不同化学钝化剂处理对堆肥重金属(Cu、Zn)形态转化的影响及其植物毒性的分析

笔者采用三级四步连续提取法(BCR)研究了钙镁磷肥、粉煤灰、过磷酸钙3种化学钝化剂对猪粪堆肥过程中重金属Cu、Zn含量和形态的影响。结果表明:(1)堆肥处理后,重金属总量会表现出"相对浓缩效应",致使其浓度升高。(2)堆肥处理能促进重金属Zn的形态向活性降低的方向转化,从而降低其生物有效性。(3)相比之下,粉煤灰对猪粪堆肥中重金属Cu、Zn的钝化效果最佳,对弱酸提取态Cu、Zn的钝化效果分别为44.14%、74.39%。(4)3种化学钝化剂对种子的发芽率、种子的根长、种子的发芽指数均无显著影响,说明经过堆肥处理的猪粪已腐熟且对种子的萌发没有抑制作用。粉煤灰来源丰富,价格低,是一种较为理想的重金属钝化剂,有利于降低猪粪还田利用中土壤重金属污染风险。     

畜禽养殖场废弃物中铜和锌的处理技术研究

<正>研究利用化学法使养殖场粪污中大部分Cu、Zn转化为离子形态溶出,经干湿分离,固体部分堆肥处理,液体部分经细管酸化,然后通过生物吸附和解吸附作用提取回收粪污中Cu、Zn。收集低含Cu、Zn液体经生物发酵生产有机肥。再以嗜铜、嗜锌酵母菌为载体,对提取的Cu、Zn进行微生物转化,获得新型生物铜、生物锌饲料添加剂。该技术和产品具有成本低、效率高、清洁环保等优势。     

高温好氧堆肥对猪粪中重金属的钝化技术研究

随着规模化和集约化畜禽养殖业的不断发展,产生的大量畜禽粪便对环境造成了严重威胁。而畜禽粪便中含有大量的重金属,对土壤和环境造成严重的污染,严重影响畜禽生长和人体健康。本研究以猪粪为研究对象,采用高温好氧堆肥方法,选用10%、20%添加量的风化煤、粉煤灰、草炭2种重金属钝化剂6个处理,研究其对重金属Cu、As、Cr的水溶态、交换态的钝化效果;旨在选取最优重金属钝化方法,为畜禽粪肥的推广无污染使用提供技术依据。     

规模化猪场育肥猪饲料、猪肉及粪便中重金属含量调查

对江苏省2个育肥猪场(A场和B场)的饲料、猪肉及粪样进行抽样调查,分析其中的重金属Cu、Zn、Pb、Cd及Cr的含量。结果表明,2个规模化猪场的饲料、猪肉及粪便中重金属含量差异较大,参照我国生长肥育猪(60 kg以上)配合饲料(农业部1224公告)和德国腐熟堆肥中重金属限量标准,2个猪场育肥猪饲料中Cu、Zn含量分别超标191.7%、10.6%和41.4%、51.3%;猪粪中Cu、Zn含量分别超标310.69%、57.32%和85.94%、122.97%,B场猪粪Cd含量超标33.33%,饲料和猪粪中未发现Pb、Cr的超标现象,猪肉中重金属含量均未超标。结果提示饲料是畜禽粪便重金属污染的源头。     

三种钝化剂对镉铅污染农田的钝化修复效应研究

为探究海泡石、石灰和生物炭三种钝化剂对镉铅污染土壤的修复效果，采用大田试验和盆栽试验，研究了钝化剂对土壤不同形态Cd, Pb含量，团聚体组成及细菌群落结构的影响。结果表明：(1)施加钝化剂促进土壤中重金属由活性高形态向活性低形态转化。施用石灰、海泡石显著降低弱酸提取态Cd, Pb分别为5.03%,33.6%,使残渣态Cd, Pb分别提高7.32%,20.62%;(2)钝化处理改变各级土壤团聚体含量。施加石灰能显著提高>2 mm团聚体含量，海泡石可显著降低<0.053 mm团聚体含量，施加石灰对MWD增幅最高(71.2%),施用生物炭、海泡石使<0.053 mm团聚体中的Cd, Pb含量下降49.4%,36.6%;(3)施用石灰使壤中流的Cd, Pb含量下降37.8%,65.2%;(4)土壤经钝化后，显著提高了土壤细菌群落的丰富度和多样性，其中石灰处理提高效果最佳。综合分析，三种钝化材料中石灰的修复效果最佳。     

生物质炭在有机废弃物好氧堆肥中的应用研究进展

生物质炭是生物质在缺氧条件下热解产生的富碳物质。因其具有孔隙结构发达、独特的表面性质和较强的吸附能力等特性,已成为有机废弃物好氧堆肥研究的热点。文章介绍了生物质炭的结构特点,综述了添加生物质炭对好氧堆肥的理化性质、有害气体排放、堆肥品质及重金属等方面的研究进展,着重讨论了堆肥过程中添加生物质炭对氮素持留的作用和可能的调控措施,并对今后生物质炭在堆肥系统中的应用进行了展望。     

硅对NaCl胁迫下甜瓜种子萌发及幼苗生长的影响

为明确硅(silicon,Si)对盐胁迫的缓解作用,以“雪梨一号”和“朗秦银蜜”两个耐盐性不同的甜瓜品种为材料,在125 mmol/L NaCl胁迫下,研究了不同浓度外源Si对甜瓜种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,NaCl胁迫显著抑制了甜瓜种子萌发,0.50~1.00 mmol/L外源Si处理较对照能显著提高种子的发芽率、发芽势、发芽指数、α-淀粉酶活性及吸水率,其中两个品种的种子均以0.75 mmol/L外源Si处理效果最好;NaCl胁迫下,0.25~1.00 mmol/L外源Si处理后,甜瓜幼苗的株高、叶面积、叶绿素含量、地上部分干重和根系干重较对照显著提高,其中“朗秦银蜜”和“雪梨一号”幼苗分别以0.50和0.75 mmol/L外源Si处理效果最好。研究表明,0.25~1.00 mmol/L外源Si能促进NaCl胁迫下种子吸水和α-淀粉酶活性的提高来促进种子萌发,通过提高NaCl胁迫下幼苗叶绿素含量维持较高的光合能力促进幼苗生长,缓解盐胁迫对甜瓜种子和幼苗的伤害,外源Si浓度超过1.25 mmol/L时对盐胁迫没有缓解效应。     

泰州地区畜禽粪便中重金属含量调查

集约化畜禽养殖中,饲料中均添加多种微量元素,如硒、铜(Cu)、锰(Mn)、砷(As)等,导致畜禽粪便作为有机肥使用后,粪便中重金属残留影响土壤和水环境质量。本文采用原子吸收和原子荧光分光光度法,测定了泰州地区规模化养殖场畜禽粪便(鸡粪、鸭粪、鹅粪、猪粪和牛粪)中铜、锌(Zn)、铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、镍(Ni)、砷等7种元素含量。结果表明,猪粪和鸡粪中Cu、Zn、Cd含量高于其他3种粪便,牛粪和鹅粪中Cr含量较高。Cu、Zn和As在猪粪中的残留水平最高。Cu和Zn在不同粪便中的含量差别较大,猪粪中Cu的平均含量571.3 mg·kg~(-1)、中位数为370.8 mg·kg~(-1),明显高于其他畜禽粪便,鹅粪和牛粪含量最低;Zn在猪粪中的平均含量高达578.3 mg·kg~(-1)、中位数为506.9 mg·kg~(-1),鸡粪和鸭粪其次,鹅粪和牛粪的平均含量最低。参照德国腐熟堆肥重金属限量标准,除牛粪外,其他畜禽粪便中重金属含量均有超标现象,其中猪粪Cu、Zn、Cd严重超标,鸡粪Zn、Cd、Ni严重超标。根据我国畜禽粪便安全使用准则中在pH6.5土壤中使用限量标准,猪粪中As、Cu、Zn均超标。     

甘肃省庆阳市家畜粪污风险评价与资源利用技术研究

为了解甘肃省庆阳市家畜粪污肥料的安全性,促进粪污资源的健康化、合理化、精细化利用,实现科学种养结合模式,采集该市猪场、牛场、羊场的家畜粪便,经塑料大棚堆积发酵熟化后,测定粪便肥料的主要卫生学指标和重金属含量。结果表明：测定的2项卫生学指标,包括粪中蛔虫卵死亡率和粪大肠菌群数,均符合《有机肥标准 NY 525—2012》的要求。猪粪肥料中含有的重金属元素以锌（Zn）、铜（Cu）为主,其中,Zn含量为4 125.00 mg/kg,Cu含量为342.00 mg/kg;对照国家推荐标准《畜禽粪便还田技术规范 GB/T 25246—2010》中的重金属限制值,猪粪肥料中Zn含量超出最大限制值（3 400 mg/kg）21.32%,且Cu含量较高,超出部分作物限制要求。牛粪肥料铬（Cr）含量较高,为217.30 mg/kg,超出相关标准（150.00 mg/kg）44.87%。羊粪肥料重金属含量均未超标。为避免粪污重金属对环境的污染,建议粪污进行集中处理,将猪粪与牛粪或羊粪按比例混合堆积发酵生产有机肥,并根据作物需要科学施用。     

生长调节剂处理对马铃薯贮藏期萌发及氧化酶活性的影响

探究生长调节剂对马铃薯贮藏期休眠的调控效果及其生理作用机制,对保障马铃薯安全贮藏和研究马铃薯休眠机制都具有重要意义。本研究以马铃薯中长休眠期品种“川芋117”和短休眠期品种“费乌瑞它”为供试材料,赤霉素(gibberellin A₃, GA₃)、氯苯胺灵(chlorpropham, CIPC)和脱落酸(abscisic acid, ABA)为供试试剂,研究不同作用类型生长调节剂处理对不同马铃薯品种贮藏期块茎萌发动态及不同部位氧化酶活性的影响。结果表明,GA₃促进马铃薯的萌发主要表现在缩短块茎的萌发期上,“川芋117”和“费乌瑞它”较对照(control, CK)分别缩短10.42%和26.92%。而ABA和CIPC抑制马铃薯的萌发表现在延长其萌发期上,在“川芋117”上分别较CK延长10.42%和106.25%,在“费乌瑞它”上ABA处理延长23.08%,CIPC处理块茎未发芽。且ABA处理能显著降低休眠幅度,“川芋117”和“费乌瑞它”休眠幅度分别降低17.95%和29.41%,块茎萌发较整齐。马铃薯块茎在贮藏期芽周和薯肉部位的多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和过氧化物酶(peroxidase,POD)活性均呈先升高后降低的变化趋势,其峰值出现的时间与其开始大量发芽的时期基本一致,表明PPO和POD活性的升高是块茎解除休眠开始萌芽的生理基础之一。GA₃、ABA和CIPC处理显著影响块茎芽周和薯肉PPO和POD活性,其中GA₃主要提高块茎芽周部位的PPO和POD活性,CIPC和ABA有降低未发芽块茎芽周和薯肉PPO活性的趋势,但ABA处理在块茎休眠解除过程中氧化酶活性上升,特别是“川芋117”,这可能是GA₃打破休眠促进萌发、CIPC和ABA延长休眠的生理机制之一。     

接种复合嗜热菌剂对牛粪堆肥的影响

本研究采用自主筛选的12株嗜热细菌制成复合菌剂添加至牛粪堆肥中,考察接种复合菌剂对牛粪堆肥的影响。堆肥结果表明,经过28d堆肥处理,堆肥初期试验组升温比对照组提前1d到达高温期(≥55℃),试验组最高温度可达64.7℃,高于对照组(60.5℃),且高温期持续时间延长4d;试验组温度高,水分蒸发快,堆肥初期试验组含水率比对照组变化明显,后期变化缓慢,最终都稳定在45%;接种复合菌剂对堆肥的pH值影响不大;试验组种子发芽指数(GI)最终为91%,对照组为86%,试验组比对照组提前6d达到腐熟标准(GI≥85%)。     

猪粪与玉米秸秆好氧堆肥处理及其安全性评价

【目的】探讨以不同比例的猪粪和玉米秸秆为原料进行好氧堆肥对堆肥质量的影响,并对堆肥产品进行安全评价,为猪粪与秸秆的资源化利用研究提供参考。【方法】以猪粪和玉米秸秆为材料,分别按猪粪和玉米秸秆体积比4：6（A组）、6：4（B组）和8：2（C组）混合堆肥。堆肥期共55 d,每天记录堆体和环境温度,在第0、5、15、25、35、45、55天采集堆体样品,并测定样品的含水量、pH和种子发芽指数,以及第0和55天养分含量（全磷、全钾、总氮）、有机质含量、重金属含量（总砷、总汞、总铅、总镉、总铬）、粪大肠菌群数和蛔虫卵死亡率。【结果】试验A、B和C组堆肥温度随着堆肥时间的增加均呈先上升后下降趋势,各组间差异不显著（P>0.05）;含水量随堆肥时间增加均不断减少,各组间差异不显著（P>0.05）;pH均在7.5~9.1之间波动,变化趋势基本一致,各组间差异不显著（P>0.05）。试验A、B和C组堆肥结束时样品总养分含量分别为6.94%、7.36%和6.95%,有机质含量分别为48%、45%和39%,均达到NY/T 525-2021标准的要求;3组种子发芽指数在堆肥结束时都在80%以上,表明腐熟完全,其中A和B组在35 d后均超过100%;A、B和C组堆肥结束时样品重金属含量、粪大肠菌群数和蛔虫卵死亡率的检测结果均低于有机肥标准的限值,其中A和B组的粪大肠菌群数<3个/g,蛔虫卵死亡率均为100%。【结论】猪粪和玉米秸秆按体积比4：6配比更有利于堆肥腐熟,可缩短堆肥周期,并达到了粪便无害化和有机肥料的标准要求。     

南阳市规模化养殖场畜禽粪便排放量估算与环境效应评价

为探明南阳市规模化养殖场畜禽粪便排放量情况以及评价环境效应,利用2013年统计数据,通过预测估算南阳市规模化养殖场畜禽粪便排泄量,粪便中污染物COD、BOD、NH3-N、TP和TN的含量,重金属元素的含量,粪便资源发酵沼气产量潜力。结果表明,南阳市规模化养殖畜禽粪便年排放总量为9.15×10^9 kg;2.43×10^8 kg COD,BOD 2.25×10^8 kg,NH3-N 1.97×10^7 kg,TP 1.84×10^7 kg,TN 4.84×10^7 kg;Zn 9.09×10^5 kg,Cu 5.51×10^5kg,Cr 6486kg,Pb 5158kg,Cd 613kg,Ni 8857kg,As 9484kg,Hg 58.1kg;年产沼气潜力为2.45×10^8 m^3,其中鸡粪9.22×10^7 m^3,猪粪1.07×10^8 m^3,牛粪3.11×10^7 m^3,羊粪1.46×10^7 m^3。试验研究可为南阳市畜禽规模养殖场治污管理提供决策依据。     

兔粪、菌渣堆肥试验研究

本文研究了兔粪和菌渣混合物在堆肥过程中温度、水分、酸碱度(pH)、碳氮比(C/N)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)、大肠杆菌和种子发芽指数(GI)的变化特征。结果表明:生产中利用兔粪和菌渣混合堆肥可以达到无害化处理的目的,企业可以利用兔粪和菌渣混合堆肥来生产有机肥料。     

添加高温期堆料对青藏高原羊粪堆肥有机成分降解及酶活性的影响

【目的】探讨堆肥时添加高温期堆料对青藏高原羊粪堆肥有机成分降解及酶活性的影响。【方法】在青藏高原地区将高温期羊粪堆料添加于羊粪和油菜秸秆混合物中，以不添加高温期堆料作为对照，进行了28 d条垛式堆肥试验，通过测定堆肥过程中堆肥温度、pH、总有机碳、总氮、铵态氮、硝态氮、种子发芽指数、有机质、木质纤维素等指标以及各种酶活性来判断高温期堆料对青藏高原羊粪堆肥发酵品质的影响。【结果】添加高温期堆料可促进堆体升温，提升堆体最高温度，并延长堆体高温期6 d；堆肥结束时，与对照组相比，添加高温期堆料可显著降低堆肥中铵态氮与硝态氮比值、E₄/E₆以及碳氮比（P＜0.05）；可显著提高堆肥种子发芽指数（P＜0.05）；可显著提高有机质、半纤维素、纤维素和木质素降解率（P＜0.05）；并可显著提升堆肥过程中蛋白质酶、脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶及多酚氧化酶活性（P＜0.05）。【结论】高温期堆料可促进青藏高原羊粪堆肥有机成分降解，提升堆肥产品腐熟度及提升堆肥过程中多种酶的活性。     

添加不同比例油菜秸秆对猪粪堆肥腐熟效果的影响

试验以猪粪和油菜秸秆为原料进行高温好氧堆肥,通过油菜秸秆的不同添加量调节堆肥中的C/N,利用不同C/N在堆肥过程中的温度、发芽指数、全氮、有机质和pH等参数,探讨了不同C/N对猪粪堆肥腐熟度的影响。结果表明：在添加生物菌剂、翻堆间隔天数和其他条件相同的情况下当C/N为22.72即猪鲜粪：油菜秸秆为6.5∶1（质量比）时的各项参数均达到较好的水平,取得较好的堆肥效果。     

粪便发酵环境参数和最佳C/N比组合的确定

本课题在吉林省西部的气候条件下,对白城市畜牧科学研究院与台湾联合开发的固体生物菌剂(MICROBE-LIFTTM)在发酵过程中的不同pH值、含水量、堆肥高度和C/N比进行了处理猪粪生产有机肥对比试验,研究总结出在吉林西部气候条件下畜禽粪便在发酵过程中的pH值、含水量、堆肥高度和C/N比的最佳组合,通过对堆肥处理系统的优化设计,缩短腐熟时间,最终形成有机肥生产技术规程。     

兔粪堆肥技术初步研究

试验旨在研究兔粪堆肥过程中的参数变化,为规模化兔场兔粪堆肥处理提供技术储备。以兔粪和稻草为原料进行室内堆肥,设置兔粪-稻草组、兔粪-稻草翻堆组和兔粪组,在为期55d的堆肥过程中,测定了各堆体温度、水分、酸碱度(pH)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)、大肠杆菌和种子发芽指数(GI)随时间的变化。结果表明:在堆肥过程中,各组高温期温度均能维持5 d以上,能达到了粪便无害化卫生标准的要求,兔粪-稻草翻堆组高温阶段持续时间最长;各组有机质相对含量总体呈上升趋势,堆肥结束时,有机质均稳定在35%以上;TP和TK总体呈上升趋势;高温期时大肠杆菌数均为0,但随着温度的降低,又出现了少量的大肠杆菌;种子发芽指数总体呈上升趋势,堆肥37d后均能达到腐熟标准。由此可见,生产中对兔粪进行处理,既可以单独利用兔粪进行堆肥,也可以采用兔粪和稻草按7.4∶1的比例进行混合堆肥。     

黄芪药渣好氧堆肥化进程研究

目的：对黄芪药渣好氧堆肥化进程中关键控制参数进行研究。方法：采用温控型堆肥罐进行为期35 d的好氧堆肥试验,测定了堆肥过程不同阶段的温度、pH值、C/N和发芽指数（GI）等控制参数,并对最终堆肥产品进行评价。结果：堆肥高温（〉50℃）持续14 d,最高温度达58℃;C/N持续下降到14;GI达到80%以上;最终堆肥产品的有机质和总养分（N＋P2O5＋K2O）含量分别比我国有机肥料（NY525-2012）标准高28.5%和93.6%。结论：黄芪药渣是一种可堆肥化循环利用的宝贵生物质资源,其堆肥产品可作为优质生物有机肥或土壤改良剂。