羊粪中添加蚓粪腐熟发酵效果研究

为了促进羊粪腐熟发酵,明确羊粪中添加蚓粪后的腐熟发酵效果,提高羊粪和蚓粪利用率,试验采用瓶装腐熟发酵法,在新鲜羊粪中分别添加5%、10%、15%、20%比例的环毛蚓和＂太平3号＂蚓粪,以新鲜羊粪为空白对照,每个处理重复3瓶,在室温下腐熟发酵42 d,定期观测腐熟温度、pH值、含水率、色泽、疏松度、气味、种子发芽指数（GI）等指标。结果表明：与空白对照比较,腐熟42 d后随着蚓粪添加量的增加各处理的含水率、pH值逐渐降低,GI和微生物数量则逐渐增高,腐熟发酵效果增强,其中添加20%的＂太平3号＂蚓粪腐熟温度上升最快,温度最高（48.2℃）,较空白对照高7℃,缩短腐熟时间2～3 d,腐熟发酵42 d后GI为106.42%,分别较20%环毛蚓粪处理和空白对照高6.13和25.20百分点。说明在新鲜羊粪中添加适当比例的两种蚓粪均能促进羊粪的腐熟发酵,其中添加20%的＂太平3号＂蚓粪腐熟发酵效果优于其他处理。

洞庭湖区羊粪资源化利用现状与技术探讨

促进肉羊粪尿资源化利用对实现洞庭湖区生态环境保护及肉羊养殖生产可持续发展具有重要意义。为了加快和拓宽羊粪无害化处理与资源化利用进程与渠道,笔者针对洞庭湖区养殖场(户)养殖与经营特点,结合近年来实践经验,对洞庭湖区羊粪资源化利用现状与主要处理技术手段进行比较分析,对存在的主要问题进行探讨并分析羊粪有机肥生产与养殖蚯蚓饲料化利用的科学性与可行性,从羊粪高效利用以及增收/创收的角度提出合理化建议,为今后生态型循环养殖模式的有效衔接和拓展,构建湖区特色循环经济以及羊粪高效生物有机肥的研发提供参考。

径流与施肥对流域入河重金属污染负荷的控制

【目的】农田重金属随降雨径流进入河湖,导致水体污染,对水体生态环境安全和人畜饮水健康构成重大威胁。目前对施肥与土壤重金属污染的关系研究较多,但很少把农田面源施肥与河湖水体中重金属污染相关联。了解农田施肥对入河重金属污染负荷的影响,对河湖水体重金属污染防控具有重要意义。因此,本研究通过测定农业小流域典型重金属入河污染负荷的时空变化,以期阐明径流、施肥及作物覆盖对重金属入河负荷的影响,为制定水体重金属面源污染防控提供科学依据。【方法】试验区位于广西蔗区客兰水库水源区那辣流域,将流域分为一个下游子流域(S_(1))和两个上游子流域(S_(2)、S_(3))进行监测研究。利用无人机技术获取流域土地利用信息和甘蔗不同生长期的作物盖度;利用径流泥沙自动监测、采样系统获取各子流域出口的径流参数和泥沙样品,在室内测定入河泥沙浓度及典型重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd)含量,进而计算各子流域入河泥沙重金属负荷;利用皮尔逊相关分析,确定入河重金属负荷与降雨、径流、施肥及作物覆盖的关系。【结果】流域入河重金属负荷大小顺序为Cr(5.16 kg/hm^(2))>Ni(3.0 kg/hm^(2))>Zn(2.98 kg/hm^(2))>Cu(1.89 kg/hm^(2))>As(1.46 kg/hm^(2))>Cd(0.01 kg/hm^(2));下游子流域重金属入河负荷大于上游子流域,是S_(2)的1.68倍和S_(3)的1.44倍;流域重金属入河负荷在分蘖期和伸长期最大,成熟期最小,分蘖期和伸长期的入河负荷占整个生长期入河负荷的74.32%,其特征为分蘖期(5.64 kg/hm^(2))>伸长期(5.13 kg/hm^(2))>苗期(3.53 kg/hm^(2))>成熟期(0.19 kg/hm^(2));流域降雨径流、施肥和覆盖度与重金属的入河负荷呈显著相关,分别解释了入河污染负荷变化的50%~86%、33%~46%和11%~28%。【结论】Cr、Ni、Zn是广西蔗区流域入河泥沙中最主要的重金属污染物,占6种典型重金属入河污染总负荷的78%;流域重金属入河污染主要发生在甘蔗分蘖期和伸长期,下游入河污染负荷显著大于上游流域;流域径流与施肥的耦合对入河重金属污染负荷具有控制作用。这些研究结果说明,在集约化蔗区,通过调控甘蔗施肥时间,减少肥料洒施,提高作物覆盖度以减少暴雨径流的冲刷,对防控土壤重金属入河污染具有重要作用。

流域沟渠植草拦截农田氮磷入河污染的有效性研究

【目的】过度施肥与降雨径流的耦合作用使得大量氮磷从农田流失进入河道,导致河湖水体污染。在水土流失严重区,尤其是热带–亚热带集约化农业坡地,土层浅薄、蓄水性差,在降雨条件下所施肥料极易发生径流侵蚀流失,通过沟渠进入下游河湖水体,导致水体污染。如何控制这种水蚀型面源污染物从农田向河湖水体的输送愈来愈受到人们的关注,为此在流域下游沟渠构建植物拦截系统,评价其减少坡面氮磷入河污染的有效性,为水蚀型农田面源污染物的流域防控提供理论依据。【方法】本研究在广西客兰水库水源区那辣小流域,选择下游500 m长的沟渠,该沟渠接收流域上游来水并直接输入水库,隔段种植当地优势植物狗牙根[Cynodon dactylon(L.)Pers]和象草(Pennisetum purpureum),以及引种植物香根草[Vetiveria zizanioides(L.)Nash](于南宁花鸟市场购买香根草籽育苗移栽)。在13次降雨事件下分别采集沟渠入口和出口处的水样进行检测,用以研究面源污染防治效益。【结果】与流域上游入口比较,下游植草沟渠输出水体中溶解态总氮(TDN)浓度由17.55 mg/L降至12.43 mg/L,NH_(4)^(+)-N由1.06 mg/L降至0.73 mg/L,NO_(3)^(−)-N浓度由15.10 mg/L降至10.92 mg/L,溶解态总磷(TDP)浓度由0.031 mg/L降至0.021 mg/L;植物对降雨事件下流域输入沟渠中的TDN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(−)-N和TDP平均去除率分别为31.90%、27.92%、29.80%和31.02%。【结论】在热带和亚热带集约化径流农业流域,选择连接上游坡地与下游河湖水库的沟渠植草,可以对流域流失氮磷实施有效地拦截和去除,是一个简单、可行、有效的农业面源污染流域防控措施,值得推广应用。

甘蔗集约化种植区施肥显著增加入河硝态氮污染:基于氮氧同位素的流域示踪

【目的】过量施用肥料会导致土壤养分过剩,在降雨径流冲刷下极易流失进入河湖水体,引起地表水体污染。本研究旨在阐明农区施肥与入河硝态氮污染的关系,为有效防控农业面源污染提供科学依据。【方法】选择广西集约化蔗区客兰水库水源区的那辣流域,应用双稳定同位素(δ^(15)N-NO_(3)-、δ^(18)O-NO_(3)-)示踪技术,确定流域内3个子流域(S1、S2和S3)入河硝态氮的来源比例,结合地表水主要离子测定,探讨了丰水期和枯水期硝态氮主要来源贡献的时空变化机理及其对施肥的响应。【结果】那辣流域水体NO_(3)^(-)-N浓度范围是1.24~27.90 mg/L,超过国家地表水Ⅲ类水质标准。丰水期施肥量较多,化肥在降雨径流的冲刷下大量流失进入水体,致使NO_(3)^(-)-N浓度在丰水期(均值为22.01 mg/L)显著高于枯水期(均值为5.64 mg/L),丰水期和枯水期NO_(3)^(-)-N浓度从上游向下游呈逐渐下降的趋势,可能是下游区域做植物河道梯级拦截试验所致。δ^(15)N-NO_(3)^(-)、δ^(18)O-NO^(3)-的组成表明流域施肥(化肥和有机肥)与土壤氮素是入河水中硝态氮污染的主要来源,占入河所有硝态氮污染源贡献的90%以上。在丰水期,流域入河硝态氮来源贡献的大小顺序为化肥(42.9%)>土壤氮(28.6%)>有机肥(19.2%)>大气沉降(9.3%);枯水期入河硝态氮来源的贡献大小顺序为土壤氮(39.7%)>化肥(37.6%)>有机肥(15.3%)>大气沉降(7.4%)。【结论】流域施肥与入河硝态氮污染呈正相关,不合理的施肥方式,如肥料撒施,是集约化蔗区入河硝态氮污染加剧的主要原因。因此,避免肥料撒施、强化肥料深施,是提高肥料利用率、减少氮肥流失入河污染,从而保障人畜饮水安全和农业绿色发展的重要途径。