惠州市畜禽养殖污染耕地承载负荷估算及风险评价

为评估惠州市畜禽粪污耕地承载负荷及风险状况,根据最新统计年鉴中惠州市畜禽养殖数据,结合第二次全国污染源普查畜禽饲养期产污系数及粪污综合利用率,估算了2018年惠州市畜禽粪污及主要污染物（COD、NH₃-N、TN、TP）的产排量,并基于各区（县）实际耕地面积对粪污、TN和TP的耕地承载负荷进行估算和风险评价。结果表明： 2018年惠州市畜禽养殖粪污产生量1.51×10⁶ t,排放量达4.44×10⁵ t,各畜禽贡献占比排序为生猪（50.3%)>肉鸡（17.2%） > 肉牛（14.3%） > 蛋鸡（13.4%） > 奶牛（4.8%）;主要污染物产生量为2.61×10⁸ kg,排放量为7.66×10⁷ kg,其中畜牧大县博罗县排放量最大,占比42.9%;全市畜禽粪污、TN和TP的耕地承载负荷分别为7.69 t·hm^-2、65.38 kg·hm^-2和15.63 kg·hm^-2,粪污和TN警报级别均为Ⅰ级,TP警报级别为Ⅱ级,对周围环境威胁小,惠州市可以通过种养平衡规划提升畜禽粪污的资源化利用水平。     

我国畜禽养殖排污许可制度及实施现状

排污许可制是我国固定污染源环境管理制度改革的重大举措,是一项以总量控制为基础、提高环境质量为目标的具有法律意义的行政制度,畜禽养殖是农业领域唯一纳入排污许可管理的行业,对规范畜禽养殖排污行为将起到积极作用。本文在剖析畜禽养殖行业排污许可制度设计思路的基础上,全面调查与总结了全国畜禽养殖行业排污许可证申请与核发情况,深入分析了当前行业排污许可证核发与监管中存在的主要问题,并针对性地提出解决对策,为规范和推动畜禽养殖行业排污许可的实施提供参考。     

施磷增氧条件对水稻光合特性及镉吸收分配的影响

为探明水稻镉吸收及叶片光合特性对增氧条件下施磷量的响应特征,明确施磷量和根际增氧的作用效果,以杂交水稻C两优608为材料,考虑施磷水平和灌溉方式两个主要因素,设置4个施磷（P₂O₅）水平,即P₁（不施磷）、P₂（0.18 g·kg^-1）、P₃（0.36 g·kg^-1）、P₄（0.54 g·kg^-1）,2种灌溉方式,即NI （不增氧灌溉）、OI （增氧灌溉）,采用盆栽试验研究施磷与增氧对水稻各生育期叶片光合特性及成熟期镉吸收及迁移转运的影响规律,确定了水稻叶片光合特性与水稻镉吸收的对应关系,揭示了施磷与增氧降低水稻成熟期籽粒镉含量的机理。结果表明：与不施磷相比,无论增氧与否,施磷均可促进水稻成熟期根部、秸秆部镉的吸收与转运;增氧处理下水稻镉由秸秆部向籽粒的转运系数、籽粒镉累积分配比例均低于不增氧处理,秸秆部镉累积分配比例均高于不增氧处理;不外施磷肥情况下,增氧处理水稻成熟期籽粒镉含量最低（0.13 mg·kg^-1）,水稻各部位镉多集中于根部（33.95%）和秸秆部（46.18%）,只有19.87%集中于籽粒。抽穗期、灌浆期是影响水稻成熟期镉吸收的关键时期,增氧在提高灌浆期净光合能力的同时,还促进了镉由水稻根部向秸秆部转移,降低了镉从秸秆部向籽粒的转移,使水稻镉进行重新分配。研究表明,增氧可通过调整水稻内在敏感性,降低水稻成熟期籽粒镉含量及镉从秸秆部向籽粒的转移能力。     

陵水县规模化农业生产种养平衡分析

通过对海南省陵水县规模化种植、肥料施用、畜禽养殖、有机肥使用等情况进行数据收集与实地调研,了解陵水规模化农业生产种养情况,计算农用地完全消纳畜禽养殖产生的有机肥用量。结合耕地畜禽负荷预警值标准,发现当预警值取0.45时,陵水县临界畜禽养殖量为1 781 916头当量生猪,表明实际养殖量处于环境承载范围内。该结论为达到陵水县种养平衡提供了理论依据。     

我国规模化畜禽养殖粪污资源化利用分析

针对我国规模化畜禽养殖污染严重的突出问题及推动粪污资源化利用的技术需求,以“十二五”污染物总量减排认定规模化畜禽养殖场为例,统计了粪污资源化利用模式的类别及比例,并结合全国典型地区规模化畜禽养殖粪污治理现状对其进行了深入调研与分析。结果表明：不同规模、不同畜种粪污资源化利用模式存在一定差异,生猪、奶牛、肉牛养殖采用储存农用模式处理粪便的占75%以上,蛋鸡、肉鸡养殖采用粪便生产有机肥的占65%左右,粪污资源化利用模式主要与该地区的自然特征、农业生产方式、养殖场规模、经济发展水平等相关;规划不合理、养殖清洁生产严重不足、区域粪污资源化利用模式选择不当是当前我国规模化畜禽养殖粪污资源化利用中存在的主要问题。     

牛粪堆肥中溶解性有机物对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响

提取牛粪堆肥中的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM),并将DOM转移至含有铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa FACHB905细胞的培养液中,DOM含量以溶解性有机碳(DOC)质量浓度进行衡量,分别控制培养液中DOC的终质量浓度为0、15、30、60、90、120 mg/L(分别记为CK、T1、T2、T3、T4、T5)。通过测定藻细胞密度、色素含量和藻毒素含量,研究DOM对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响。结果表明:1)M.aeruginosa FACHB905受DOM影响,在处理后第2天,各DOM处理的细胞密度与CK相比均有所增加,T4处理的细胞密度(5.97×106个/m L)最大,比CK增加了21.67%,处理后第4天,T1、T2、T3处理均能够促进细胞生长,T2处理的细胞密度(9.23×10~6个/m L)最大,比CK增加了15.27%,而T4、T5处理抑制细胞生长,处理后第6天,仅T1及T2处理能够促进细胞生长,T1处理的细胞密度(13.34×10~6个/m L)最大,比CK增加了10.35%,而T3、T4、T5处理抑制细胞生长;2)堆肥来源DOM能够抑制藻毒素的合成,单位细胞藻毒素Microcystin–LR含量在处理后第2天T5处理的最低,比CK下降了53.13%,而Dha7–Microcystin–LR含量在处理后第4天T5处理的最低,与CK比较下降了78.51%;3)各DOM处理对单位细胞内Chl–a和Carotenoid的合成没明显影响。     

区域畜禽环境承载力核算方法研究与应用

针对畜禽养殖区域布局不合理，科学、实用的环境承载力核算方法欠缺的问题，本研究在畜禽土地承载力核算方法的基础上，综合考虑水环境容量和经济社会发展等因素，构建了基于作物养分需求及水土环境多要素的畜禽环境承载力核算模型，确定了模型参数取值，形成了畜禽环境承载力核算方法。以湖南省为例对核算方法进行应用验证，核算出湖南省畜禽环境承载力为6 113.16万头当量生猪。经与相关研究成果比对分析，认为该核算方法优于我国当前广泛采用的土地承载力核算方法，表明该核算方法具有较强的科学性与实用性，对各地科学合理的测算畜禽养殖环境承载力，确保畜牧业与环境协调发展具有指导意义。关键词：畜禽养殖；环境承载能力；水环境容量；环境质量目标     

鸡粪好氧堆肥过程氨气与温室气体排放特征及协同减排机制

为研究畜禽粪便好氧堆肥过程氨气(NH₃)与温室气体的排放特征及协同减排机制,以鸡粪与蘑菇渣为原料,设置9组不同条件的好氧堆肥正交实验,并进行为期45 d的跟踪监测,了解好氧堆肥过程基本理化参数变化,分析NH₃和温室气体的排放规律及最佳减排条件,探究微生物群落与环境因子、气体排放通量之间的相关性。结果表明:含水率与碳氮比(C/N)变化影响整个堆肥进程,经45 d堆肥后,大多数处理组的堆肥均已经完全腐熟,且添加一定比例的椰壳生物炭与钙镁磷肥可以提高堆肥腐熟度。NH₃和4种温室气体(CH₄、N₂O、CO、CO₂)在堆肥前期(1~22 d)排放通量较高,人工翻堆会增加气体排放通量。NH₃和温室气体排放的影响因子和最佳减排条件各不相同,存在"此消彼长"的关系。对NH₃、CH₄、N₂O排放影响较大的因子是椰壳生物炭占比、钙镁磷肥占比和通风速率,有利于这3种气体协同减排的条件为含水率60%、椰壳生物炭0或5%、钙镁磷肥0或5%或10%、通风速率0.12 L·min^-1·kg^-1,其中含水率60%、椰壳生物炭占比5%、通风速率0.12 L·min^-1·kg^-1是NH₃和CH₄协同减排的最佳条件。整个堆肥过程中,门水平与属水平的微生物群落相对丰度均发生明显变化,C/N和温度是微生物群落变化的主要驱动因素;堆肥前期(22 d前),门水平的优势菌为Firmicutes、Actinobacteria、Bacteroidetes和Proteobacteria,其中Firmicutes对NH₃与温室气体的排放具有显著影响。研究表明,鸡粪好氧堆肥过程中影响NH₃和温室气体排放的因子很多,通风条件下进行调理剂种类及配比优选有望实现NH₃、CH₄和N₂O的协同排放。     

水稻幼苗响应氰化物胁迫的基因表达谱差异分析

为筛选水稻参与氰化物胁迫响应的关键基因，采用Agilent4×44 K水稻全基因组芯片，分析了氰化钾和铁氰化钾胁迫下水稻幼苗叶片和根系的基因表达特征。结果表明：氰化钾和铁氰化钾处理下，从水稻根系中分别筛选到1841和3037个差异表达基因，从水稻叶片中分别筛选到734和1805个差异表达基因；氰化钾处理下，细胞壁代谢和抗逆相关的基因在根中显著上调表达；铁氰化钾处理下，水稻叶中解毒相关基因显著上调表达，说明氰化物能诱导水稻基因差异表达；与细胞解毒作用和抗逆相关的基因、与细胞壁和次生代谢途径相关的基因以及转录因子类基因的表达均显著上调，表明2种氰化物处理下水稻根系和叶片均可能通过调节其体内的一些代谢途径和一些酶的催化活性来应对氰化物的胁迫，积极诱导与防御相关的基因，并通过主动吸收和转运等代谢过程将氰化物代谢解毒，以降低对植物的伤害。     

基于等标污染负荷强度的海南省农村面源污染特征研究

为全面掌握海南省农村面源污染状况，探讨农村面源污染强度及特征，本研究采用清单分析法，基于等标污染负荷强度核算和评价了2017年海南省18个市（县）种植、畜禽养殖、水产养殖、农村生活污水的化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）排放量及排放强度，利用ArcGIS软件进行聚类分析，划分污染负荷强度分区和污染控制分区。结果表明，COD、TN、TP排放量最大值均出现在文昌，最小值均出现在五指山。海南省农村面源COD、TN、TP的排放强度比全国排放强度分别高1.03、3.74、3.59倍。各污染类型等标污染负荷强度表现为种植>农村生活污水>水产养殖>畜禽养殖，文昌为水产养殖污染型，临高为水产养殖和种植污染型，儋州、琼海、东方、定安、屯昌、澄迈、昌江、白沙、保亭、五指山、琼中为种植污染型，海口、三亚、万宁、乐东、陵水为种植和农村生活污水污染型。通过聚类分析发现，文昌、海口、临高、万宁为高度负荷区，儋州、琼海、东方、定安、屯昌、澄迈、昌江、白沙、三亚、乐东、陵水、保亭为中度负荷区，五指山、琼中为低度负荷区。研究表明，2017年海南省农村面源污染防治形势严峻，种植是海南省农村面源污染物的首要来源。