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。

发达国家地膜应用及回收处理

本研究采用数据资料分析的方法,系统梳理了欧盟和日本地膜产品和相关标准、地膜应用与回收处理的做法和成效。结果显示:欧盟和日本使用的地膜产品以传统有色地膜为主,厚度多≥0.02 mm,是我国地膜厚度的两倍以上,相关标准要求也高于我国;欧盟和日本地膜多用于蔬菜等园艺作物上,收集处理系统完善,地膜回收率多在80%以上,基本不存在地膜残留污染问题;欧盟大部分国家和日本有较完善的废弃物管理立法,没有专门针对地膜的法律条文;由于地膜的回收率高、含杂率低,回收回来的地膜多可得到合理再利用;地膜全产业链有很好的设计与应用,值得我国学习。

农作物秸秆资源化利用问题及发展策略研究

分析了我国现阶段农作物资源化利用存在的附加值低、农户积极性不高、筹资难、农业机械化发展不均衡、人才缺乏等问题,研究适合我国农作物秸秆资源化利用的发展策略及措施,以推动我国农作物秸秆资源化利用。

中国西南地区旱坡地碳减排研究进展与展望

农田生态系统既是碳源,又是碳汇,具备很强的减排固碳潜力,对全球碳循环贡献巨大。西南地区旱坡地长期小规模、碎片化的农业生产方式给区域碳排放带来极大的不确定性。探索西南旱坡地的碳排放特征和减排途径对于改善环境、提升区域农业生产潜力具有重要意义。本研究系统总结了我国西南地区旱坡地农田生态系统主要温室气体(CO_(2)、N_(2)O)的产生环节,探讨了旱坡地固碳减排新材料与新技术的应用效果,提出了未来西南地区旱坡地的固碳减排策略。(1)鉴于西南地区旱坡地的区域资源禀赋、产业基础、生产规模、经营方式、生态功能等差异巨大,应结合地区特殊的农业生产条件,集成研发适宜的固碳减排措施和监测体系,探索全球变暖背景下西南旱坡地碳排放过程及其内在机制,以全面提升地区农业生产应对气候变化的韧性。(2)鉴于西南地区农作物复种指数较高且作物空间分布斑块化,应依据国家战略和地方规划,以绿色高产优质为目标导向,改进农业生产方式,优化产业空间布局。(3)由于西南地区旱坡地碳减排是一个复合过程,亟需根据今后较长一段时间内区域农业生产的实际结构和功能需求,有针对性地对各项成熟的减排技术、固碳产品和固碳模式进行优化组合,形成综合性的固碳减排方案。综上,本综述期望为进一步研究西南地区旱坡地农田生态系统的碳源和碳汇特征,以及合理调整农田管理措施提供全面的有效参考。

赴智利开展生物降解地膜技术交流有关情况的报告

智利位于南美洲西南部,智利农业是其国民经济四大支柱之一。与巴西、阿根廷等南美国家相比,智利农业虽然规模不大,却具有独特优势,农产品出口量位居世界前列,尤其是特色水果、蔬菜、葡萄酒和海鲜等出口量全球领先。智利在绿色可持续发展方面处于南美洲领先地位,已全面禁用一次性塑料产品,全生物降解地膜技术作为农业禁塑的重要替代措施已取得初具规模的推广成效。为交流借鉴全生物降解地膜推广经验.

《农业环境科学学报》2023年刊出论文简评

本文简要地介绍了《农业环境科学学报》2023年刊出的论文涉及的研究领域,关注的热点农业环境问题,重点介绍了《学报》新视角与前沿、专论与综述、环境健康与农产品安全、土壤环境、水体环境和水产环境栏目发表论文的情况,并展望了这些领域的研究方向。

北京市菜田废弃物处置产业现状、对策与展望

菜田废弃物的有效处置可有效解决环境污染问题,促进蔬菜产业提质增效、农业农村绿色发展。为了掌握北京市菜田废弃物处置现状,对北京市规模园区、合作社、生产类企业等存在的废弃物处置方面的问题进行了初步研究。基于对不同作物单位面积产废量、产废系数及产废时间的调查,从不同作物、不同区域等角度分别估算了菜田废弃物产生量,梳理了菜田废弃物处置的主要技术措施,总结了北京市各区菜田废弃物处置模式;围绕政策、资金、技术装备、宣传、监管等层面剖析了菜田废弃物处置存在的问题,从加大资金支持力度、加快配套技术装备研发、健全相关法律法规等方面研提了相应的对策及建议,并指出了菜田废弃物处置产业中肥料化处理、区域化集中处理和社会化服务方式的发展方向。

水稻灌区面源污染治理研究进展

水稻生育期与雨热同期导致灌排机率高,也导致化肥中的氮磷伴随地表径流产生大量流失成为稻作区农业面源污染的主要来源。通过对水稻高效节水灌溉制度、农田退水污染迁移转化机理和灌区退水污染协同调控技术等方面国内外研究动态系统分析,并结合国家和学科发展需求,从退水污染机理解析、灌区水资源调配模拟、灌区面源水污协同调控等方面提出了稻作区面源污染治理研究中亟待解决的关键科学问题,以期为我国农业面源污染防控提供借鉴。

机收膜杂混合物力学特性测定试验

机收后的废旧地膜含有大量秸秆、根茬等杂质,膜秆混合物各组分的物理力学特性差异影响后续机械分离效果,本文统计分析了膜杂混合物组分占比,并对棉秆力学特性和经过一个生产季的废旧地膜进行抗拉特性测定,试验统计结果显示膜杂混合物中砂土占比46.28%,秸秆占比30.20%,根茬占比6.29%,地膜占比17%。棉秆力学特性测定显示不同直径棉秆的力学特性差异显著,抗压强度范围为16.75~24.63MPa,抗弯强度范围为22.68~27.69MPa。地膜抗拉特性测定结果显示地膜抗拉力为1.28N。研究结果为膜杂混合物分离装置的结构设计和工作参数确定提供依据。

尾菜集约化处理系统的运行状况及优化分析

为探究大量未经科学化处理的尾菜污染环境及资源浪费问题的有效解决方法,以甘肃省兰州市某尾菜处理和循环利用系统工程为案例,对现行尾菜集约化处理模式下系统的运行现状进行分析。结果表明:该系统在2022年运行期间共处理尾菜48351.72 t,折合尾菜产气能力为10.85 m^(3)/t,达标废水排放量共计48646 m^(3),产沼渣共计3901.5 t,处理成本达到86.78元/t;系统在运行过程中对尾菜的可回收资源利用不充分,未实现完全无害化,整体存在效率低、能耗高和运行成本高等问题。针对现行系统存在的问题分析其原因并提出系统运行的优化方案,为尾菜集约化处理模式的工艺优化提供一定依据,对尾菜资源化利用的持续健康发展有重要意义。

打造生态肥料 发展健康农业

高耗低效粗放的生产方式带来了资源浪费、生态退化、环境污染和土壤板结等系列问题,制约了我国农业的可持续发展。发展健康农业必须培育肥沃健康的土壤,健康的土壤离不开生态肥料的施用,以废弃资源为原料生产生态肥料,可促进农业的生态循环,生产健康的作物,营造健康的生活。

新疆棉田废弃物资源化利用技术浅析

为实现新疆棉田机械化回收的残膜秸秆废弃物综合再利用,通过分析目前新疆棉田残膜及棉田废弃物污染现状,阐述了国内现有的膜秆混合物应用技术及特点,进一步分析了新疆棉田残膜废弃物资源化利用存在的问题,并提出改进建议,以期为新疆棉田废弃物综合治理提供参考。

湖南省化肥农药使用的时空分布特征研究

采用历年统计数据对湖南省化肥农药使用的时空分布特征及污染程度进行了评价研究。结果表明:2010-2021年,湖南省农作物单位面积化肥施用量均高于225 kg/hm^(2)警戒线,氮肥和复合肥是主要的施用种类,分别占化肥总施用量的32%~47%和25%~44%。2021年全省农药施用量9.11万t和施用强度36.45 kg/hm^(2)分别比2013年的12.43万t和49.63 kg/hm^(2)减少了26.71%和26.56%。从两个典型年来看,湖南省大部分区域的化肥农药施用强度较高,处于中度或重度污染区,且空间格局变化不大。湖南省化肥农药污染的时空分布特征及污染程度评价研究为农业面源污染综合防治提供参考和依据。

我国典型区域农户地膜应用与回收处理行为的调查研究

地膜是我国重要的农业生产资料,其残留污染的有效防控对于促进我国农业绿色发展具有重要意义。农户是地膜残留污染防控的基本单元,其行为直接影响防控成效。本研究采用互联网发放调研问卷的方式,在我国新疆、山东和湖北3个地膜使用具有代表性的省(自治区),对农户的地膜购买、使用、回收和处理行为开展调研,共收集389份有效调查问卷;使用二元Logistic回归分析方法,进一步研究了影响农户回收与处理地膜的因素。结果表明:调研农户中有85.9%的农户地膜购买渠道为农资零售店,且购买时有68.3%的农户主要关注地膜质量,53.2%的农户关注地膜价格;调研农户中有64.5%的农户在购买地膜时通过其拉伸强度来判断质量,但只有49.5%的农户了解新国标对地膜厚度的规定。在新疆地膜主要用于棉花、瓜类和玉米,作物地膜覆盖率分别为96.3%、48.3%和96.0%;在山东地膜主要用于花生和瓜类,作物地膜覆盖率分别为72.9%和92.3%;在湖北地膜主要用于瓜类和烟草,作物地膜覆盖率分别为40.1%和100%。地膜使用的主要驱动因素为提高收入,在新疆还有增温与保水、在山东有增温、在湖北则有控草等差异化的因素。人工回收是3个省份主要的回收方式,残膜回收率超过80%的农户仅有45.7%,回收的主要影响因素为农户的生态环境保护意识。网点回收是主要的残膜处理方式,占47.8%;塑料对环境的影响和投入成本是影响农户残膜处理行为的主要因素。农户年龄、家庭人口和不回收是否会影响耕种在5%水平上显著正向影响农户的回收行为;学历为高中以上人数、农业收入、是否会受到处罚在5%水平上显著正向影响农户的处理行为,是否有回收网点在1%水平上显著正向影响农户的处理行为。研究表明,农资零售店是调研区域农户购买地膜的主要渠道,调研区域的主要覆膜作物为棉花、瓜类、玉米和烟草,人工回收是主要的回收方式,并主要通过网点回收进行处理。此外,3个省份农户对地膜的科学认知水平还有待进一步提高,学历、农业收入、监管和是否设置回收网点会显著影响农户的处理行为。

添加微藻的水生动植物组合对畜禽养殖场污水净化效应

用正交试验方法研究了添加微藻后的不同水生动植物组合对畜禽养殖场污水的净化效果。结果表明微藻的添加对污水的脱氮除磷效果有促进作用,当小球藻的添加量为1000 mL时,对总氮、硝态氮、总磷的去除效果最好,比未添加小球藻组去除率提高4.8%、32.63%、22.18%;当小球藻的添加量为4.4×10^(6)cell·mL^(-1)时,对氨氮、COD的去除效果较好,比未添加小球藻组去除率提高25.77%、13.30%。其中去除水体总氮、硝态氮效果最佳组合为红鲫鱼270 g·m^(-2),小球藻2.2×10^(6)cell·mL^(-1),田螺400 g·m^(-2),黑藻200 g·m^(-2)。去除氨氮最佳组合为红鲫鱼540 g·m^(-2),小球藻4.4×10^(6)cell·mL^(-1),田螺200 g·m^(-2),添加黑藻和苦草(种植比例1∶1,密度200 g·m^(-2))。去除总磷TP最佳组合为红鲫鱼540 g·m^(-2),小球藻2.2×10^(6)cell·mL^(-1),田螺400 g·m^(-2),黑藻(种植密度200 g·m^(-2))。研究表明,应用正交试验可以优化水生植物组合对畜禽污水净化处理工艺,对于不同的目标污染物,具有不同的最优参数组合,综合考虑各因素对各目标污染物的去除效果的影响,可以选择污水净化工艺的最优参数组合,通过回收沼液养殖的微藻用于水生动植物组合进一步净化养殖场污水,实现废弃物资源化循环利用,对于污水深度处理技术具有良好的应用前景。

有机负荷率对厌氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水效能的影响探究

针对高浓度畜禽养殖废水厌氧处理效率低,构建了外循环厌氧反应器(EGSB),开展了进水有机负荷率(OLR)对EGSB处理畜禽养殖废水过程内污染物去除效能及颗粒污泥形成规律的影响,并解析相关作用机制。结果表明进水OLR提高至9.0 kg/(m^(3)·d),COD、氨氮及总磷去除维持在91.2%~95.3%、89.6%和76.9%,产气及甲烷产率分别提高至4.64~4.94 L/(L·d)和2.96~3.40 L/(L·d)。适宜提高OLR提高了污泥颗粒化,在工况III内,污泥浓度提高至6.1~6.5 g/L,大粒径污泥质量浓度增加。OLR提高增加了颗粒污泥内胞外聚合物(EPS)含量,并影响了EPS内蛋白质/多糖比值。此外,OLR能影响EGSB内微生物群落特征,且当OLR为9.0kg/(m^(3)·d)时,Firmicutes、Bacteroidetes和Proteobacteria是主要的门级别微生物,且相对丰度分别高达25.6%、16.5%和15.2%。研究结果为畜禽养殖废水高效处理提供一定理论依据。

堆肥低温启动菌剂的研制与效果评价

针对冬季低温堆肥启动困难这一技术问题,优化和复配低温复合菌剂,并在有机肥厂冬季堆肥生产中对菌剂的应用效果进行评估。选取分离于极地的菌株,对菌株低温生长特性、产蛋白酶性能进行测定,选择供试菌株边缘假单胞菌MP-1(Pseudomonas marginalis)、硬结节杆菌AS-3(Arthrobacter scleromae)和水稻节杆菌AO-4(Arthrobacter oryzae)进行复配,3个菌株在15℃条件下均可快速生长,菌株MP-1、AS-3和AO-4于15℃条件下培养24 h,蛋白酶活性分别可达82.1、64.3和80.3 U·mL^(-1)。将3个菌株按照体积比2∶1∶1复配复合菌剂(IM)。利用中药渣、鸡粪和茶粕堆肥的原料浸提液进行菌剂生长试验,结果表明,IM菌剂在中药渣堆肥浸提液中24 h生长量为1.04×10^(10)cfu·mL^(-1);在鸡粪堆肥浸提液中生长量为1.41×10^(10)cfu·mL^(-1);在茶粕浸提液中生长量为3.6×10^(6)cfu·mL^(-1)。将IM复合菌剂应用于有机肥厂冬季堆肥生产中,设置市售常规堆肥接种剂为对照,结果表明IM菌剂可有效促进冬季低温环境下鸡粪堆肥快速启动,启动阶段IM处理升温速度为19.4℃·d^(-1),对照组为15.84℃·d^(-1);与对照处理相比,IM提前3 d进入高温期;堆肥35 d时,处理组全磷和全钾含量分别增加2.32和4.27个百分点,IM种子发芽指数(GI)可达到93.3%,比对照组高10.2个百分点。综上所述,接种IM菌剂可有效促进低温堆肥快速启动,缩短堆肥周期,促进有毒物质分解,加快低温堆肥的无害化进程,提高冬季低温堆肥效率。

黑土地保护视角下黑龙江省畜禽养殖环境效应分析

为合理利用畜禽粪污资源,保护黑龙江省黑土地资源,优化农畜业生产布局,实现农牧业绿色发展,本研究基于2011—2020年统计数据及文献资料,测算了黑龙江省畜禽粪污排放情况,并据此分析黑龙江省畜禽粪污资源化利用潜力及畜禽养殖环境承载力。结果表明:从时间动态来看,2011—2020年,黑龙江省畜禽粪尿、粪尿养分、COD排放量均有小幅下降,降幅分别为3.68%、3.24%和5.82%;畜禽粪污的化肥替代潜力虽整体略有下降,但10年来均保持在35%以上,2020年化肥替代潜力已达到41.89%,具有较高的有机肥替代化肥潜力;黑龙江省畜禽粪污的能源潜力略有增长,但对煤炭的替代潜力呈下降趋势且替代作用并不显著,2020年畜禽粪污的沼气潜力为46.74亿m^(3),折合为标准煤仅占标准煤消费量的2.90%,能源潜力有待进一步开发利用;黑龙江省畜禽粪尿、粪尿氮、粪尿磷的耕地负荷均未超载,无养殖环境风险,畜禽养殖环境容量的空间剩余呈上升趋势,剩余约2/3,以氮为基准计算,余量为13006.13万头猪当量,以磷为基准计算,余量为8463.19万头猪当量,具有较大养殖潜力。从空间分布来看,黑龙江省各地区畜禽粪污排放及资源化利用潜力存在明显差异,哈尔滨市、齐齐哈尔市、绥化市、大庆市以及佳木斯市等畜禽养殖集聚区的畜禽粪尿资源丰富,畜禽粪污的替代化肥潜力、能源潜力及畜禽养殖发展潜力较大。

凤垟乡稻田土壤重金属污染评价及其来源

以泰顺县凤垟乡稻田土壤为研究对象,采集了6个种植区域站位点的土壤,通过电感耦合等离子质谱仪法测定了土壤中Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Ni含量,并采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地累积指数法对研究区域稻田土壤的污染程度进行了分析。结果表明:稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn、Cr和Ni的平均含量分别为11.35、26.75、0.29、57.92、23.92、14.35 mg·kg^(-1)。通过单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地累积指数法评价后,表明6个站位点均为无污染状态。通过与农用地土壤风险筛选值比对,所调查的稻田土壤重金属含量均值均小于对应的农用地土壤风险筛选值。

畜禽粪污主要污染物处理技术研究进展

随着畜禽养殖规模化和集约化的快速发展,大量排放的畜禽粪污引起的环境污染问题正逐渐成为人们关注的焦点。本文综述了在畜禽粪污污染物处理方面国内外相关的技术及经验,以期为我国畜禽粪污的治理提供参考与借鉴。