堆肥预处理对稻秸厌氧发酵产气量的影响

堆腐作为秸秆厌氧发酵的预处理技术已广泛使用,但堆腐也会使秸秆中部分有机物损失,了解堆腐损失有机物对秸秆总产气量的影响,可以更客观地评价堆腐预处理技术的可行性。该试验在室内中温（35℃）、总固体（TS）质量20%条件下,研究了稻秸堆肥预处理、添加猪粪对稻秸产沼气的影响,分析了堆肥预处理以及厌氧发酵前后稻秸组分的变化,估算了堆肥预处理对稻秸总固体质量产气量的损失。结果表明：稻秸堆肥预处理并不能增加稻秸产气量与甲烷含量,堆肥预处理使稻秸的半纤维素量损失了12%以上,从而降低了稻秸总固体质量产气量。厌氧发酵中稻秸半纤维素降解率最高,对稻秸产气贡献率最大。由此可见,堆肥预处理方式并不能提高稻秸厌氧发酵的产气量。     

畜禽粪便堆肥溶解态有机质三维荧光光谱特征及Cu络合

畜禽粪便中溶解态有机质（DOM）易与Cu发生络合,从而促进其向土壤溶液和地表水体中迁移。该文对比分析堆肥前后猪粪和牛粪DOM三维荧光光谱特征变化,并通过荧光猝灭滴定法研究了堆肥对猪粪和牛粪中DOM与Cu络合的影响。研究发现,未经堆腐的猪粪和牛粪DOM中均存在较强的类蛋白荧光峰,包括类酪氨酸峰和类色氨酸峰;除了类蛋白峰,牛粪DOM中还出现了类腐殖质荧光峰。经过堆肥后,猪粪DOM中类酪氨酸峰和类色氨酸峰强度显著减弱,并在可见光激发区域出现类腐殖质峰;与猪粪堆肥类似,牛粪堆肥后类酪氨酸峰和类色氨酸峰也隐没不现,在紫外激发区域出现类腐殖质峰,同时可见光激发区的类腐殖质峰荧光强度减弱,位置发生红移。荧光猝灭试验结果显示,猪粪和牛粪堆肥后与Cu络合容量显著降低。因此,堆肥后改变了畜禽粪便DOM组成,生成大量胡敏酸和富里酸物质,从而降低畜禽粪便中DOM-Cu络合物的迁移性和生物可利用性。     

不同禽畜粪便静态高温堆肥过程中蔗糖酶活性的变化

在静态通气条件下,以养殖场鸡粪、猪粪、牛粪为材料,小麦秸秆作为堆肥调节物质,分别研究了接种微生物菌剂（接种菌剂处理）和不加菌剂（对照处理）堆肥过程中蔗糖酶活性的变化特征及其与温度的关系。结果表明,接种菌剂处理与对照处理在堆肥过程中蔗糖酶活性的变化趋势基本一致,即在高温腐解期蔗糖酶活性持续较高,在低温腐殖化期蔗糖酶活性急剧下降,且维持较低水平。接种菌剂能明显地提高堆肥过程蔗糖酶的活性,酶活性峰值高且出现时间较对照早4～8d。供试的3种物料蔗糖酶活性差异不显著,接种菌剂处理鸡粪、猪粪和牛粪蔗糖酶活性的最高值分别为87．84、81．3和86．8mg·（g·d）^-1,对照处理分别为62．9、60．9和63．79mg·（g·d）^-1,但3种物料接种菌剂和对照处理酶活性峰值出现的时间不尽相同,鸡粪的两种处理相同,猪粪加菌剂比对照提早8d,牛粪加菌剂较对照早4d出现。整个堆肥过程中蔗糖酶活性与堆体温度变化关系密切,对照处理堆体温度与蔗糖酶活性的关系为一元二次方程,表现为高温腐解期为显著性直线负相关,低温腐殖化期为显著性直线正相关,而加菌剂处理堆体温度和蔗糖酶活性间为极显著直线正相关。     

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。     

配施有机肥提高化肥氮利用效率的微生物作用机制研究

采用15N示踪技术和盆栽试验研究了水稻生长期间不同施肥处理土壤微生物量氮的动态变化,探讨了配施有机肥提高化肥氮利用率的微生物作用机制。结果表明,在水稻生育前期,化肥配施鸡粪堆肥、猪粪堆肥和酒糟堆肥较化肥单施均提高了土壤微生物对化肥15N的固持率,降低了土壤矿质态15N含量。而随水稻生育进程推进,在先前被微生物固持的化肥15N化肥配施鸡粪堆肥、猪粪堆肥和酒糟堆肥处理分别有87%、81%和81%被释放,增加了同期水稻对化肥15N的吸收量。化肥配施鸡粪堆肥、猪粪堆肥和酒糟堆肥,化肥15N利用率均超过60%,而单施化肥利用率仅39%。可见,配施有机肥提高化肥氮利用率,其机制之一是通过促进土壤微生物对化肥氮的有效调控,使化肥氮更好地被转化利用。     

牛粪和秸秆好氧发酵堆肥的初始条件研究

为了研究堆肥混合物料不同初始含水率、C/N值和秸秆粉碎尺寸等因素对牛粪好氧堆肥的影响,找出各因素的最佳配比参数,以期能够科学有效地指导畜禽养殖场或有机肥生产厂家开展牛粪、秸秆的资源化再利用。提出了以新鲜牛粪和小麦秸秆为堆肥原料和辅料,在添加微生物发酵菌剂的基础上,对上述3因素进行人工调控,并设计分组对比试验,依据相关标准从堆体温度、全养分(N、P_2O_5、K_2O)等指标进行验证。结果表明:试验过程中,各组发酵温度≥45℃以上的时间均大于14 d,满足NY/T 1168—2006 《畜禽粪便无害化处理技术规范》的安全卫生要求;在牛粪好氧发酵堆肥时,添加粉碎后的小麦秸秆不仅能够良好的调节水分、C/N,还能作为结构调理剂,增加混合堆体的粒度和孔隙率。试验结果表明,堆体初始含水率在60%左右,C/N在30∶1左右,小麦秸秆粉碎尺寸≤1 cm的条件下堆肥效果最佳。     

我国主要畜禽粪便养分含量及变化分析

取样并分析了我国20个省（市）主要畜禽粪便的养分含量。结果表明,畜禽粪便中养分含量变异很大,鸡粪和猪粪的氮（N）、磷（P2O5）、锌（Zn）、铜（Cu）含量明显高于牛粪和羊粪,而钾素（K2O）含量相当。鸡粪中N、P2O5、K2O、Zn、Cu平均含量分别为2．08％、3．53％、2．38％、306．6mg·kg^-1和78．2mg·kg^-1;猪粪中分别为2．28％、3．97％、2．09％、663．3mg·kg^-1和488．1mg·kg^-1;牛粪中分别为1．56％、1．49％、1．96％、138．6mg·kg^-1和48．5mg·kg^-1;羊粪中分别为1．31％、1.03％、2．40％、88．9mg·kg^-1、23．5mg·kg^-1。按照德国腐熟堆肥的标准,鸡粪中Zn、Cu的超标率分别为27．1％和15．3％;猪粪中Zn、Cu的超标率分别为62．5％和70．0％;牛粪中Zn、Cu的超标率分别为3．8％和9．6％;羊粪中Zn、Cu不超标。与上世纪90年代相比,鸡粪、猪粪、牛粪中P2O5的平均含量分别增加65．7％、93,7％和52．0％;鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪K2O的平均含量分别增加138．7％、54．8％、71．9％、50．9％;鸡粪和猪粪中Zn的平均含量分别增加92．1％和383．5％,猪粪含Cu量增加近12倍。畜禽粪便的电导率（EC）值主要集中在50～150mS·cm^-1,pH主要集中在7．0—8．0。这一研究为畜禽粪便的安全合理施用提供了参考。     

吉林省畜禽粪便自然堆放条件下粪便/土壤体系中Cu、Zn的分布规律

本文通过对不同养殖场鸡、猪、牛粪便自然堆放条件下粪便和土壤样品的采集和实验室分析,研究了吉林省部分养殖场不同类型畜禽粪便Cu、Zn含量,以及粪便自然堆放对土壤Cu、Zn含量的影响。结果表明,鸡粪、猪粪和牛粪中Cu的含量范围和均值分别为7.12～26.04mg·kg-（1风干样,下同）（均值18.24mg·kg-1）、87.99～463.7mg·kg-（1均值243.6mg·kg-1）、3.95～27.63mg·kg-（1均值12.28mg·kg-1）;Zn的含量范围和均值分别为179.2～340.8mg·kg-（1均值276.9mg·kg-1）、140.5～455.8mg·kg-（1均值381.8mg·kg-1）、150.5～292.3mg·kg-（1均值188.1mg·kg-1）。不同类型粪便中Cu、Zn含量均是猪粪〉鸡粪〉牛粪,但不论是哪种类型的畜禽粪便重金属含量均是Zn〉Cu。在自然堆放条件下,鸡粪和猪粪中的Cu可从粪便向底土迁移,迁移量随粪便中Cu含量的增加而增加,并主要积累在土壤表层,而牛粪在自然堆放过程中对底土的Cu含量影响不显著,粪底土Cu含量分布规律为猪粪底土〉鸡粪底土〉牛粪底土;鸡粪、猪粪和牛粪中的Zn也可向底土迁移,使粪底土Zn含量有不同程度的增加,但主要积累在粪底土的表层,且不同类型粪便底土Zn含量差异不明显。     

畜禽粪便堆肥养分释放及其合理施用

本文采用室内培养法和田间埋设玻璃滤纸包法研究了粉状畜禽粪便堆肥和颗粒堆肥的养分释放。结果表明,粉状堆肥经颗粒化处理后,养分释放速度变缓,适合在生长期较长的农作物上施用。在一个生长季中牛粪、猪粪和鸡粪颗粒堆肥N素释放率分别为30～35%,35%～45%和45～55%,但其中60～80%的N素释放主要集中在施用后的前二个月内。     

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定畜禽粪便中34种抗生素含量

建立了超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)同时测定鲜羊粪、鲜牛粪、鲜猪粪、鲜鸡粪、处理猪粪及处理鸡粪等畜禽粪便中34种氟喹诺酮类、磺胺类及四环素类抗生素含量的方法。畜禽粪便采用甲醇、Na2EDTA-Mcllvaine提取液各10 mL分2次提取,超声10 min、离心5 min,固相萃取净化,LC-MS/MS外标法测定。结果表明,鲜牛粪、鲜羊粪、鲜猪粪、处理猪粪以及鲜鸡粪和处理鸡粪的基质中,34种目标物均具有良好的线性关系以及较高的精密度和准确度,加标回收率均在64.6%～117.9%之间;并且,此方法能满足畜禽粪便中喹诺酮类、磺胺类及四环素类34种抗生素含量的分析要求。     

Earthworm biomass and population structure are negatively associated with changes in organic residue nitrogen concentration during vermicomposting

Vermicomposting is an efficient and environmentally friendly technology to dispose of agricultural organic residues. The efficiency of organic residue decomposition during vermicomposting is directly affected by the biomass and population structure of earthworms. In this study, we investigated how the earthworm biomass and population structure responded to changes in the physicochemical properties of six types of organic residue (cattle dung, herbal waste, rice straw, soybean straw, garden waste, and tea residues) during vermicomposting. Each type of organic residues was placed in a pot with earthworms Eisenia fetida, and the physicochemical properties of the organic residues and earthworm growth dynamics were recorded at 0, 30, 60, and 90 d of vermicomposting. The biomass and population structure of earthworms were stable or increased in rice straw, garden waste, and cattle dung within 60 d of vermicomposting, whereas in tea residues and herb waste, very little earthworm activity (3 adults and 2 cocoons) was recorded on day 30. Among the physicochemical parameters, the substrate C/N ratio was negatively correlated with earthworm growth dynamics. Decomposing organic residues showed higher NH₄⁺-N and NH₃^--N concentrations but a lower total organic carbon content, which negatively affected earthworm growth and reproduction. We recommend that chemical properties of vermicomposting systems should be monitored regularly. At the threshold levels of decomposing organic residue NH₄⁺-N and NH₃^--N concentrations, earthworms should be removed and the vermicompost can be harvested. Small- and large-scale farmers thus need to monitor the physicochemical properties of vermicompost to sustain active earthworm populations.     

人粪与不同原料配比对厌氧发酵产气影响

为提高人畜粪便和农作物秸秆资源化有效利用提供科学依据,研究了人粪与各种不同原料混合发酵的产气效率。试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以人粪、牛粪、鸡粪和玉米秆为消化原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固TS质量分数为8%条件下,进行批量厌氧消化试验,研究人粪分别与牛粪、鸡粪和玉米秆按不同比例（干物质质量比为1∶1、2∶1、3∶1）混合发酵的产气速率、累积产气量的变化。结果表明,在25℃恒温条件下,人粪与3种原料的混合发酵,均能正常产气,均能在厌氧发酵开始后的5～14d达最大产气速率,在30d左右各自的累积产气量均能达到总产气量的87%～92%,其中人粪与牛粪的混合产气效率最好,各组物料的3种配比的平均累积产气量分别为26713、21281和21227mL,各组物料的最优配比的最高产气速率分别为1500、1260和1100mL·d^-1。在25℃下,人粪与牛粪混合发酵的最优配比为3∶1,人粪与鸡粪的为1∶1以及人粪与玉米秆的为3∶1,为人粪与不同原料配比的混合厌氧发酵提供了参考依据。     

Reproduction Efficiency of Eisenia foetida and Substrate Changes During Vermicomposting of Organic Materials

ABSTRACT

Vermicomposting is the processing of organic substrates through digestion by worms, usually Eisenia foetida. The physico-chemical characteristics of the substrates and health of the worms are important parameter for effective vermicomposting. This study assessed reproduction efficiency and reproductive rate of E. foetida and changes in EC, pH, organic C, total Nitrogen and C:N ratio by vermicomposting different substrate mixtures. The study was performed as a completely randomized design with 10 treatments and 4 replicates. Manures from sheep and horse were tested alone and mixed at 50 and 75% with residues of alfalfa and wheat straw. Wheat straw was also tested alone and mixed at 75% with 25% chicken manure. E. foetida were added to the mixtures and allowed to process the substrate mixtures for three months. Final EC, pH, organic C and N levels of vermicompost were measured, as well as the reproductive efficiency and reproductive rate of the E. foetida. All measured characteristics of the finished vermicompost were significantly different depending on substrate. Substrates also changed to differing degrees during vermicomposting. Total C and EC increased in all substrates; and pH, total N, and C:N decreased in all substrates during vermicomposting The greatest change of EC was in the 25% alfalfa + 75% sheep manure mixture, which was 12.8 dS.m-1 initially and 18.6 dS.m-1 in finished vermicompost. Overall, pH declined and EC increased during the preparing of vermicompost.     

不同动物排泄物氮的作物利用及对N2O排放的贡献

本文用同一种土壤,在不同水分管理模式下,种植两种作物,以不施 N 作为对照研究了人粪、猪粪、奶牛粪和鸡粪作肥料与尿素等 N 量施用,对小米和水稻籽粒产量、N 素利用率的影响以及对N20排放量的贡献.尿素与4种粪肥对小米和水稻产量、N素利用率和N20排放的贡献并不相同.水稻产量以施用尿素最高,施用鸡粪产量效应最低,与不施N处理接近,但旱作小米以施用人粪最高,其次为尿素和鸡粪处理.水稻和小米对N素的回收率均以尿索为最高,其次为人粪、鸡粪和牛粪,猪粪最低.尿素和4种粪肥处理,在小米播种和水稻移栽后的第2天均出现了N20的排放高峰.由于两种作物水分管理不同,N20排放高峰持续时间不同,水稻长于小米.在水稻烤田前后的干湿交替过程中,不同肥料处理均出现了N20的第2次排放高峰,除牛粪和猪粪处理外,N20 峰值的持续时间长达10天左右.N20排放总量在旱作小米生长季以人粪处理最高,尿素,鸡粪和猪粪处理接近,牛粪处理最低.水稻生长季N20排放量以尿素处理为最高,依次为人粪、鸡粪处理和猪粪处理,牛粪处理最低,与不施N处理接近.     

Long-term impacts of manure, straw, and fertilizer on amino sugars in a silty clay loam soil under temperate conditions

There is increasing evidence that microorganisms participate in soil C sequestration and stabilization in the form of resistant microbial residues. The type of fertilizers influences microbial activity and community composition; however, little is known about its effect on the microbial residues and their relative contribution to soil C storage. The aim of this study was to investigate the long-term impact (21 years) of different fertilizer treatments (chemical fertilizer, crop straw, and organic manure) on microbial residues in a silty clay loam soil (Udolls, USDA Soil Taxonomy). Amino sugars were used to indicate the presence and origin of microbial residues. The five treatments were: CK, unfertilized control; NPK, chemical fertilizer NPK; NPKS₁, NPK plus crop straw; NPKS₂, NPK plus double amounts of straw; and NPKM, NPK plus pig manure. Long-term application of inorganic fertilizers and organic amendments increased the total amino sugar concentrations (4.4–8.4 %) as compared with the control; and this effect was more evident in the plots that continuously received pig manure (P?<?0.05). The increase in total amino sugar stock was less pronounced in the straw-treated plots than the NPKM. These results indicate that the accumulation of soil amino sugars is largely influenced by the type of organic fertilizers entering the soil. Individual amino sugar enrichment in soil organic carbon was differentially influenced by the various fertilizer treatments, with a preferential accumulation of bacterial-derived amino sugars compared with fungal-derived glucosamine in manured soil.     

畜禽粪肥对土壤有效铜锌铁锰含量的影响

采用室内培养和DTPA浸提法研究了鸡粪、牛粪和猪粪等有机肥料对土壤有效Cu、Zn、Fe、Mn含量的影响。结果表明,在供试条件下施用鸡粪、牛粪和猪粪均可使土壤中有效Cu、Mn含量增加,但有效Zn含量降低;施用鸡粪可使土壤有效Fe含量增加,而施用牛粪和猪粪使土壤有效Fe含量降低。增加鸡粪施用量,可使土壤中有效Cu、Zn、Fe、Mn含量增加;培养期间有效Cu、Zn含量变化幅度较小,有效Fe、Mn含量变化较大。     

不同类型有机肥与化肥配施对小麦品质的影响

【目的】 综合分析不同类型有机肥与化肥配施对小麦籽粒、面粉、面团品质指标的影响,为提升小麦品质提供有机肥科学施用基础。 【方法】 以鸡粪、猪粪和牛粪为供试有机肥料,冬小麦品种济麦22为供试作物进行了田间试验。在施N 225 kg/hm2前提下,设单施化肥（尿素）、鸡粪、猪粪、牛粪处理,及三种有机肥各自分别以25%、50%和75%配合75%、50%、25%的化肥处理,以及化肥、鸡粪、猪粪、牛粪施肥料量加倍处理,共18个处理。小麦收获后,分析了3个籽粒品质指标、5个面粉品质指标、7个面团品质指标,运用多元统计分析方法评价了三种有机肥的不同利用方式和用量对小麦品质的影响。 【结果】 施N 225 kg/hm2条件下,单施鸡粪、猪粪对小麦各品质指标的提升作用与单施化肥处理相当,明显优于牛粪;与单施牛粪处理相比,单施鸡粪、猪粪、化肥处理的平均面团形成时间延长了50.85%,平均粉质指数提高了25.75%,平均湿面筋含量提升了19.71%,平均沉淀值提升了18.17%,平均粗蛋白含量提升了14.37%,面团拉伸比降低了36.84%。增加肥料用量一倍对小麦品质指标的提升作用不显著。常量处理中,25%有机肥+75%化肥最有利于籽粒蛋白含量的提高。将15个品质指标分为3个主成分组,以湿面筋为代表的第一主成分方差贡献率占到60.2%,代表了大部分的数据信息。根据各施肥处理对品质指标影响的相似性,将18种施肥方式聚为四类:1)不施肥;2)单施常量、加倍牛粪处理;3)常量鸡粪、猪粪、化肥单施及常量配施处理;4)加倍化肥、加倍鸡粪和加倍猪粪处理,从1）至4）小麦多数品质指标呈现依次升高的趋势。 【结论】 以常规施氮量(225 kg/hm2)为前提,鸡粪、猪粪配施少量或者不配施化肥,牛粪配施75%化肥都可以显著提升小麦品质,单施牛粪提升小麦品质作用不显著。因此,在有机肥源充足的条件下,在总施氮量不增加的前提下,鸡粪、猪粪氮的施用比例可提高至75%,牛粪的实用比例控制在25%,以获得优质的小麦籽粒品质。