福建省规模化养猪场温室气体减排效益评估

【目的】评估福建省规模化养猪场利用沼气工程处理粪便产生的温室气体减排效益,以推动规模化养猪场沼气工程建设,实现生猪养殖业清洁生产。【方法】根据国际通用的温室气体减排量计算方法,以2010年和2015年为例,计算福建省规模化养猪场粪便资源量及沼气生产潜力,评估粪便资源全部用于沼气工程建设所带来的减排效益。【结果】2010年和2015年福建省规模化养猪场排泄物干物质总量分别为169.93万t和163.29万t,其产沼气潜力分别为7.14亿m~3和6.86亿m~3。假设规模化养猪场粪便所产沼气全部用于替代薪柴,则分别可替代薪柴245.42万t和235.84万t,减少CO_2排放量分别为268.74万t和258.25万t;假设规模化养猪场粪便所产沼气全部用于替代煤炭,则分别可替代煤炭130.85万t和125.74万t,减少CO_2排放量110.89万t和106.56万t。如果养猪场粪便全部用于沼气工程,则分别可减少CH_4排放3.59万t和3.45万t。【结论】沼气工程在有效处理禽畜粪便的同时生产了优质燃料,沼气替代传统能源减少了CO_2排放,禽畜粪便厌氧消化减少了CH_4排放,带来了显著的社会经济及环境效益。     

生物炭对酸化茶园土壤性状和真菌群落结构的影响

为探讨生物炭长期施用对酸化茶园土壤改良和真菌群落结构的影响,分析了按生物炭用量0、2.5、5、10、20、40 t·hm^-2施用5年后的茶园土壤性状和真菌群落结构变化。结果表明,施用生物炭5年后的茶园土壤pH提高了0.16~1.11,可溶性有机碳含量提高了52.6%~92.3%,而铵态氮和硝态氮含量以10 t·hm^-2处理最高。施用生物炭5年后的土壤性质变化,进一步影响了真菌群落结构,表现为Chao指数、ACE指数和Shannon指数随生物炭用量增加呈先增加后降低的趋势;提高生物炭施用量对茶园土壤次要作用的真菌（LDA值<3.50）丰度的增加效果高于优势真菌（LDA值>3.50）的效果,其中被孢霉属、木霉属、毛壳菌属的相对丰度增加,黑盘孢属的相对丰度降低。     

生物炭对酸化茶园土壤性状和细菌群落结构的影响

  【目的】   生物炭作为一种高效、绿色、多功能的土壤调理剂受到了广泛关注，但生物炭对酸化茶园土壤改良的长期效应还缺乏了解。研究施用生物炭5年后对茶园土壤性状和细菌群落结构的影响，为生物炭在酸化土壤改良上的合理应用提供科学依据。   【方法】   茶园生物炭田间试验在福建安溪县进行，茶园种植年限超过7年，茶树品种为铁观音，土壤为黄壤 。试验设生物炭施用量0、2.5、5、10、20和40 t/hm2共6个水平，一次施入土壤，5年后调查了茶园土壤pH、电导率 (EC)、可溶性有机碳含量、细菌群落结构变化及它们间的相关关系。   【结果】   施用生物炭5年后，茶园土壤pH提高了0.16～1.11个单位，可溶性有机碳含量提高了52.6%～92.3%，EC值降低了1.85%～47.77%，其中施用10～40 t/hm2生物炭处理的pH值均显著高于0～5 t/hm2处理。施用生物炭5年对土壤性质的改变，进一步影响了细菌群落结构，细菌群落Chao指数、ACE指数表现为随生物炭施用量增加而增加得趋势，Shannon指数呈现先增加后降低的趋势。施用生物炭促进了适宜酸中性或弱碱性环境的节杆菌属、硝化螺旋菌属、黄色杆菌科细菌相对丰度的增加，降低了嗜酸性细菌如酸杆菌属细菌的相对丰度。细菌群落结构与环境因子的关联分析表明，施用0～10 t/hm2生物炭处理细菌群落结构受pH、EC环境因子的影响较大；施用20～40 t/hm2生物炭处理细菌群落结构受土壤可溶性有机碳等环境因子的影响较大；其中硝化螺旋菌属、α-变形菌门、酸杆菌属、康奈斯氏杆菌属等的相对丰度与土壤pH、EC值间具有显著相关性。   【结论】   在酸化茶园施用生物炭5年后，土壤pH、EC和可溶性有机碳含量发生了显著变化，增加了细菌群落多样性指数，且适宜酸中性或弱碱性环境的细菌丰度增加，嗜酸性细菌丰度降低；其中施用0～10 t/hm2生物炭的处理土壤pH、EC是显著影响细菌群落结构的环境因子，施用20～40 t/hm2生物炭的处理土壤可溶性有机碳含量是显著影响细菌群落结构的环境因子。     

基于能值分析的“葡萄-灵芝”复合系统的生产效率及可持续性评价

为评价“葡萄-灵芝”复合系统的生态经济效益和可持续发展能力。本研究运用能值分析,从物质流、能量流、货币流3个角度比较分析“葡萄-灵芝”复合系统和葡萄单作系统的能值投入和能值产出。结果表明:“葡萄-灵芝(头部脱袋)”(模式C₁)和“葡萄-灵芝(全脱袋)”(模式C₂)2种复合系统与葡萄单作系统(模式M)相比,净能值产出率分别提高了31.48%、34.72%,能值投资率与产投比分别提高了0.95、0.90倍与0.31、0.35倍;能值自给率与环境负载率分别下降了47.42%、46.15%与57.98%、56.75%;可更新能值率与可持续发展指数分别提高了24.69%、24.03%和2.13、2.11倍。此外,模式C₁较模式C₂的净能值产出率低2.41%,可持续发展指数高0.46%。相比葡萄单作系统,“葡萄-灵芝”复合系统具有更强的经济活力与环境可持续性,在高水平高质量管理下的设施葡萄园选择适宜的食用菌品种套作,更能体现生态果园复合模式良好的系统活力和发展潜能,虽然系统自我维持能力较弱,受经济社会影响波动较大,果菌复合模式的发展与生产效率仍有提升空间。     

中国农业清洁生产的发展现状及对策分析

农业清洁生产是农业发展的一种新模式,其目的是通过生产和使用清洁能源和原料,改善管理和监控体系,减少农产品生产过程中的各种污染,以满足农业生产的需要。介绍了农业清洁生产的概念及背景意义、农业清洁生产的目标,以美国、欧盟国家和日本为例介绍了国外农业清洁生产的发展现状,从种植业和畜牧业两方面阐述了中国农业清洁生产的发展现状,提出中国农业清洁生产存在的问题:(1)法律法规不完善,政策制定缺乏充分认知和参与;(2)政策扶持力度不够,资金投入不足;(3)清洁生产技术规范不统一、推广机制不完善。最后提出中国农业清洁生产的对策:(1)加大对农业清洁生产的宣传,树立社会公众的清洁生产意识;(2)加强对农业自然资源的合理利用和保护;(3)大力促进农业企业的清洁生产,从更深层解决污染防治问题;(4)加强畜牧业清洁生产工作,调整产业结构;(5)增强农产品安全意识,加大对高品质农产品生产的扶持力度。     

炭化温度和时间对烟秆生物质炭微观结构和理化性质的影响

为揭示不同温度和时间炭化的生物质炭微观结构及理化性质差异,以烟秆为原料,研究炭化温度(300、450、600℃)和时间(1、3h)对烟秆生物质炭特性及元素组成的影响。结果表明,烟秆生物质炭呈多孔、高比表面积结构,较为完整地保留了烟秆的组织结构。烟秆生物质炭pH值、有机碳含量、全钾含量和C/N比随炭化温度的升高和时间的延长而升高,而产出率和全氮含量则呈降低趋势。炭化条件对烟秆生物质炭理化性质具有明显影响,炭化温度的影响大于炭化时间。生物质炭的农业应用为烟秆无害化处理提供了新途径,但受生产成本及烟秆就地炭化水平影响,烟秆生物质炭推广应用还有一定的局限性。     

安溪县山地茶园土壤化学计量特征在不同空间的变化

为布设更加适应茶园开发的水土保持措施,以福建省安溪县采取了良好水土保持措施的山地茶园(已治理茶园)与未采取良好水土保持措施的山地茶园(未治理茶园)土壤为研究对象,利用生态化学计量学方法,分析了不同水平位置和高程下已治理茶园和未治理茶园土壤的N、P含量,以及N∶P化学计量特征。结果表明,从总体来看,已治理茶园土壤中TP平均含量为0.63 g/kg,比未治理茶园土壤中的TP平均含量(0.44 g/kg)高43.2%;未治理茶园与已治理茶园土壤的TN含量均随高程降低呈减少的趋势,已治理茶园土壤TN含量在最大高程(600 m)处出现最大值,显著高于低高程区域;未治理茶园土壤TP含量随高程降低呈减少趋势,而已治理茶园TP含量变化趋势则相反,在最低高程(300m)处出现最大值;在水平位置上,已治理茶园土壤的N∶P值从支毛沟的上游到下游呈显著减少趋势,而未治理茶园土壤的N∶P值则相反,呈显著增加趋势。     

陆生和水域生态系统植物的C、N、P生态化学计量特征研究综述

生态化学计量学是一门把不同研究领域的研究结果从化学元素水平上统一起来的热点学科。笔者简单阐述了生态化学计量学的基本定义,主要通过比较陆生和水域生态系统来阐述生态化学计量学特征,讨论不同生态环境对植物的生态化学碳氮磷比(C:N:P)的影响,在大尺度范围研究植物C:N:P生态化学计量学特征与限制性养分判断、生态系统稳定性、生长率的关系。     

生物炭添加对猪粪菌渣堆肥过程中Cu、Zn的钝化作用

为探讨生物炭对猪粪堆肥过程中重金属钝化效果的影响,利用强制通风静态堆肥技术研究不同生物炭添加量对猪粪菌渣好氧堆肥发酵效果及重金属Cu、Zn形态的影响。结果表明:与未添加生物炭堆肥处理相比,添加生物炭处理提高堆肥pH值0.2～0.3个单位,至堆肥结束时提高堆肥含水率15.6%～20.0%。添加生物炭改善了通气条件、pH、含水率等堆肥性质,加速了堆肥进程,其中6%和9%生物炭添加处理高温持续期显著高于未添加生物炭处理。堆肥处理后,猪粪、菌渣等混合物料中交换态Cu、Zn含量分别下降了4.25%～12.06%和2.83%～20.87%;堆肥处理能促进堆肥中Zn、Cu的形态向活性低的方向转化,降低重金属的生物有效性。堆肥物料中适量添加花生壳生物炭可提高对重金属Cu、Zn的钝化作用,其中6%生物炭添加处理对重金属Cu、Zn的钝化效果最好,分别为18.84%和11.55%。适量添加生物炭可加速猪粪菌渣堆肥进程和降低堆肥中Cu、Zn有效性,其中以6%生物炭添加量的钝化效果最好。     

生物炭对不同镉污染土壤钝化效果和小白菜镉吸收的影响

目前生物炭用量对不同镉污染水平土壤的钝化效果缺乏进一步认识,利用外源添加试验研究了不同土壤镉污染水平、不同生物炭添加量对小白菜镉吸收和土壤镉有效性的影响。结果表明,添加生物炭能降低土壤有效态镉含量和小白菜地上部镉吸收量,且随着生物炭量的增加钝化效果更明显,其中以4%的生物炭添加量的效果最佳,小白菜地上部镉含量降低了55.9%～76.0%。生物炭添加提高土壤pH值,降低了土壤有效态镉含量2.4%～62.3%,其中较低镉水平土壤有效态镉含量降幅高于较高镉水平的土壤。