不同猪发酵床垫料内腐殖质变化特性研究

通过测定果树枝、菌糠、中药渣、发酵猪粪垫料以及稻壳/木屑不同配比垫料内腐殖质及其组分含量,研究育肥猪一个生长周期内猪发酵床垫料中腐殖质及其主要组分胡敏酸、富里酸的形态变化特性.结果表明:初始中药渣垫料内胡敏酸与富里酸总碳量及富里酸含量最高,初始菌糠垫料内胡敏酸含量、胡/富比及胡敏酸E₄/E₆比值最高.在育肥猪一个生长周期内,除中药渣垫料外,包括稻壳/木屑不同配比的其他垫料内胡敏酸与富里酸总量表现为前三个月增加而后降低,富里酸表现为前两个月增加而后下降;除菌糠垫料外,包括稻壳/木屑不同配比的其他垫料胡敏酸均表现为持续增加,所有垫料内胡敏酸E₄/E₆值均下降.饲养三批猪的稻壳/木屑垫料内腐殖质及其不同组分含量以及胡敏酸E₄/E₆值均相对较低.中药渣、菌糠、果树枝与发酵猪粪垫料同一取样时期垫料内胡敏酸与富里酸总量、胡敏酸以及富里酸含量差异显著,稻壳/木屑垫料不同配比同一取样时期垫料内胡敏酸与富里酸总量、胡敏酸以及富里酸含量差异不显著.不同垫料间胡敏酸E4/E6差异显著,表现为发酵猪粪>果树枝>菌糠>中药渣(初始期除外),稻壳/木屑配比为60/40时胡敏酸E₄/E₆值较低.     

养猪舍不同发酵床重金属累积特征初探

以节约经济成本和适宜猪生长发育为前提选取3种发酵床垫料组合:40%稻壳+60%菌糠(FJ)、40%稻壳+60%锯木屑(FD)、40%稻壳+60%酒糟(FW),采用物质流分析的方法分析了在一个养猪周期内3种垫料Zn、Cu、As全量的累积过程;同时测定了不同垫料剖面层次中3种重金属的含量变化;并通过测定有效态Zn、Cu、As含量分析3种重金属在垫料和表层土壤中的活性;最后应用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法分析和评价该区域表层土壤的重金属污染指数和潜在生态危害。结果表明,经过一个养殖周期,Zn和Cu含量随垫料层次加深逐层递减,而As含量则随垫料层次加深逐层递增,尽管如此,绝大部分Zn、Cu、As仍作为库存累积在垫料中,只有极少部分通过淋溶作用渗漏到床底表层土壤中;不同垫料对3种重金属的吸纳效果、活性大小的影响均不同;经过生态危害评价分析,3种垫料在养猪结束后其Zn、Cu、As的潜在生态危害均未超过轻微生态危害临界值(RI≤150),为了最好地控制Cu、Zn、As污染并保留有机肥营养,建议发酵床使用年限为3年左右。     

熟化猪发酵床垫料对白菜产量及重金属积累的影响

采用盆栽试验,选用熟化的发酵猪粪垫料及酒糟垫料作有机肥,研究白菜的产量变化及不同重金属在白菜中的累积情况,并对采收的白菜进行安全评价。结果显示,垫料作有机肥添加量较高时,对白菜出苗率与产量均有一定的影响;酒糟/木屑垫料作有机肥安全施用量约在5%~10%。垫料作有机肥时,白菜不同重金属元素铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、铬(Cr)表现为随施肥量增加其含量增加,Cu、Zn、As、Cr含量均在安全标准要求之内。健康风险指数表明,猪发酵床垫料作有机肥时,铜、锌、砷、铬元素没有明确的安全问题。     

发酵床养猪垫料重金属含量变化

本研究利用新型复合菌种制备发酵床进行生长猪饲养试验,在对比不同菌种发酵床养猪饲料矿物质元素消化率基础上,对垫料N、P含量及重金属元素含量变化进行测定分析,旨在为发酵床养猪废弃垫料能否作为肥料用于种植业提供理论依据.研究结果表明,无论是生长期矿物质元素的表观消化率,还是育肥期矿物质元素的表观消化率,各个试验组之间均无显著差异(P＞0.05).随着饲养天数的延长,垫料中N、P、Cu、Zn含量及重金属As、Pb的含量逐渐增加,饲养3个周期后,垫料中N、P含量分别为2.28％、1.65％左右,Cu、Zn富集量分别达到266mg/kg、93.3mg/kg,重金属元素As、Pb富集量分别达到2.86mg/kg、0.92mg/kg;饲养过程中Cu元素的富集量要明显高于Zn元素的富集量,砷元素的富集量要明显高于铅元素的富集量.各个试验组间N、P、Cu、Zn含量及重金属As、Pb的含量变化没有显著差异(P＞0.05).结果提示,发酵床生态养猪废弃垫料中N、P含量较高,适合于种植业肥料,但矿物质元素Cu、Zn及重金属元素As、Pb的富集量较高,其肥效有待进一步验证.     

山东省规模化猪场猪粪及配合饲料中重金属含量研究

对山东省21家规模化猪场夏、冬两季共126个猪粪样品及18个配合饲料样品中多种重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb)的含量进行了检测.结果表明,猪粪中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb的平均检出值分别为12.3、472.8、1 908.6、36.5、0.9、2.9 mg·kg-1.不同猪群粪便中重金属含量存在一定差异,小猪猪粪中Cu、Zn、Cd含量最高,而Cr、As分别在种猪猪粪及育肥猪猪粪中的含量最高.除Cr外,其他5种重金属在冬季样品中的含量均高于夏季样品.猪配合饲料中As、Cu、Zn的最大检出值分别为34.1、211.9、2 883.1mg·kg-1,超过国家标准规定最高添加量的17～35倍,是猪粪中重金属的主要来源.参考相关腐熟堆肥中重金属的限量标准,所调查的猪粪样品若用于堆肥,将导致堆肥产品重金属含量严重超标.因此,必须严格控制猪配合饲料中重金属的添加,以减少猪粪中的重金属含量,降低使用猪粪作为肥料带来的生态环境危害及农产品安全风险.     

养猪发酵床熟化垫料组分及重金属含量评估

为评价猪发酵床废弃垫料的资源化利用价值及潜力,测定4种使用了3～4年的猪发酵床废弃垫料的基本理化性质、盐分及重金属含量等指标。结果表明,垫料富含有机质及氮磷钾营养物质,有机质含量在37.11%～50.73%之间,全氮含量为13.62～18.99 mg/g,全磷(P_2O_5)含量为23.04～55.32 mg/g,全钾(K_2O)含量为40.37～51.74 mg/g,且部分垫料之间差异显著。总腐殖酸含量较高,在35.36～43.60 g/kg之间。废弃垫料pH值在6.72～7.58之间,电导率为1.06～2.60 mS/cm,可溶性总盐含量为1.28%～3.77%,电导率、可溶性总盐含量及Na~+、NO_3~+-N含量不同垫料间差异显著,电导率与无机氮含量、可溶性总盐含量呈极显著正相关,pH值与NO_3~+-N含量、可溶性总盐含量呈极显著负相关。垫料Cr、Cd、Pb含量均低于有机肥料农业行业标准(NY 884—2012《生物有机肥》)的要求;菌糠垫料As元素含量高于有机肥农业行业标准(As含量≤15 mg/kg)。Cu、Zn含量超过了《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284—1984)控制范围。总之,使用了3～4年的废弃垫料有机质、氮、磷、钾、腐殖酸含量丰富,盐含量相对较高,超标的重金属以Cu、Zn、As为主。     

规模化养殖场猪配合饲料和粪便中重金属含量研究

对广西规模化养殖场10个猪配合饲料和12个猪粪样品进行Cu、Zn、Cr和Cd含量测定分析。结果表明,猪配合饲料与猪粪中的重金属含量差异较大,猪配合饲料中Cu、Zn、Cr和Cd的平均含量分别为153.4、194.9、5.6、0 mg/kg,猪粪中的Cu、Zn、Cr和Cd含量分别为760.7、1042.6、18.9和1.3 mg/kg。按照中国猪饲养标准和德国腐熟堆肥中重金属限量标准,猪配合饲料和猪粪中的Cu、Zn含量严重超标。猪粪与猪配合饲料中的Cu、Zn、Cr含量呈正相关或极显著正相关。因此,须严格控制猪配合饲料中重金属的含量,减少猪粪有机肥的重金属含量,降低土壤重金属污染,增加农产品质量安全。     

我国部分城市畜禽粪便中重金属含量及形态分布

通过对部分城市集约化养殖场的畜禽粪便取样调查,分析了其中重金属含量状况及其形态分布。结果表明,畜禽粪便中重金属Cu、Zn、Cd、As、Ni、Cr、Pb和Hg含量分布差异较大,其平均值分别为377.5、1 610.4、0.72、7.79、9.77、22.51、6.31 mg·kg-1和0.06mg·kg-1。不同类型畜禽粪便比较,猪粪中Cu、Zn、Cd、As含量显著高于鸡粪、鸭粪和牛粪,而鸡粪中Cr含量则高于猪粪和牛粪。参照国家农用污泥污染物控制标准,猪粪中Cu、Zn的超标率分别达59.84%和95.08%,As超标率为3.28%,而Cd、Ni、Cr、Pb和Hg的含量则均低于控制标准。根据畜禽粪便安全使用准则中在蔬菜地使用限量标准,猪粪中Zn、Cu、As超标率分别为78.69%、74.59%和9.84%,鸡粪、鸭粪中Zn、Cu、As含量也存在超标现象。对乳猪粪、育肥猪粪和种猪粪的重金属含量和形态分析发现:乳猪粪中Cu和Zn含量高于育肥猪粪,而种猪粪则较低;育肥猪粪中As含量高于乳猪粪和种猪粪;种猪粪的Cd含量高于乳猪粪和育肥猪粪。猪粪中Cu、As水溶态含量分别占总量的30.47%和12.19%,EDTA提取态Cu、Zn含量分别占总量的35.96%和48.93%,猪粪中Cu、Zn、As较高的活性会在一定程度上增加其向环境中流失的风险。     

基于肥料化利用的猪发酵床垫料主要化学性状分析

以木屑、稻壳和秸秆为原料,配制木屑(S)、木屑+稻壳(SR)和木屑+稻壳+秸秆(SRS)3种猪发酵床垫料。在1年半左右的使用中,监测垫料中养分元素及重金属含量变化,并测定饲养4批猪后垫料的种子发芽系数。结果表明:经过4批养猪周期后,各处理垫料TN、TP、TK含量以及pH、EC、含水率有所升高,垫料总养分能够达到国家相关标准的要求,铜、锌、镍、铬、砷、汞含量,符合国家相关标准中的限制规定,而镉、铅含量超标较严重。通过种子发芽指数表示的垫料腐熟度,略低于可接受水平,直接施用于土壤时存在安全风险。     

猪粪渣堆肥中重金属复合钝化剂配置及其应用分析

猪粪便中重金属无害化处理是实现养猪废弃物资源化高效循环利用的重要手段。以规模化养猪场固液分离后的猪粪渣为试验对象,选择酒渣、膨润土、草木灰、粉煤灰、秸秆粉、草炭、稻壳灰、钙镁磷肥等为原料,按一定比例设计5个配方,制成重金属复合钝化剂添加到猪粪渣中,并采用条垛式好氧堆肥处理。结果表明,5种配方都对猪粪渣中的Cu、Zn、As、Hg、Pb、Cd、Cr等重金属产生钝化效应,除Cd元素外重金属比重相对降幅为7%~34%。通过比较分析表明,配方3、配方5猪粪渣处理后的发酵产品,养分含量及As、Hg、Pb、Cd、Cr等重金属含量达到国家有机肥料生产标准(NY 525—2012),可以作为生产绿色有机肥的基础原料,实现猪粪渣无害化处理及资源化利用,有利于防止和减少畜禽规模养殖场造成的环境污染问题,促进美丽宜居乡村建设。