不同腐熟度猪粪、奶牛粪在小白菜和香瓜上施用的农学效应研究

进行猪粪和奶牛粪自然高温堆肥发酵,分别在15、25、35、50 d取样,获得了不同腐熟程度堆肥产物,分别进行了小白菜和香瓜种子发芽与田间应用试验,以期获得不同腐熟堆肥在蔬菜上施用的农学效应,旨在从堆肥农田施用的农学效应角度,为制订堆肥腐熟度标准提供科学依据。结果表明:牛粪堆肥过程中的最高温度高于猪粪,且高温期也长于猪粪;两种处理在35d有机碳含量均显著降低,全氮含量为先降低后升高趋势;两种堆肥在35d后,均达到无害化标准。不同腐熟程度堆肥对小白菜株高和主根长及香瓜苗重和主根长均没有明显抑制作用,对小白菜和香瓜出苗率、根系活力及小白菜单株鲜重和生物产量影响较大,尤其是猪粪腐熟25d,奶牛粪腐熟15d的堆肥表现出显著抑制作用。将堆肥理化参数与小白菜、香瓜生长指标进行相关分析表明:pH值、全氮含量和C/N这3种指标均与小白菜和香瓜各项生物性状无显著相关性;有机碳和DOC与各项生物性状指标均表现出显著或极显著相关性;铵/硝与小白菜和香瓜的GI和根系活力均表现极显著或显著的相关性,其结果与现行的堆肥腐熟度指标并不一致。因此,在制订堆肥腐熟度标准时,应关注堆肥产物农田施用后不同作物所表现出的不同农学效应。     

江苏省‘苏翠1号’高产及中低产梨园土壤与叶片养分的差异研究

为了解江苏省‘苏翠1号’高产及中低产梨园土壤与叶片养分状况，以期为梨园合理施肥提供科学依据，分析测定了江苏省苏南、苏中、苏北20个‘苏翠1号’梨园的土壤理化性状及叶片营养，并采用R语言“Vegan”程序包对‘苏翠1号’高产及中低产梨园的土壤及叶片养分含量进行了差异分析，最后探究了梨园土壤养分与叶养分的相关性。将测定的梨园土壤及叶养分分别与梨园土壤养分最适标准值及梨叶片养分标准值进行了比较分析，结果表明，本研究中90%的梨园土壤pH值在5.6~7.2的适宜范围内，90%的梨园土壤有机质含量处于适宜或丰富状态，60%的梨园土壤碱解氮含量不足，40%的梨园土壤有效钾缺乏，而85%的梨园土壤出现了有效磷的富集。所测定梨园土壤交换性钙、镁含量丰富，而缺乏土壤有效铁、锰、铜的果园比例分别为15%、60%及25%。叶片缺乏氮、磷、镁、锰、铜的果园比例分别为15%、65%、25%、25%及90%。土壤及叶养分的整体状况与果园地理位置及产量存在显著相关性。高产梨园土壤有机质、速效磷、有效铁、有效锰及有效铜含量均显著高于中低产梨园；高产梨园叶片氮含量显著高于中低产梨园，叶片磷和钾的含量显著低于中低产梨园。综上，土壤有机质、速效磷、有效铁、有效锰、有效铜及叶片氮、磷、钾含量是高产梨园与中低产梨园养分差异的重要特征因子。本研究结果表明梨园施肥管理应将叶片营养诊断和土壤诊断相结合，可为梨园科学施肥提供一定的理论依据与指导。     

江苏省大型沼气工程沼液理化特性分析

集约化畜禽养殖场沼气工程是一项提供清洁能源、减轻环境污染、潜力巨大的生物质能源工程。该研究采集了江苏省21个规模化养猪场和奶牛场内大型沼气工程的沼液样本,进行了氮磷钾等理化特性分析。结果表明,由厌氧反应罐排出的沼液呈中性至微碱性,还原能力较强。猪场和奶牛场沼液中总氮分别集中在400～900 mg/L和200～400 mg/L范围内,其中铵态氮占总氮量的70%以上;总磷分别集中在30～100 mg/L和300 mg/L以上,可溶性磷含量变异较大;总钾分别集中在100～500 mg/L和500 mg/L以上。沼气工程运行时间对沼液理化性状影响显著,运行时间越长系统稳定性越好。氧化塘对沼液中颗粒物、氮素和磷素有显著的削减作用,多级氧化塘处理效果更明显。     

菜地追施猪粪沼液后NH3和N2O排放特征及氮损失率

将厌氧发酵残留物作为肥料还田是其资源化利用的有效途径,但国内外对其还田后氨气（NH3）和氧化亚氮（N2O）的排放特征及氮素利用率的报道较少。本研究通过微区试验,探讨了冬季和夏季大棚菜地追施猪粪沼液（DPS）后NH3和N2O的排放速率及氮素损失率。结果发现, 追施DPS后菜地NH3挥发激增,通常发生在施肥后的48 h 内;而N2O排放量在第一次施肥后大幅增加,随后逐步趋于稳定。追施DPS的处理其NH3和N2O的排放量均显著高于施用化肥的处理,冬季和夏季二者的损失量分别占肥料总量的16.4%～23.2%和24.7%～27.5%。土壤温度、水分和pH对沼液中氮素以NH3和N2O的形式损失的影响较大。     

厌氧发酵对猪与奶牛两种粪污固液相中磷含量的影响

阐明畜禽粪便厌氧发酵过程中磷在固、液相中含量变化,对畜禽粪便养分管理极为重要.以猪粪和奶牛粪为发酵原料,在中温[(37±2)℃]条件下,采用连续流动搅拌反应器(CSTR)进行了130d厌氧发酵试验,分析厌氧发酵过程中磷元素的总量及其在固体和液体中的分布变化.结果表明,猪、牛粪发酵后总磷损失率分别为2.96％和2.44％.猪粪和牛粪沼渣(即总出料的固体与残留在反应器内的固体总和)中的总磷量分别为进料(含本底值)总磷量的95.95％和91.96％.与进料相比,猪粪发酵后随沼液排出的总磷在液体中的含量降低了77.35％,在固体中的含量降低了29.95％;而牛粪总磷在液体中的含量降低了79.47％,在固体中的含量增加了38.66％.猪粪和牛粪发酵后的沼液中可溶性磷含量降低了79.04％和78.77％.经厌氧发酵后,猪、奶牛粪中的磷元素会由液相向固相迁移.     

奶牛粪颗粒粒径分布及养分含量特征

为探明奶牛粪颗粒粒径及其有机碳和养分分布特征,以新鲜的泌乳奶牛粪为研究对象,通过分级筛分方法得到了粒径分别为≤0.10、0.11～0.20、0.21～0.50、0.51～1.00、1.01～2.00和2.00 mm的颗粒样品,并对其质量、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和总钾(TK)含量及其所占比例,以及C/N分布进行分析。结果表明,不同粒径颗粒所占比例依次为≤0.10 mm颗粒28.0%、1.01～2.00 mm颗粒25.3%、0.51～1.00 mm颗粒24.2%、2.00 mm颗粒11.5%、0.21～0.50 mm颗粒7.5%、0.11～0.20 mm颗粒3.5%。TOC主要存在于较大颗粒(粒径0.50 mm)中,约占总量的70%;而TN、TP和TK主要存在于较小颗粒(粒径≤0.1 mm)中,占各自总量的44.4%、50.1%和67.3%。固液分离后固体的C/N较高。     

麦秸生物炭添加对猪粪中温厌氧发酵产气特性的影响

为探明不同热解温度生物炭添加对猪粪中温厌氧消化产气的影响,以400、500、600℃热解制成的麦秸生物炭（BC400、BC500、BC600）为研究对象,采用批次发酵试验,探讨了生物炭添加对猪粪中温（37±1）℃厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明：麦秸热解生物炭可显著（P<0.05）提高猪粪发酵系统的产气潜力和甲烷含量,其影响从大到小依次为BC600>BC500>BC400。厌氧发酵49 d期间,添加生物炭处理的产气量和产甲烷量分别为260.7~288.7 mL·g-1 VS和163.7~185.5 mL·g-1 VS,较纯猪粪处理提高了77.1%~96.1%和78.1%~101.8%。同时,添加生物炭可明显提高猪粪厌氧发酵系统的消化效率（T90）,缩短厌氧发酵的延滞期。不同热解温度麦秸生物炭对猪粪厌氧消化产气特征的影响明显不同,对畜禽养殖场沼气工程运行中的物料选择和条件优化有实际的指导意义。     

麦秸生物炭添加对猪粪中温厌氧发酵产气特性的影响

为探明不同热解温度生物炭添加对猪粪中温厌氧消化产气的影响,以400、500、600℃热解制成的麦秸生物炭(BC400、BC500、BC600)为研究对象,采用批次发酵试验,探讨了生物炭添加对猪粪中温(37±1)℃厌氧发酵产气特性的影响。研究结果表明:麦秸热解生物炭可显著(P0.05)提高猪粪发酵系统的产气潜力和甲烷含量,其影响从大到小依次为BC600BC500BC400。厌氧发酵49 d期间,添加生物炭处理的产气量和产甲烷量分别为260.7~288.7 m L·g~(-1)VS和163.7~185.5 m L·g~(-1)VS,较纯猪粪处理提高了77.1%~96.1%和78.1%~101.8%。同时,添加生物炭可明显提高猪粪厌氧发酵系统的消化效率(T90),缩短厌氧发酵的延滞期。不同热解温度麦秸生物炭对猪粪厌氧消化产气特征的影响明显不同,对畜禽养殖场沼气工程运行中的物料选择和条件优化有实际的指导意义。     

复合微生物菌剂发酵制备生物腐植酸的条件优化及其结构特性

为探究利用农业废弃物制备生物腐植酸的工艺条件,本研究筛选具有木质纤维素腐殖化功能菌株并复配高效微生物菌剂,研究发酵条件对生物腐植酸产量的影响,探究制备获得的生物腐植酸产物的结构特性。本研究以小麦秸秆为主要底物共筛选获得14株腐殖化功能菌株,其中哈茨木霉DLT21、绒毛木霉DLS32、裂褶菌JLD3和拟康氏木霉DLS12腐植酸产量显著高于其他菌株,4株菌具有良好的相容性并且木质纤维素降解酶系互补。利用复合微生物菌剂发酵获得的最佳生物腐植酸制备条件为：麸皮为碳源、豆粕为氮源、麸皮与豆粕质量比为1∶0.8、初始含水率为70%、接种量为10⁷个·g^-1（以干质量计）,在此条件下发酵20 d,腐植酸产量达338 mg·g^-1。与商品腐植酸相比,本研究制备获得的生物腐植酸具有更高的N、H元素含量以及更多的羟基、亚甲基和酰胺基官能团。