基于畜禽粪便的有机肥中雌激素污染特征

为了解基于畜禽粪便的有机肥中残留雌激素的污染特征,防控有机肥生产中的污染风险。采集了市面上基于鸡粪、猪粪、牛粪制备的17种有机肥,测定了其有机质、氮、磷和钾含量;采用SPE-HPLC/FLD法检测了样品中雌三醇（E3）、17β-雌二醇（17β-E2）、双酚A（BPA）、炔雌醇（EE2）四种雌激素的含量,并将结果与新鲜鸡粪、猪粪、牛粪中四种雌激素含量进行对比。结果表明,鸡粪、猪粪和牛粪有机肥中均存在有机质含量偏低的样品;鸡粪有机肥中E3、17β-E2、BPA均值（干质量计）分别为270.22、2.71、87.93 μg·kg^-1;猪粪有机肥中E3、17β-E2、BPA、EE2均值为609.71、41.84、32.69、46.74 μg·kg^-1;牛粪有机肥中E3均值为50.96μg·kg^-1。畜禽粪便有机肥存在雌激素污染风险,且E3风险最大。所检测的三种畜禽粪便制备的有机肥中,牛粪有机肥雌激素含量、检出率均最低。有机肥中E3、17β-E2、BPA、EE2检出率分别为47.06%、11.76%、17.65%、5.88%,四种雌激素在新鲜粪便中检出率则为67.74%、70.97%、70.97%、58.06%,有机肥中雌激素检出率低于新鲜畜禽粪便。综上可见,基于畜禽粪便的有机肥中仍会有雌激素残留,应引起重视。     

畜禽粪便堆肥过程中有机肥腐熟研究

通过分析外界条件与内部结构变化对畜禽粪便堆肥过程中有机肥腐熟进行研究。分别以牛粪、鸡粪和猪粪为畜禽粪便堆肥的原料开始堆肥试验,分析了温度、含水量、氧气含量对畜禽粪便堆肥腐熟度的影响,同时分析畜禽粪便堆肥过程微生物数量变化情况。结果表明,鸡粪堆肥最佳温度大约为70℃,最佳含水量为48.6%,最佳含氧量为56 kPa;牛粪堆肥最佳温度大约为78℃,最佳含水量为59.8%,最佳含氧量为89 kPa;猪粪堆肥最佳温度大约为69℃,最佳含水量为50.0%,最佳含氧量为45 kPa;猪粪中存在大量耐高温的放线菌;牛粪的真菌数高于其他2种畜禽粪便的真菌数,牛粪中具有更多的耐高温真菌,可以在高温中存活,来降解纤维素。3种畜禽粪便堆肥的温度与细菌、真菌、放线菌均为正相关。     

施用产沼废弃物和堆肥对蕹菜生长的影响

[目的]比较施用不同畜禽粪便产沼废弃物和堆肥对蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)生长和产量的影响,为产沼废弃物和堆肥在绿色蔬菜上的应用提供科学依据.[方法]以蕹菜为材料,基于342 kg/ha的施氮水平,分别以猪粪、鸡粪的不同畜禽粪便的沼液、沼渣和堆肥及牛粪的沼渣和堆肥施于蕹菜,设8个处理,以不施肥作对照,测定各处理蕹菜的产量、株高、鲜重、干重、上市时间、生长期、养分含量及土壤的养分含量,以分析其对蕹菜生长的影响.[结果]各处理中,以鸡粪沼液和猪粪沼液处理的蕹菜产量、株高、鲜重和干重都最高,其次是鸡粪沼渣、鸡粪堆肥、猪粪沼渣和猪粪堆肥处理,牛粪沼渣和牛粪堆肥处理最低.猪粪和鸡粪沼液处理的蕹菜生长期缩短为10～20d,猪、鸡粪沼渣和堆肥处理为20～30 d,而牛粪处理的蕹菜生长期没有缩短,为30～40 d.蕹菜的养分吸收方面,猪粪和鸡粪沼液处理氮的吸收最高,猪粪沼渣处理磷吸收最高,猪粪沼液和鸡粪沼液处理的磷吸收最低,鸡粪沼液处理钾吸收最高.蕹菜收获后鸡粪堆肥处理土壤氮含量最高,沼液中磷含量低.[结论]鸡粪和猪粪沼液适于短期有机蕹菜种植,其次是猪粪、鸡粪的沼渣和堆肥.建议沼液、沼渣和堆肥配合施用,单施沼液则需补充磷源.     

畜禽粪便好氧发酵过程中挥发性气体排放差异研究

为有针对性地控制与治理不同畜禽粪便好氧发酵中产生的挥发性气体,设计了猪粪、牛粪和鸡粪好氧发酵试验,对畜禽粪便好氧发酵中产生的挥发性有机物(VOCs)以及NH₃、H₂S等挥发性气体进行分析研究。实验结果表明:畜禽粪便好氧发酵中挥发性气体的排放主要集中在好氧发酵前期,不同粪便好氧发酵产生的VOCs均有所区别,猪粪产生9种VOCs,牛粪产生4种VOCs,鸡粪产生8种VOCs;不同畜禽粪便好氧发酵中排放的主要VOCs均有二甲二硫、二甲三硫和甲硫醚,故在畜禽粪便好氧发酵中应针对这3种VOCs进行重点监控与治理。畜禽粪便好氧发酵中猪粪排放H₂S浓度最高,牛粪最低;鸡粪高浓度(> 200 μL·L^-1)排放NH₃持续时间最长,牛粪最短。     

畜禽粪便堆肥前期理化及微生物性状研究

分别以鸡粪、猪粪、牛粪为原料进行堆肥试验,研究三种畜禽粪便堆肥启动期和高温期理化和可培养微生物数量及脱氢酶、蛋白酶和纤维素酶活性等指标变化规律,为筛选合适的微生物菌剂维持堆肥高温提供理论依据.结果表明,将新鲜的鸡粪、猪粪、牛粪含水量调节到55%左右,堆肥温度在2 d内均可升至50 ℃以上, 并维持此温度的时间均超过5 d,达到堆肥无害化的卫生标准.堆肥前期,三种堆肥的细菌、真菌、放线菌、纤维素分解菌数量变化趋势相同,表现为嗜温性微生物数量先升高再降低;嗜热菌数量随温度上升而增加.牛粪堆肥中真菌、嗜热放线菌及纤维素分解菌的数量显著高于鸡粪和猪粪(P≤0.05).三种堆肥的脱氢酶活性先上升后下降;蛋白酶活性随堆肥温度的升高而上升;猪粪和牛粪堆肥纤维素酶活性呈波动上升趋势,鸡粪堆肥则呈先上升后下降趋势.三种堆肥的温度与嗜热纤维素分解菌数量呈显著正相关(P≤0.05).     

微生态调节剂CHM-2对禽畜粪便高温堆肥的影响

利用自行研制的微生态调节剂CHM-2对鸡粪、猪粪、牛粪等禽畜粪便进行高温好氧堆肥化处理,探讨该制剂对堆肥过程温度和种子发芽指数的影响。结果表明:应用该制剂在猪粪、鸡粪、牛粪堆肥化处理中,最高温度分别达到61.6℃、65℃、56.5℃,且持续时间达到无害化的要求;在种子发芽指数试验中,猪粪、鸡粪、牛粪堆肥到达GI>50%时间分别为15 d、15 d、10 d,均较EM对照组和空白组提早。     

淋溶对畜禽粪便释放氮磷面源污染物的影响

在淋溶条件下,分别对施入的猪粪(ZF)、牛粪(NF)、鸡粪(JF)中TN,TP的流失进行定量化;估算畜禽粪便的施用量与淋溶量对TN,TP的释放量、释放速率、释放率的影响.结果表明,对于TN,TP的释放量而言,施用量以及淋溶量越大,则累积释放量也就越大;3种畜禽粪便对TN,TP的释放速率的影响为TN>TP.对于TN,由大到小依次为:猪粪,牛粪,鸡粪;而对于TP,由大到小依次为:猪粪,鸡粪,牛粪;对释放率的影响由大到小依次为:猪粪,牛粪,鸡粪;且粪便施用量相同时淋溶量高的释放率高,淋溶量相同时施入量低的释放率高.     

河北省集约化养殖场畜禽粪便中重金属含量及变化特征

通过对河北省全省区域典型集约化养殖场的主要畜禽粪便采样,分析测定畜禽粪便中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、As、Hg、Ni 8种重金属含量并进行数据分析,结果表明河北省集约化养殖场畜禽粪便中8种重金属的含量（中位值）均符合德国腐熟堆肥标准和中国有机肥料标准,但数据离散且呈偏态分布。按德国腐熟堆肥标准和中国有机肥（NY 525-2012）的标准,河北省畜禽粪便的Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、Hg和As超标率分别为41.73%、50.39%、31.50%、5.51%、0.79%、7.87%、4.63%和12.60%。鸡粪重金属超标率顺序为Zn > Cr > Cu > Ni > As > Cd > Pb > Hg,其中,Cu、Zn、Cr超标率分别为22.22%、40.74%和33.33%。猪粪重金属超标率顺序为Cu > Zn > Cr > As > Ni和Cd,其中,Cu、Zn、Cr和As超标率分别为80.43%、78.26%、30.43%和21.74%,Pb和Hg不超标。牛粪重金属超标率顺序为Cr > Hg > Zn,其他重金属均不超标。按施用量15 t·hm^-2推算出猪粪、鸡粪和牛粪的最严格土壤安全施用年限分别为26、79年和207年。因此,施用集约化畜禽粪便有机肥带来的环境风险需要引起足够的重视。     

结合态雌激素在堆肥过程中的降解与转化研究

为评价堆肥处理对牛粪中结合态雌激素的降解效果,本文采用微波萃取-固相萃取方法提取目标雌激素,利用高效液相色谱-串联质谱仪(HPLC-MS/MS)建立分析方法,研究了牛粪中15种雌激素类物质在堆肥周期70 d的实际堆肥过程中的降解与转化过程。结果显示:堆肥处理能有效降解牛粪中的E1-3G、E3-3G、OP、BPA、DES和EE2,而对NP的降解效率相对较低,堆肥结束后残留率仍为48.84%。其中,结合态雌激素在堆肥过程中首先水解为以E1为主的自由态,再进一步发生降解。堆肥70 d后E1浓度约为0 d的3倍。葡糖苷酸盐结合态的降解速率普遍高于硫酸盐结合态,降解率均≥98.76%,而硫酸盐结合态相对稳定,3种硫酸盐结合态在堆肥70 d仍能检测到,降解率在92.74%～96.79%。研究发现,最终可能通过有机肥还田过程进入到环境中的雌激素E1-3S、E2-3S、E2~(-1)7S、E2-3G、E2~(-1)7G、NP、E1和E2的浓度分别为1.75、9.5、16.4、3.89、4.44、233.4、69.28μg·kg~(-1)和11.98μg·kg~(-1)。研究表明,堆肥处理可作为畜禽粪便的处理方法,能有效削减粪便中雌激素含量,但直接还田存在一定的环境风险,需进一步对粪肥施用过程进行评价。     

农家肥发酵菌让堆肥更快捷

<正>农家肥发酵菌是专用处理农家肥畜禽粪便堆肥发酵的微生物发酵菌种,农家肥发酵菌具有生物除臭、堆肥腐熟完整、发酵速度快等功能,堆肥发酵时温度能达到65℃以上,有效杀死农家肥畜禽粪便发酵物中的有害菌、虫、虫卵、草籽并降解抗生素残留等。农家肥鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪等畜禽粪便是发酵生产生物有机肥的优选有机肥原料。在热带和亚热带地区,全年中大部分时间都很温暖,因而堆肥过程很少利用嗜冷微生物。大多数堆肥过程都是由嗜温微生物从中温开始的,嗜热微生物也能将堆肥的温度升至热温     

施用蚓粪对茄子产量、品质及土壤养分的影响

采用保护地田间试验的方法,以猪粪(PM)、常规量化肥(CF)、不施肥(CK)为对照,研究蚓粪(EM)对茄子产量、果实品质及土壤养分的影响。结果表明:蚓粪处理增产效果不及猪粪处理,比猪粪处理的产量低24.18%。茄子果实可溶性糖含量高低顺序为蚓粪>化肥>猪粪>不施肥处理,蚓粪处理显著高于猪粪处理,提高45.96%。与对照相比,蚓粪能明显提高土壤中全磷和速效钾含量。因此,蚓粪能明显改善茄子品质,但增产及培肥地力方面不及猪粪处理。     

地轮驱动式农家肥撒施机的研制

研制的地轮驱动式农家肥撒施机由左右地轮分别经传动装置带动输肥装置和撒肥装置完成输肥和拨肥,不需额外动力,只需牵引动力。该机肥箱容积为2 m3,工作幅宽2 m,纯生产率0.8~1.6 hm2/h,配套动力为18~30马力轮式拖拉机。     

Nitrogen Mineralization from Animal Manures and Its Relation to Organic N Fractions

Laboratory aerobic incubation was conducted for 161 d to study N mineralization and the changes of organic N fractions of nine different manures（3 chicken manures, 3 pig manures and 3 cattle manures） from different farms/locations. Results indicated that significant（P〈0.01 or P〈0.001） difference existed in N mineralization between manures. The rapid N mineralization in manures occurred during 56 to 84 d of incubation. First order exponential model can be used to describe N mineralization from chicken manures and pig manures, while quadratic equation can predict mineralization of organic N from cattle manures. An average of 21, 19 and 13% added organic N from chicken manure, pig manure and cattle manure was mineralized during 161 d of incubation. Amino acid-N was the main source of N mineralization. The changes of amino acid-N together with ammonium N could explain significantly 97 and 96% of the variation in mineralized N from manured soils and manures. Amino acid-N and ammonium N are two main N fractions in determining N mineralization potential from manures. Amino acid-N contributed more to the mineralized N than ammonium N.     

有机肥对镉污染土壤酶活性的影响

通过盆栽试验研究了不同有机肥料对Cd污染土壤酶活性的影响。结果表明:在Cd污染土壤上施用有机肥,土壤脲酶活性和过氧化氢酶活性都有所增强;施用羊粪、鸡粪的处理随施肥量的增加而增强,羊粪、鸡粪的高肥处理大于中肥处理,中肥处理大于低肥处理,施用猪粪的处理随施肥量的增加呈增加降低的趋势,猪粪的中肥处理大于高肥处理,高肥处理大于低肥处理,施用有机肥可提高土壤脲酶活性和过氧化氢酶活性,以达到降低重金属镉的活性和生物有效性的目的。     

基于有限元分析的有机肥撒施机肥箱改进设计

用有限元法对原有的农家肥撒施机肥箱进行了受载分析,得出各部分结构受力及变形情况,针对原设计存在的缺陷进行了改进设计。改进了肥箱结构及材料的使用,并对改进后的肥箱进行了刚度的有限元分析验证,使其在保证强度的前提下优化了结构,使肥箱的应力分布更加均匀,并减轻了肥箱的质量,降低了生产成本。     

INTEGRATED CROP-LIVESTOCK SYSTEMS: LESSONS FROM NEW YORK,BRITISH COLUMBIA,AND THE SOUTH-EASTERN UNITED STATES

• Livestock production in North America has moved to fewer farms with greater inventories • Land application of livestock manures is a preferred nutrient recycling strategy • Confined animal feeding operations have challenges to utilize livestock manure sustainably • Integration of livestock and cropping systems is possible on a farm or among farms • Nutrient balance is needed for environmental sustainability Livestock production in the United States (US) and Canada is diverse, but shows a common trend in most livestock sectors toward fewer farms producing the majority of animal products despite a large number of farms still small in production scale. The migration to larger and more concentrated animal feeding operations in beef finishing and poultry, swine, and dairy production allows processors to streamline supplies to meet market demand for abundant, low-cost livestock products, whether that be for packaged meat, dairy products, or eggs. With concentration of livestock operations comes the challenge of managing manures. When sufficient land is available and nutrients are needed, livestock manure is an excellent nutrient source and land application is the preferred method of recycling this resource. However, when livestock production is constrained in a geographical area and animal densities are high, manure may become an environmental liability with potentially greater risk for runoff and leaching of nutrients, emission of odors, ammonia, and greenhouse gases, and release to the environment of pathogens and chemicals of emerging concern. Addressing these challenges now and into the future requires learning from mistakes and adopting successful approaches. We describe different levels of integration between livestock and crop producers in New York, British Columbia, and the south-eastern US as learning opportunities to improve economic and environmental sustainability. Examples show that effective solutions should recognize (1) manure has value and is not just a cost, (2) farmers, farm advisors, extension educators, nutrient management planners, crop advisors, nutritionists, state agency personnel, regulators, and university researchers need to be active participants in development of solutions, and (3) change to a sustainable future requires a combination of government regulation and outcome-based incentives.     

不同培养基和储存条件对家蝇幼虫分泌物中溶菌酶含量的影响

[目的]了解不同培养基和储存条件对家蝇幼虫分泌物中溶菌酶含量的影响。[方法]分别以猪粪和鸡粪为培养基饲养家蝇幼虫,分别为猪粪处理组和鸡粪处理组,用麦麸饲养幼虫为正常对照组,麦麸中添加大肠杆菌菌液饲养幼虫为诱导对照组,分别提取各组2龄和3龄家蝇幼虫的分泌物,使用试剂盒检测分泌物中溶菌酶含量;分别提取正常对照组和诱导对照组中3龄幼虫的分泌物,测定在室温、4℃和-20℃下不同时间溶菌酶含量的变化。[结果]猪粪处理组、鸡粪处理组、正常对照组和诱导对照组中分离的3龄幼虫分泌物中溶菌酶的平均含量分别为2.462、2.782、1.019、2.117μg/m L,均显著高于2龄幼虫(P0.05)。猪粪处理组、鸡粪处理组和诱导对照组2龄和3龄幼虫分泌物的溶菌酶含量均高于正常对照组(P0.05)。在室温下,正常对照组和诱导对照组中溶菌酶的活性均仅能维持14 d左右;在-20℃下,溶菌酶的活性均可维持70 d左右;在4℃下,正常对照组和诱导对照组中溶菌酶活性的维持时间介于室温和-20℃之间,且2组间溶菌酶含量随时间的变化规律有一定差异。[结论]3龄蝇蛆分泌物中溶菌酶含量高于2龄蝇蛆;鸡粪培养基和猪粪培养基能显著增强家蝇2龄和3龄幼虫分泌物中溶菌酶含量;在-20℃储存条件下,家蝇溶菌酶可在较长时间内保持较高的活性。     

施用蚓粪对温室菜田土壤 DTPA 浸提态铁锰铜锌含量的影响

为资源化利用蚓粪,采用保护地田间试验的方法,设置单施猪粪(PM)、单施蚓粪(EM)、单施化肥(CF)、不施肥(CK)4个处理,研究蚓粪(EM)对土壤微量元素Fe、Mn、Cu、Zn有效性的影响.结果表明:蚓粪(EM)处理明显降低土壤有效锰含量,猪粪(PM)处理明显降低土壤有效铁含量,化肥能降低土壤pH值及提高土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn的含量.茄子盛果期,土壤有效锰、锌含量与土壤pH呈极显著负相关,有效铁、铜与pH负相关性不明显;土壤有效锌含量与有机质呈极显著正相关,其余微量元素的有效含量与有机质相关性不明显.土壤pH是影响土壤锰、锌有效性的主要因素.     

废弃烤烟茎秆与鸡粪堆肥化利用的研究

采用特制的堆肥箱,对废弃烤烟茎秆与鸡粪的堆肥化利用进行了研究.结果表明,烤烟茎秆+鸡粪(处理A)混合堆肥处理的堆温保持在50℃以上的时间为10d,而烤烟茎秆+碳酸氢铵(处理B)处理的仅为2d.堆肥30d时,处理A的碳素含量基本趋于稳定.C/N为15.8;处理B的碳素含量仍不稳定,C/N为23.5;处理A的铵态氮与硝态氮的比值为0.43,处理B的达0.60.堆肥20 d时.处理A堆料浸出液浸种后的种子发芽指数比处理B的高15个百分点,差异达极显著水平.堆肥50d时,两处理的种子发芽指数差异不明显,种子发芽率均达到100%.烤烟茎秆与鸡粪堆肥成品的有机质和总养分(N、P2O3、K2O)含量、重金属(As,Hg,Pb,cd,Cr)含量控制标准等完全达到有机肥质量的要求.     

家蝇幼虫生态处理对猪粪和鸡粪中微生物数量的影响

[目的]研究家蝇幼虫生态处理后猪粪、鸡粪中微生物(细菌、真菌、放线菌)数量的变化情况。[方法]猪粪、鸡粪经家蝇幼虫生态处理后,采用稀释平板计数法对样品中细菌、真菌及放线菌数量进行分析,设立未经幼虫处理的猪粪、鸡粪为对照。[结果]正常对照组猪粪在恒温、恒湿条件下放置3~5 d后,细菌、真菌及放线菌的数量达到最高峰,分别为1 378×109、3 352.0×106和3 48.81×107cfu/g。经家蝇幼虫处理后,猪粪中的各类菌数量增加幅度均较小,第5天相应的各类菌落数为158.40×109、185.0×106和4.6×107cfu/g,总体上呈较为平稳态势。正常对照组的鸡粪前5 d 3种微生物数量增加亦明显,而家蝇幼虫处理组变化均不大。[结论]家蝇幼虫处理猪粪、鸡粪后,能显著降低粪便中细菌、真菌、放线菌的数量。