基于摄入养分含量预测猪新鲜粪便肥料成分含量的试验研究

试验旨在建立基于摄入养分含量的数学模型，用来预测猪粪便肥料成分含量。通过饲养试验得到摄入养分含量和猪粪便中肥料成分含量的实测数据，对其进行统计分析。由方差分析得出：不同的日粮水平对粪中、尿中和粪尿混合物中总氮含量影响显著，对尿中和粪尿混合物中钾含量影响显著，对磷和铵态氮的含量影响均不显著；不同日粮水平对粪中磷的百分含量的影响显著。由回归分析得到：利用摄入粗蛋白的量可预测粪、尿和粪尿混合物中总氮的含量；利用摄入钾的量可预测尿中和粪尿混合物中钾的含量；利用摄入磷的量可预测粪中磷的百分含量。     

肉鸡粪便理化指标与其肥料成分含量的相关关系研究

为了探明肉鸡粪便理化指标与其肥料成分含量之间的相关关系,采集了具有代表性的20个肉鸡粪便样本,使用密度计和电导仪测定肉鸡粪便密度和电导率,用实验室常规分析方法测定其干物质、氮、磷、钾和铵态氮的含量,对肉鸡粪便理化指标与其主要肥料成分含量的相关关系进行了研究。研究结果表明:肉鸡粪便密度与磷含量之间具有显著的相关关系,R²=0.8447(P<0.001);电导率与钾和铵态氮含量之间具有显著的相关关系,其相关系数分别为R²=0.734(P<0.001)和R²=0.852(P<0.001)。通过测定粪便密度和电导率可快速、较准确的预测家禽粪便中氮、磷、钾的含量     

近红外技术快速测定肉鸡粪便主要肥料成分含量的研究

该文探讨了利用近红外光谱分析技术(NIRS)快速测定肉鸡粪便主要肥料成分含量的可行性。在饲养试验过程中采集了肉鸡粪便样品183个，利用常规实验室分析方法测定了其中的总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)、铵态氮(AN)、有效磷(EP)含量，利用近红外光谱仪取得了样品在1421.5～2572.2 nm波段的光谱，并使用偏最小二乘法(PLS)结合交互验证(CV)和留一检验法(LOO)建立了肉鸡粪便肥料成分的近红外光谱定标模型，同时利用该模型对20个样品的总氮、总磷、总钾、铵态氮、有效磷的含量进行预测，得出的5种主要肥料成分的预测值和真实值(实验室经典化学分析方法测定值)之间具有显著的相关性，其相关系数分别为0.9574，0.9590，0.9870，0.9572和0.9650。预测标准差分别为0.0014，0.0012，0.0012，2.3041×10^-4和0.3814。结果表明，利用近红外光谱法对肉鸡粪便风干样品的主要肥料成分进行快速测定是可行的。     

畜禽粪便中的主要养分和重金属含量分析

为了进一步推进畜禽粪便资源化利用,推动现代化农业产业和循环经济发展。选取猪粪、牛粪、羊粪和鸡粪为主要研究对象,对其中的有机质、铵态氮、总磷、总氮和重金属元素进行了测定。结果显示:鸡粪中的有机质含量明显低于牛粪、猪粪和羊粪,而鸡粪中的铵态氮、全磷和全氮有明显高于牛粪、猪粪和羊粪。猪粪中的重金属铜和锌含量严重超标,超标率分别为69.0%和58.6%。鸡粪中镉、铬和镍金属含量超标率高于牛粪、猪粪和羊粪。在这四种畜禽粪便无害化、资源化和生态化的综合利用时,要充分考虑每种粪便中的养分和重金属含量,做到既合理又有效地综合利用。     

重庆市畜禽粪便年排放量的估算研究

畜禽养殖产生的粪便已成为我国农村面源污染的主要来源，因而畜禽粪便的排放量也越来越引起人们的重视。通过对重庆市畜禽养殖业进行调查，结合国内外有关研究，确定重庆市畜禽粪便年排放量估算方法和各种估算参数。以2001年为基准，估算出重庆市主要畜禽(猪、牛、羊、马、兔、家禽等)年粪尿排放量和粪尿中对环境产生污染的主要物质量(有机质、氮、磷、钾)，以便对重庆市畜禽粪便污染作一个定量的认识。估算结果为重庆市2001年畜禽粪尿排放7421万t，其中有机质为806万t，氮42.5万t、磷21.48万t、钾44.98万t。该研究结果可为重庆市工农业生产布局和环境污染治理提供决策依据。     

肥料混施对赤红壤氮磷淋失特征的影响

采用室内模拟土柱淋洗方法研究了无机复合肥、有机复合肥、猪粪堆肥和花生麸4种肥料单施和两两混施条件下氮磷在赤红壤中的淋失特征。结果表明,各处理总氮淋失率在43.2%～74.8%之间,总磷淋失率在0.01%～0.08%之间,赤红壤中肥料氮淋失严重,肥料磷淋失有限。肥料单施处理的无机氮淋失量和有机氮基本相近,肥料混施处理的无机氮淋失量远高于有机氮;各施肥处理磷的淋失均以颗粒磷为主。肥料混施显著增加铵态氮和无机氮淋失,减少有机氮和总氮淋失。猪粪与复合肥混施减少颗粒磷和总磷淋失,花生麸与复合肥混施则促进颗粒磷和总磷淋失,所有混施处理均减少可溶性磷淋失。肥料混施对赤红壤氮磷淋失特征具有显著的混施效应。     

动物粪便营养成分含量的估算

该文通过大量数据统计分析提出，不同种类动物粪便需用不同的预测方程估算其中的养分含量，粪便的导电性和干物质含量是准确估算其中氮、磷、钾养分含量的重要参数；以上两个参数为自变量的二元回归方程可更准确地估算出粪便中的养分含量     

淮河流域畜禽粪便中易溶性磷特征

畜禽粪便中磷流失越来越引起人们的重视,加强对畜禽粪便易溶磷的研究有重要意义。本文以淮河流域内牛粪、猪粪、羊粪、鸡粪和鸭粪为研究对象,对粪便中易溶性磷的形态特征进行研究。结果表明,流域内5种粪便易溶性无机磷(Pi)和总磷(Pt)含量变化范围分别是0.46～34.43 g.kg-1和0.52～36.19 g.kg-1,易溶性无机磷占其总磷的57%～99%,鸭粪易溶性无机磷和总磷含量均显著高于其他4种粪便。牛粪无机磷含量平均为4.35 g.kg-1,猪粪无机磷平均为8.1 g.kg-1,羊粪无机磷平均为1.7 g.kg-1,鸡粪无机磷平均为6.3 g.kg-1,鸭粪无机磷平均为12.02 g.kg-1。流域内畜禽粪便易溶性无机磷含量与全磷(TP)含量、易溶性总磷含量与全磷含量均呈显著的正相关关系。     

猪粪施用对水稻田面水养分动态变化特征及流失风险的影响

通过田间定位实验,分别设置对照、常规化肥、猪粪和化肥配施、单施猪粪等7个不同处理,探讨不同猪粪施用量对水稻田面水养分动态变化特征及流失风险影响。结果表明:各处理田面水总氮(TN)、可溶性氮(DN)、铵态氮(NH4+-N)、总磷(TP)、可溶性磷(DP)和可溶性钾(DK)浓度均在施肥后1~2d内达到峰值,然后迅速下降,7~10d后浓度趋于对照处理;硝态氮(NO3--N)呈现先降低后升高再降低的变化规律,在施肥后7~9d达到峰值,与铵态氮呈此消彼长的关系;猪粪和化肥配施总氮(TN)、可溶性氮(DN)、铵态氮(NH4+-N)、可溶性钾(DK)浓度较常规化肥处理能分别降低7.94%~23.60%,19.23%~29.23%,21.28%~35.20%,16.42%~25.71%,同时降低了DN/TN、NH4+-N/TN的比值,能有效控制氮、钾流失风险;猪粪施用总磷(TP)和可溶性磷(DP)浓度较常规施肥处理分别提高了8.94%~122.46%和19.07%~107.73%,增加了磷素流失风险,同时降低了DP/TP的比值;水稻在施肥移栽应尽可能避开降雨时期,7~10d是控制养分流失的关键时期。稻田猪粪适量施用也提高了稻谷产量,与常规施肥相比,猪粪和化肥配施稻谷增产205~854kg/hm2。综合环境及经济效益等方面考虑,化肥+猪粪50%(NKM2)处理猪粪投入量最佳,稻田最大消纳猪粪13 264.54kg/hm2,最大生猪承载量为20.19头/hm2。     

利用秸秆堆肥过程处理猪场废水的研究

进行了以玉米秆、稻草、麦秆为载体吸收猪场废水的堆肥发酵试验，以探讨利用堆肥过程处理猪场废水的可行性。结果表明：秸秆与猪场废水联合堆肥发酵可以有效地处理利用猪场废水，秸秆吸收利用粪水的吸水比为1∶5.94～1∶6.65。秸秆吸收猪粪水堆肥的温度以及50℃、55℃以上持续时间比吸收猪粪水厌氧消化液的高。玉米秆、稻草堆肥温度以及50℃、55℃以上的持续时间高于麦秆的堆肥。以玉米秆、稻草为载体的堆肥，经历了一个pH下降的酸化过程，然后再上升至8以上；以麦秆为载体的堆肥几乎一直处于酸化过程中。堆肥过程中氮、磷、钾是一个累加的过程。以稻草为载体的堆肥，其钾的含量明显高于其余两种。秸秆吸收猪粪水的堆肥，氮、磷、钾含量高于吸收猪粪水厌氧消化液的堆肥。以猪粪水厌氧消化液或麦秆为原料的堆肥不利于腐殖酸，特别是胡敏酸的形成，而玉米秆+猪粪水、稻草+猪粪水的堆肥有利于胡敏酸的形成。结果证明采用堆肥过程处理利用猪场废水是可行的。     

The Effects of Fresh and Composted Chicken Manures on Some Soil Characteristics

The effects of fresh and composted chicken manures on some soil characteristics were investigated. Fresh and composted chicken manures were mixed with the soil at the rates of 0%, 1%, 2%, 3%, and 4%, and then were incubated for 90 days. At the end of this incubation period, some soil physical properties closely related to soil aggregation (such as hydraulic conductivity, water stable aggregates, aeration porosity, and available water) and some soil chemical characteristics (such as organic carbon, total nitrogen, pH, and electrical conductivity, EC) were determined. As doses of both manures in the soil mixtures increase, the amounts of water stable aggregates, hydraulic conductivity, and aeration porosity increased, whereas the available water content decreased. Increasing doses of both manures increased the amount of the soil organic carbon and total nitrogen. Application of both manures to the soil increased the EC values, but it was limited in the composted chicken manure.     

我国商品有机肥和有机废弃物中重金属、养分和盐分状况

【目的】 分析我国主要菜区商品有机肥和有机废弃物的重金属、养分和盐分状况，为蔬菜高效安全施肥和菜田土壤质量改善提供一定的理论依据。【方法】 针对全国主要菜区包括北方6省（市）和南方12省（市）典型商品有机肥和有机废弃物展开调查，取样时间是2014年1月上旬，共采取商品有机肥样品126个和有机废弃物样品255个，对3类商品有机肥和5类有机废弃物中重金属、养分和盐分状况进行了研究。【结果】 1）按照我国现有的NY525-2012有机肥料中重金属限量标准，商品鸡粪中Cd、Pb和Cr超标率分别为10.3%、17.2%和17.2%，商品猪粪中Cd和As超标率分别为20.0%和6.7%，其它商品有机肥中Cr、Cd、As和Hg超标率分别为13.4%、2.4%、2.4%和2.4%；鸡粪中Cd、As和Hg超标率分别为2.4%、7.1%和2.4%，猪粪中Cd、Pb、As和Hg超标率分别为1.5%、3.1%、15.4%和1.5%，牛粪中Cd和Hg超标率分别为1.7%和1.7%，羊粪中Cd超标率为12.5%，其它有机废弃物中Cr和As超标率分别为4.5%和13.6%。现在的畜禽粪便与传统有机肥已经大不相同，尤其是鸡粪和猪粪中Cu、Zn含量远高于上个世纪90年代初，分别增加1.5~16.2倍和1.3~4.7倍。2）商品有机肥中全氮含量、全钾含量和氮磷钾总含量较有机废弃物平均分别高出51.2%、32.0%和15.0%，有机废弃物中全磷含量、有机质含量、C/N比值和C/P比值较商品有机肥平均分别高出23.7%、41.5%、22.7%和15.2%。商品有机肥中，商品猪粪的全磷含量、有机质含量和C/N比值均相对较高，其它商品有机肥的全氮含量、全钾含量、氮磷钾总含量和C/P比值均相对较高；有机废弃物中，鸡粪和猪粪的全氮含量、全磷含量和氮磷钾总含量均相对较高，鸡粪、羊粪和其它有机废弃物的全钾含量相对较高，猪粪、牛粪和羊粪的有机质含量相对较高，牛粪的C/N比值相对较高，牛粪和羊粪的C/P比值相对较高。3）商品有机肥的EC值（平均23.5 mS/cm，n=126）较有机废弃物（平均7.7 mS/cm，n=255）高出2.1倍。商品有机肥中其它商品有机肥的EC值很高，其次是商品猪粪，商品鸡粪的EC值相对较低；有机废弃物中鸡粪和其它有机废弃物的EC值相对较高，其次是羊粪，猪粪和牛粪的EC值相对较低。【结论】 商品鸡粪以Cd、Pb和Cr超标为主，商品猪粪以Cd和As超标为主，其它商品有机肥以Cr超标为主；猪粪、鸡粪和其它有机废弃物以As超标为主，羊粪以Cd超标为主。商品有机肥中全氮含量、全钾含量和氮磷钾总含量均高于有机废弃物，有机废弃物中全磷含量、有机质含量、C/N比值和C/P比值均高于商品有机肥。商品有机肥的EC值远高于有机废弃物。     

不同有机肥与化肥配施对氮素利用率和土壤肥力的影响

【目的】不同类型畜禽粪便有机肥在成分和性质上存在明显差异，本文研究了华北地区主要有机肥与化肥以不同比例配施后，对作物氮素吸收利用及土壤养分的影响，以期为本地区有机肥的科学利用提供理论依据和数据支撑。【方法】在华北平原冬小麦–夏玉米种植区进行田间试验。以推荐养分施用量 (每季作物N 225 kg/hm2) 为基础，设置了1个常规单施化肥处理 (CF)，12个鸡粪、猪粪和牛粪氮分别与化肥氮配比处理 (有机肥氮素占比25%、50%、75%、100%)，化肥及3种有机肥的加倍单施处理，同时设1个不施肥处理为对照，共18个处理。分析了作物的氮素吸收量、氮素利用效率，测定了0—20、20—40 cm土层土壤氮、磷、钾含量。【结果】常规施肥量下，单施鸡粪、猪粪、牛粪处理的氮素收获指数 (NHI) 均与化肥处理相当，平均为79.06%；单施牛粪处理的氮素生理利用率 (NPE) 为64.42 kg/kg，显著高于化肥处理；而单施鸡粪、猪粪处理的NPE与化肥处理相当，平均为55.14 kg/kg。与常规施肥量相比，加倍施用鸡粪、猪粪和化肥处理的显著降低NHI值和NPE值，而加倍牛粪处理的NHI与NPE值没有降低。牛粪、鸡粪、猪粪与化肥配施的处理间NHI与NPE值均未表现出显著性差异，且与单施化肥的处理相当。常规施氮量下，单施猪粪、鸡粪处理的氮素偏生产力 (PFP) 和回收率 (NRE) 接近，均值为分别39.67 kg/kg和41.85%，达到了单施化肥处理的水平，而牛粪处理的氮素PFP以及NRE仅为29.08 kg/kg和15.6%，显著低于化肥、鸡粪和猪粪处理。与常规施氮量相比，加倍施用牛粪、鸡粪、猪粪和化肥处理的氮素的PFP值平均降低了49.1%，氮肥NRE值平均降低了23.2%。牛粪、鸡粪、猪粪与化肥各配施比例处理的氮素PFP和NRE值均达到了单施化肥的水平。与单施化肥相比，单施有机肥以及有机无机配施没有明显提高土壤全氮含量，但显著提高有效磷和速效钾含量，单施鸡粪、猪粪处理土壤表层有效磷含量分别是单施化肥处理的5.82和7.06倍。【结论】推荐施肥量下，鸡粪或猪粪单独施用或配施少量化肥氮，牛粪配施75%左右的化肥氮可实现与化肥相当的氮素利用效率，同时提升土壤肥力。在实际生产中应根据有机肥特性调节有机肥与化肥配施比例，实现有机肥的科学利用。     

Ion-selective electrodes for quick on-farm determination of ammonium and potassium concentrations in pig slurry

Background

Pig slurries account for a large proportion of the organic manure available worldwide. Because of the large range of slurry compositions, farmers need fast and accurate alternatives to laboratory methods to assess nutrient concentrations in these farm-based fertilizers. In this way, nutrient emissions into the environment can be reduced and targeted nutrition of crops can be implemented, while mineral fertilizers can be saved.

Aim

The objective was to evaluate whether it is possible to rapidly determine ammonium and potassium concentrations in pig slurries on-farm using ion-selective electrodes (ISE) and to compare the measurement with established methods.

Methods

A total of 391 pig slurry samples were collected from farms in north-west Germany, and ammonium and potassium concentrations were analyzed in the laboratory. Then the composition of pig slurries was measured with ISE, the Quantofix-N-Volumeter (QV) and an electrical conductivity (EC) meter and regression models were used to evaluate the on-farm quick tests.

Results

For the 391 pig slurries studied, regressions with an R² of 0.92 for ammonium and 0.91 for potassium were achieved for concentrations measured with the ISE in comparison with laboratory analyzes. The model fits for the electrodes were significantly higher than those based on the EC for ammonium and potassium, and it was equivalent to the QV method for the assessment of the ammonium concentration.

Conclusion

Due to the simple and rapid measurement, ISE offer high potential for on-farm quantification of ammonium and potassium concentrations in pig slurries.     

生猪养殖污水水质指标相关性分析与建模

生猪养殖污水成分复杂且对环境存在较大的污染风险,常规实验室监测法准确性高但效率低且时效性差,自动监测法速度快但成本高。为寻求一种能兼顾两种方法优点的监测方案,该研究以一家规模生猪养殖场的排放污水为研究对象,对衡量污水水质的7个主要指标的变化特征、相关性和其中2个指标的回归建模进行了研究。通过对不同季节及不同气候条件下30组随机样本的检测与相关性分析,发现氨氮、总氮和电导率有相似的变化趋势且彼此之间均存在强相关性,相关系数分别为0.772、0.775和0.920。基于相关性分析结果,对氨氮和总氮分别进行了一元和多元回归分析建模,并确定了相对最佳的适合于氨氮的"多项式回归模型"和总氮的"综合模型"。经验证,两个模型的决定系数分别为0.855和0.953,可较好地用于评价生猪养殖污水中氨氮和总氮2个指标的浓度大小。基于这2个模型,生猪养殖污水需直接检测的主要指标的数量可有效减少、检测难度和成本均明显降低。因此,模型可为生猪养殖污水高效、低成本的自动监测方案的建立提供重要的理论基础。     

Utilizing the nitrogen content of organic manures on farms—problems and practical solutions

Abstract. Organic manures contain valuable quantities of nitrogen, phosphate and potash, but many farmers regard them as 'waste materials' rather than as sources of plant nutrients. Utilization of the plant-available nitrogen content is poor at present because of manure management practices which lead to leaching and atmospheric losses. Experiments studying the effect of timing suggest that, in order to decrease nitrate leaching, applications of manures which contain much available nitrogen should not be made during the period September to December on freely draining grassland and arable soils. Spring top dressings of dilute pig or cattle slurries and poultry manures to growing cereal crops are generally more efficient than autumn applications, particularly on freely draining soils. Legislation requiring manures to be applied in an environmentally acceptable manner and the economic need for farmers to realize the nutrient value of organic manures are likely to change the farming industry's perception of manures as 'waste materials'.     

Comparative Evaluation of Animal Manures and Their Ashes on Soil pH and Electrical Conductivity in some Southwestern Nigerian Soils

To promote the use of animal waste in agriculture and prevent environmental pollution, an alternative product from the waste should be appraised. This necessitated the study to characterize animal manure ashes and determine its effect on soil pH and electrical conductivity (EC) dynamics. Dried manures of cattle, goat, and poultry, their ashes, and nitrogen (N)–phosphorus?–potassium were applied to soil at 120 kg N ha^?1.? Soils collected fortnightly were analyzed for pH and EC. Results indicated that nutrients in manure ashes were comparable to that of dried manures. Changes in pH and EC were not predictable, application of manure ash increased pH by 12% and 13%, 23% and 14%, 20% and 3% while EC increased by 616% and 109%, 1274% and 156%, 2992% and 458%, relative to dried manures and control during incubation, screenhouse, and field experiments, respectively. It was concluded that incorporation of manure ashes increased soil pH and EC although dynamics were unpredictable.