畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解特征

为探究畜禽粪便堆肥过程中雌激素降解特征,测定了南京附近养殖场的鸡粪、猪粪、牛粪中天然雌激素雌三醇（E3）、17β-雌二醇（17β-E2）和人工合成雌激素炔雌醇（EE2）、双酚A（BPA）含量。对三种粪便进行堆肥实验,测定了堆肥0、2、4、8、16 d和32 d时四种雌激素的浓度;并以牛粪为代表,对堆体进行不翻堆、两日一翻堆和一日两翻堆处理,研究了翻堆对堆肥过程中雌激素降解的影响。结果表明,三种畜禽粪便均含有较高浓度的天然雌激素,鸡粪和牛粪还含有人工合成雌激素,而鸡粪、猪粪、牛粪中雌激素的活性当量浓度EEQ值分别为3 595.86、268.84、1 207.12 μg·kg^-1,存在较大的雌激素污染风险;在堆肥32 d,鸡粪、猪粪、牛粪的EEQ残留率分别为10.1%、10.6%、0,堆肥处理很大程度上降低了雌激素污染风险。当畜禽粪便中多种雌激素共存时,雌激素降解受初始浓度影响显著,浓度高者具有较大的降解速率。雌激素降解速率随堆体内微生物活动发生改变,堆肥中期微生物活动最为活跃,雌激素降解速率高于堆肥前期和后期。对牛粪堆肥进行翻堆处理,增加了堆体内氧气含量,雌激素降解明显加快,翻堆有利于提高堆肥效果。而两日一翻和一日两翻堆肥中雌激素降解无明显差异,增加翻堆次数并不能显著提高堆肥效果。     

基于代谢笼试验的鸡粪中雌激素排放特征研究

为研究集约化养殖禽类粪便中雌激素的排放特征,以四川省某养殖场的肉鸡为研究对象,采用代谢笼采样方式采集4个季节的粪便样品,用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法(SPE-UHPLC-MS/MS)检测粪便样品中6种雌激素的含量。结果表明:肉鸡粪中6种雌激素E1、17α-E2、17β-E2、E3、17α-EE2和DES的检出率分别为100%、81%、91%、65%、22%和18%,含量范围分别为4.51~1321.55、ND~269.23、ND~307.62、ND~60.35、ND~12.18μg·kg^?1和ND~10.31μg·kg^?1,E1和17β-E2是肉鸡粪中主要的雌激素。采用雌二醇当量(EEQ)评估肉鸡粪中雌激素活性,所有样品EEQ的范围为10.80~1080.22μg·kg^?1,6种雌激素对EEQ贡献值由大到小依次为E1>17β-E2>17α-E2>E3>17α-EE2>DES,每羽肉鸡通过粪便排放雌激素的日平均总量为43.75μg·d^?1,EEQ为28.66μg·d^?1。差异显著性分析结果显示,同一养殖场饲养肉鸡的粪便中雌激素含量无显著差异,但不同批次的肉鸡粪便中雌激素的种类和含量均存在显著差异,即夏季和秋季饲养批次肉鸡粪便中雌激素含量高于春季和冬季饲养批次,表明即使在相同品种、相同喂养方式下,不同季节喂养的肉鸡雌激素分泌与排放量也存在较大差异。因此,在研究家禽粪便雌激素排放负荷时,应充分考虑采样时间对结果的影响。     

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...     

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。     

晋北地区规模化养殖场畜禽粪便中养分和重金属含量分析

为了解畜禽粪便中的养分、重金属含量及分布情况,对山西省北部地区6个不同规模养殖场采集的65份畜禽粪便样品中氮(TN)、磷(P_2O_5)、钾(K_2O)以及铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、镍(Ni)、汞(Hg)含量进行室内试验分析。结果表明,畜禽粪便中的养分和重金属含量变化范围较大,鸡粪和猪粪中的TN、P_2O_5含量显著高于牛粪,而牛粪中的K_2O含量显著高于鸡粪。畜禽粪便电导率(EC)为2.64～2.81 mS/cm,pH值为7.82～8.85。Cu、Zn、Cd、Ni、As在猪粪中含量最高,鸡粪次之,牛粪最少,而Pb和Cr在鸡粪中含量最高;3种畜禽粪便中重金属平均含量的分布规律基本呈现出ZnCuCrNiPbAsCdHg的趋势。依照我国《农用污泥中污染物控制标准》进行判断,猪粪中Cu、Zn超标率均为100%,鸡粪中Zn超标率为21.05%,而As、Pb、Cd、Cr、Ni、Hg均未超标;依照《畜禽粪便安全使用准则标准(蔬菜)》进行判断,猪粪中Cu、Zn超标率分别为100%和76.19%;依照《德国腐熟堆肥中部分重金属限量标准》进行判断,猪粪中Cu、Zn超标率均为100%,鸡粪中Cu、Zn超标率分别为31.58%、36.84%。因此,将畜禽粪便用于农业生产之前,必须对其重金属含量进行严格控制。     

畜禽粪便固态厌氧发酵产酸产气特性研究

以猪粪、牛粪和鸡粪3种典型畜禽粪便为原料,采用总固体(TS)质量分数为20%的厌氧发酵工艺,以pH值、挥发酸(VFA)含量、日产气量、累积产气量、CH_4含量及H_2S含量为考察指标,在中温(37±1)℃条件下考察畜禽粪便固态厌氧发酵产VFA和沼气的情况。结果表明:在发酵周期内,猪粪、牛粪和鸡粪厌氧发酵的累积产气量分别为23 155、25 480、13 025 m L;TS产气率分别为0.328、0.365、0.231 m~3/kg;沼气中CH_4平均含量牛粪组猪粪组鸡粪组,猪粪厌氧发酵产甲烷含量最稳定;H_2S平均含量猪粪组牛粪组鸡粪组,鸡粪发酵过程中臭味较重;pH值与VFA含量呈负相关,乙酸占VFA总量的60%~70%,各试验组基本处在适宜厌氧发酵pH值范围内。     

水旱轮作条件下畜禽有机肥氮素矿化特征

为探究水旱轮作条件下不同畜禽有机肥氮素矿化特征,试验设置空白、羊粪、牛粪、鸡粪和猪粪共5个处理,采用田间原位培养法监测了不同有机肥施用后300 d内铵态氮和硝态氮的矿化规律。结果表明：有机肥矿化过程中矿质氮主要为铵态氮,而硝态氮含量很低;不同有机肥处理的铵态氮含量总体呈先上升后逐渐稳定的变化趋势,鸡粪处理的铵态氮含量显著高于其他有机肥处理;不同有机肥处理的硝态氮含量呈波动下降趋势,硝态氮含量在前30 d迅速下降,不同有机肥处理间硝态氮含量差异随时间延长逐渐减小;雨季淹水条件促进有机肥矿化作用,但抑制了硝化作用发生,各有机肥处理的净氮矿化速率在雨季淹水条件培养下较高,旱季好气条件下有机肥矿化速率平稳,无明显上升或下降,各有机肥处理的净氮矿化速率较低;各有机肥处理的净氮矿化速率在培养前期较高,集中在前60 d,不同处理间差异显著,其中鸡粪和牛粪处理显著高于其他处理,培养后期各处理的净氮矿化速率较低且稳定,不同处理间差异较小。经过300 d培养,鸡粪、牛粪、羊粪和猪粪处理的氮素累积矿化量分别为32.99、17.60、13.90、12.83 mg·kg^-1,总体来看各处理氮素矿化效果表现为鸡粪 > 牛粪 > 羊粪 > 猪粪。     

猪粪有机肥施用对潮土速效养分含量及团聚体分布的影响

针对集约化养殖畜禽粪便无序排放产生的环境问题,采用连续2年的盆栽试验,以猪粪有机肥为研究对象,设计5个有机肥施用水平（0、6.7、13.3、26.7、40.0 g·kg^-1土）,研究了猪粪有机肥施用对潮土有机碳、速效养分含量及土壤团聚体分布的影响,为畜禽粪便田间消纳和合理施用提供理论依据。研究结果表明,土壤中有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量均随有机肥施用量的增加而呈现逐渐升高趋势,且第二年土壤中各指标增加更加明显,第二年施肥处理各速效养分含量分别比第一年高2.7%~54.0%、6.7%~34.6%、36.8%~159.5%、20.3%~35.7%;土壤有机碳含量与外源有机碳投入量之间存在着显著的线性关系,有机肥施用可以显著提高生菜产量,且具有明显的后效作用。2年试验中,土壤团聚体以0.053~0.25 mm和<0.053 mm小团聚体所占比例较大,且随有机肥施用量增加呈现降低趋势,而0.25~0.5 mm和>0.5 mm大团聚体含量却随有机肥施用量增加呈升高趋势,可见,施用有机肥可促进大团聚体的形成,在有机肥施加量为40.0 g·kg^-1土时,土壤中>0.25 mm团聚体的含量最高,土壤团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）最大,土壤的团聚化作用最强,土壤结构最稳定。     

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(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、P20,、K:O、Zn、Cu平均含量分别为3.53%、2.38%、306.6 mg·kg-1和78.2 mg-kg-1;猪粪中分别为2.28%、3.97%、2.09%、663.3 mg·kg-1和488.1 mg·kg";牛粪为1.56%、1.49%、1.96%、138.6 mg·k-1和48.5 mg-kg-1;羊粪中分别为1.3l%、1.03%、2.40%、88.9 mg·kg-23.5 mg·kg-1.按照德堆肥的标准,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50～150 mg·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.     

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。     

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.