和1.67 mS·cm^(-1),含水率分别为43.25%和34.35%;与对照组相比,堆肥结束时菌剂处理组氮素损失率降低28.65个百分点,种子发芽指数为115.18%,高于对照组(94.83%)。高通量测序分析结果表明,添加微生物菌剂处理改善了堆肥细菌群落组成,有助于堆肥腐熟,抑制了部分条件性致病菌的生长。研究表明,添加微生物菌剂影响了鸡粪堆肥的细菌群落结构,减少了堆体氮素损失,提高了堆肥腐熟度。

氨氮降解菌分离鉴定及对发酵鸡粪氮素转化的影响

【目的】解决鸡粪氨气释放和氮素营养流失的问题,减少鸡粪对养殖环境的污染并提高其农用价值。【方法】通过原位筛选法从鸡粪中得到有效降低鸡粪发酵过程中氨气释放的菌株,并采用形态学及分子生物学手段鉴定其种属。将该菌株应用于鸡粪中进行发酵,确定菌株的降氨效果及氮素的转化流向。【结果】在鸡粪中获得一株具有降氨效果的菌株LF10,鉴定为白地霉菌(Geotrichum candidum)。将白地霉LF10接入鸡粪中进行发酵,与对照组相比,在48 h时鸡粪中氨气释放量减少了12.16%,铵态氮含量减少了32.93%,硝态氮含量增加了7.99%,总氮含量增加了3.31%。【结论】白地霉LF10是一株高效降低氨氮的菌株,可以在较短时间内将鸡粪中铵态氮转化为硝态氮,进而降低鸡粪发酵过程中的氨气的排放,有效保留鸡粪中的氮素营养。

物料碳氮比及微生物菌剂接种量对黄瓜秧-鸡粪堆肥过程的影响

为明确黄瓜秧与鸡粪堆肥的适宜碳氮比及微生物菌剂接种量,本研究设计3个碳氮比(17.5、22.5和27.5)和3个微生物菌剂接种量(0.1%、0.2%、0.3%)共9个处理,测定了不同处理对黄瓜秧与鸡粪好氧堆肥过程中温度、有机质降解率、pH值、种子发芽指数(GI)、养分含量及堆肥腐熟度的影响。结果表明,高碳氮比和高微生物菌剂接种量处理堆体温度更快达到50℃以上,且堆肥过程中高温的峰值高于中、低碳氮比和中、低微生物菌剂接种量处理;高碳氮比和高微生物菌剂接种量处理,有机质降解率、堆肥的腐熟度(T)都显著提高;但接种0.3%微生物菌剂处理对有效磷、速效钾的保留效果以及堆肥最终发芽指数(GI)的提升均不如接种量为0.2%与0.1%的处理。综合上述分析,黄瓜秧与鸡粪进行堆肥无害化生产时,适宜的碳氮比为27.5,微生物菌剂接种量为0.1%~0.2%。

亮斑扁角水虻幼虫生物转化对鸡粪中FAdV-4的消减作用研究

将亮斑扁角水虻幼虫(black soldier fly larvae,BSFL)接入含禽腺病毒血清4型(FAdV-4)的鸡粪中(0~18 d),采用TaqMan qPCR和16S rDNA高通量测序分析了BSFL转化过程中FAdV-4含量的动态变化和微生物区系演化。结果表明,BSFL转化能够显著消减鸡粪中的FAdV-4群体载量,转化18 d时FAdV-4减少率达到了99.63%,明显高于对照组(64.74%),并且增加BSFL接种量和日龄能增强对FAdV-4的消减作用;BSFL转化使得物料中的细菌多样性显著降低;厚壁菌门、假单胞菌属受到抑制,而拟杆菌门、异常球菌-栖热菌门丰度则明显提高;居绿藻菌属、特吕珀菌属在BSFL转化体系中与FAdV-4消减密切相关。

固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法快速测定鸡粪中37种抗菌药物的含量

建立了固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法(SPE-UPLC-MS/MS)快速测定鸡粪中37种抗菌药物含量的方法。鸡粪经冻干制备,80%乙腈(含0.1%甲酸)提取,Oasis PRiME HLB通过式固相萃取净化后,利用UPLC-MS/MS测定抗菌药物含量。结果表明,37种抗菌药物浓度在0.40~200.0ng/mL范围内线性关系良好,相关系数(R^(2))大于0.996,检出限(LOD)为1μg/kg,定量限(LOQ)为4μg/kg。37种抗菌药物在3个浓度添加标水平(LOQ、5倍LOQ、10倍LOQ)下的回收率为63.5%~104.2%,批内相对标准偏差为1.47%~10.5%,批间相对标准偏差为2.39%~14.2%。所建立方法准确、快速、灵敏、稳定,可实现鸡粪中37种抗菌药物的同时快速测定。

黑水虻生物堆肥处理鸡粪养分转化及气体排放规律研究

[目的]本研究旨在探究添加黑水虻幼虫对鸡粪堆肥养分含量、腐熟度及气体排放变化的影响,为推广黑水虻生物堆肥处理鸡粪提供科学依据。[方法]本研究设置了2个处理,新鲜鸡粪添加黑水虻幼虫(黑水虻处理组)与不添加黑水虻幼虫处理(对照组),比较不同堆肥处理理化性质变化、温室气体与氨气排放变化规律。[结果]黑水虻生物堆肥转化鸡粪料虫比为6.70,生物转化率为38.3%,物料鲜重减量率为66.0%,对照组物料的鲜重减重率仅为47.6%;在周期为12 d的试验中,黑水虻处理组CO_(2)累积排放量在前6 d低于对照组,后期CO_(2)累积排放量高于对照组,而CH_(4)排放量远低于对照组,黑水虻处理组与对照组均未检测到N_(2)O的明显排放,黑水虻处理组非CO_(2)全球增温潜势显著低于对照组,仅为对照组的7.09%;黑水虻处理组NH3累积排放量高于对照组。[结论]黑水虻能直接实现高湿物料鸡粪的减量化处理,并转化为有经济价值的虫体及虫粪,且温室气体的排放潜势显著低于对照组,是一种低碳高效高值的畜禽粪污处理模式。

鸡粪堆肥过程中氮素损失研究综述

好氧堆肥是实现鸡粪资源化处理最主要的技术手段之一。然而在鸡粪堆肥过程中氮素损失较为严重,在降低肥效的同时,还引起严重的面源污染。本文总结影响鸡粪堆肥过程氮素损失的主要原因,并综述初始C/N、初始含水率、翻堆频率、添加剂种类对鸡粪堆肥过程氮素损失的影响,得出减少鸡粪堆肥氮素损失的最适初始C/N为20~25、初始含水率为60%~65%、翻堆频率为7天1次。复合添加剂较单一添加剂更能降低堆肥过程中的氮素损失。最后提出鸡粪堆肥未来方向的研究展望,为今后进行鸡粪堆肥过程中氮素损失的研究提供理论依据。

羊粪、食用菌菌渣及鸡粪混合堆肥的效果研究

为了解决集约化、规模化畜禽养殖生产中废弃物资源化利用问题,探究食用菌菌渣、鸡粪跟羊粪废弃物混合的堆肥效果,该试验以羊粪为主要堆肥原料,配合不同比例的鸡粪、食用菌菌渣和亚硒酸钠,设CK、GA、GB、GC 4个组(羊粪含量分别为100%、70%、60%和50%),并接种粪便微生物发酵菌,混合后进行好氧堆肥。通过检测堆体温度、pH、堆料物理、化学、生物指标及堆料发酵好后有机肥的品质性状,从粪便肥料化的角度确定羊粪、鸡粪及食用菌菌渣混合好氧堆肥的最适配比。结果表明,与对照组相比,GA、GB及GC处理缩短了升温时间,提高堆温2~3℃,同时延长了高温时间,且GC处理的促升温、增温效应优于GA和GB处理;堆肥第15天,各试验组pH达最大值,且GC的pH值最高,堆体碱性最强;堆肥完成时,与CK相比,GA、GB及GC处理的TN、TP和总养分含量都有极显著提高(P<0.01),同时GC的有机质含量高于GA和GB;4个处理的重金属含量、蛔虫卵死亡率及粪大肠菌群数均达到NY 525-2012《有机肥料》的标准。综合以上结果,GC处理(羊粪50%+鸡粪20%+菌渣30%)配合比例有最好的堆肥效果及有机肥品质,优选该比例来对羊粪、鸡粪及食用菌菌渣进行肥料化处理。

自制鸡粪有机肥及其套餐式施肥技术对桃产量及品质的影响

以十年生桃园为实验材料,以施用化学肥料为对照,以一般的农家肥(处理Ⅰ)、和市场上出售的成品有机肥(处理Ⅱ)为对比,研究了自制鸡粪有机肥(处理Ⅲ)及其套餐式施肥技术对桃产量及品质的影响。结果显示在N、P、K供给量一致的情况下,自制发酵鸡粪可以明显的改善桃园土壤结构、提高鲜桃品质和质量,其产量分别比CK、处理I提高了8.98%、4.03%,效益分别比CK、处理Ⅰ、处理Ⅲ提高了36.27%、30.72%和21.51%;处理Ⅱ与处理Ⅲ两组的鲜桃果实个大且果面光滑,着色好,含糖量高,商品性好,可以证明自制发酵鸡粪与市场上出售的成品有机肥相比效果无显著性差异,但成本大大降低。

节杆菌和腐熟鸡粪混施对Atrazine污染土壤特性影响

为明确节杆菌菌株MSD6与腐熟鸡粪混用修复阿特拉津污染土壤的潜力。采用模拟阿特拉津污染土壤,设5个处理:CK1,空白对照,无添加林地土;CK2,药剂对照,仅添加阿特拉津;T1,阿特拉津+菌株MSD6(5×10^(8)CFU·kg^(-1));T2,阿特拉津+腐熟鸡粪50 g;T3,阿特拉津+菌株MSD6(5×10^(8)CFU·kg^(-1))+腐熟鸡粪50 g。结果表明,菌株MSD6和腐熟鸡粪混施能显著降低土壤阿特拉津含量,并能较好恢复阿特拉津引起的土壤微生物量碳和土壤酶活性的降低。培养40 d后,T3处理的阿特拉津降解率为92.8%,土壤微生物量碳较CK2升高206.8%。T3处理的土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性显著高于CK2处理。综上所述,节杆菌菌株MSD6与腐熟鸡粪混用能有效地改善阿特拉津污染土壤的生物学特性。

生物炭和鸡粪改良剂对铅胁迫下番茄生理生化、铅吸收及土壤性质的影响

以铅(Pb)污染土壤(526.51 mg/kg)为基质进行盆栽试验,设置Pb胁迫下施用生物炭(30、60 g/kg, B1、B2)、鸡粪(30、60 g/kg, M1、M2)及其组合(B1+M1、B1+M2、B2+M1、B2+M2)处理,以不添加改良剂为对照处理(CK),探索生物炭和鸡粪改良剂对Pb胁迫下番茄生理生化、Pb吸收及相关土壤性质的影响。结果表明,生物炭、鸡粪相关处理均可提高番茄干物质量、株高、SPAD值、根系性状指标、根际土壤酶活性以及叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,降低丙二醛含量,从而减轻Pb胁迫对番茄产生的氧化应激。生物炭、鸡粪相关处理可显著降低番茄根系、地上部的Pb含量,介导土壤Pb形态转变,降低有效Pb含量。单施鸡粪改良剂对于促进番茄生长和提高叶片抗氧化酶活性更有效;单施生物炭处理在诱导土壤碱化和固定Pb方面更有效。生物炭和鸡粪的组合使用具有叠加效应,对番茄生长发育、叶片抗氧化酶活性和土壤酶活性的影响更大。与B1+M1处理相比,其他处理的番茄组织中的Pb含量和土壤有效Pb含量显著提高,番茄Pb生物富集系数、转移系数分别提高1.23%~58.28%、7.83%~40.89%。综上,生物炭和鸡粪组合使用在降低土壤Pb生物有效性、减少番茄Pb吸收、改良土壤性质以及促进番茄生长方面具有良好效果,以30 g/kg生物炭配施30 g/kg鸡粪改良剂效果最佳。

腐熟鸡粪替代氮肥对水稻产量、氮肥利用率和土壤理化性质的影响

针对东台缠脚土土壤结构较为紧实的特点,研究施用腐熟鸡粪对水稻产量、品质和土壤理化性质的影响。2022年在江苏省东台市五烈镇现代农业示范园内试验点开展试验,以当地主栽品种‘南粳9108’为供试水稻,在潴育型水稻土缠脚土上种植,依据等氮替代原则,设置不施肥处理、常规处理、鸡粪替代氮肥10%、鸡粪替代氮肥20%、鸡粪替代氮肥30%、鸡粪替代氮肥40%、鸡粪替代氮肥50%7个处理。结果表明,与常规施肥相比,鸡粪替代氮肥有效增加了土壤全氮和有机质含量,且随着替代比例的增加而增加,增加幅度分别为0.86%~3.45%和0.57%~9.53%,容重随着替代比例的增加而降低,降低了0.73%~4.41%,有效改善了土壤肥力和结构,进而增加了水稻产量、提升了稻米品质,其中鸡粪替代氮肥20%处理显著增加了水稻产量,增产19.44%(P<0.05),氮肥利用率显著提高16.58%(P<0.05)。综合比较,鸡粪替代氮肥20%的水稻经济效益最高,既提高了水稻的产量和品质,又改善了土壤结构,是较优的鸡粪替代氮肥比例。

改性鸡粪生物炭对化肥吸附性能的影响

以畜禽粪便中典型的鸡粪为原料,在马弗炉中限氧500℃温度下制备生物炭,并对其微波加热和紫外线照射两种方式进行改性。通过pH、电导率、比表面积和傅里叶红外光谱对改性前后的鸡粪生物炭进行表征,结合吸附动力学模型和吸附等温线模型,探讨改性前后的鸡粪生物炭对化肥的吸附机理。结果表明,两种改性方法均使生物炭对化肥的吸附效果有所提升,其中经过微波加热改性的鸡粪生物炭对化肥的吸附量提升了1.65 mg/g,经过紫外改性的鸡粪生物炭对化肥的吸附量提升了2.44 mg/g;3种鸡粪生物炭对化肥的吸附过程均符合准二阶动力学模型和Langmuir模型,表明吸附过程中化学吸附占主导且为单层吸附。

鸡粪堆肥过程中腐植酸形成规律及结构变化研究

本研究以鸡粪和菌渣为原料,通过罐式高温好氧堆肥过程探究腐殖质(HS)类物质随时间变化的形成过程以及化学结构的变化规律。结果表明,采用罐式好氧堆肥对鸡粪进行处理方式,腐殖化启动速度快,物料堆肥整体高温持续时间长,50℃以上温度持续4 d以上,含水质量分数迅速下降至25%以下;物料中大量的蛋白质、脂肪及糖类被微生物分解利用后又重新转化大分子有机质,堆肥至第6天,C/N比达到10.10±0.72,腐熟过程基本完成;3D-EEM光谱图显示,在整个堆肥过程中黄腐酸类物质被生物氧化生成更稳定的腐植酸(HA)结构,但第6天以后由于小分子有机物含量下降,导致了黄腐酸类物质的积累。因此,通过在堆肥后期提高小分子有机物含量可以继续推动黄腐酸(FA)往HA的转化。

鸡粪厌氧消化脱氮预处理研究进展

厌氧消化技术是一种高效节能的有机废物资源化利用方式,已经被广泛应用到鸡粪污染的资源化利用当中。由于鸡粪中大量的氮素以有机氮形式存在,在反应过程中不断分解造成氨抑制的问题,严重影响甲烷产率和厌氧消化效果。为此本文探讨了诸多脱氮方法,对目前传统的脱氮方式进行了调查,并总结出其原理及优缺点应用。在此基础上介绍了氨化细菌脱氮的机理,并结合氨化细菌污水、土壤及湿地脱氮等进行阐述。最后对利用氨化细菌脱氮具有的良好应用前景进行了总结、提出了展望。

添加不同比例玉米秸秆对鸡粪有机肥品质的影响

为高效利用玉米秸秆,提高有机肥品质及效益,本研究通过添加0、5%、10%、15%、20%、25%、30%(质量分数)的干燥玉米秸秆对鸡粪进行好氧发酵,测定鸡粪有机肥的有机质、总养分、pH、电导率、种子发芽率等肥力指标以及重金属含量情况。研究发现:15%玉米秸秆组的发酵周期显著短于5%、10%、20%、25%、30%玉米秸秆组,极显著短于对照组;添加15%(质量分数)以上玉米秸秆显著提高了鸡粪有机肥的总养分含量,添加15%、20%(质量分数)玉米秸秆显著提高了鸡粪有机肥的含量,添加10%、15%(质量分数)玉米秸秆显著提高了鸡粪有机肥种子发芽率;添加20%(质量分数)以上玉米秸秆显著增加了鸡粪有机肥砷含量,添加30%(质量分数)玉米秸秆显著增加了鸡粪有机肥铬含量,添加玉米秸秆显著增加了鸡粪有机肥铅含量,但均未超限。以上结果表明,玉米秸秆可作为发酵鸡粪有机肥的优质生物质原料,并且适宜的添加比例为15%(质量分数)。