猪粪中温和高温厌氧发酵沼液对微藻培养的影响

选用Chlorella pyrenoidosa FACHB-5和Chlorella vulgaris FACHB-8为试验藻种,利用人工气候培养箱,在培养温度为(26±1)℃、光照强度为4 000 lx、通入空气流量为1.5 L/min、24 h连续光照、沼液添加量为20%的条件下,采用中温35℃和高温55℃猪粪厌氧发酵后沼液为原料,研究两种沼液灭菌和不灭菌处理后与BG11培养基混合作为微藻培养液对后续微藻培养过程的影响。研究结果表明,高温55℃厌氧发酵后的沼液用于微藻培养的整体表现优于中温35℃厌氧发酵后沼液,微藻的生长速率更高。在本研究的条件下,沼液灭菌组与未灭菌组相比,在前期的适应期方面未表现出明显的优势,但在中后期的微藻生长速率方面略优于未灭菌组。本研究所选定的两种藻种均能较好地适应添加沼液的培养环境,并且Chlorella pyrenoidosa FACHB-5的整体表现优于Chlorella vulgaris FACHB-8。     

基于畜禽粪便的有机肥中雌激素污染特征

为了解基于畜禽粪便的有机肥中残留雌激素的污染特征，防控有机肥生产中的污染风险。采集了市面上基于鸡粪、猪粪、牛粪制备的17种有机肥，测定了其有机质、氮、磷和钾含量；采用SPE-HPLC/FLD法检测了样品中雌三醇（E3）、17β-雌二醇（17β-E2）、双酚A（BPA）、炔雌醇（EE2）四种雌激素的含量，并将结果与新鲜鸡粪、猪粪、牛粪中四种雌激素含量进行对比。结果表明，鸡粪、猪粪和牛粪有机肥中均存在有机质含量偏低的样品；鸡粪有机肥中E3、17β-E2、BPA均值（干质量计）分别为270.22、2.71、87.93 μg·kg^-1；猪粪有机肥中E3、17β-E2、BPA、EE2均值为609.71、41.84、32.69、46.74 μg·kg^-1；牛粪有机肥中E3均值为50.96μg·kg^-1。畜禽粪便有机肥存在雌激素污染风险，且E3风险最大。所检测的三种畜禽粪便制备的有机肥中，牛粪有机肥雌激素含量、检出率均最低。有机肥中E3、17β-E2、BPA、EE2检出率分别为47.06%、11.76%、17.65%、5.88%，四种雌激素在新鲜粪便中检出率则为67.74%、70.97%、70.97%、58.06%，有机肥中雌激素检出率低于新鲜畜禽粪便。综上可见，基于畜禽粪便的有机肥中仍会有雌激素残留，应引起重视。     

猪粪厌氧发酵消化液回流体系微生物群落结构特征与产气关系研究

为明确厌氧发酵消化液回流体系中微生物群落结构的特征,采用Miseq高通量测序技术,研究回流过程中微生物的多样性和群落结构变化,并分析其与产气性能的关系。结果表明:消化液回流体系中,细菌的丰富度、多样性均高于产甲烷古菌,并随回流时间的延长明显增加,而产甲烷古菌无明显变化;细菌群落主要分为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)等8个不同的门类,厚壁菌门、梭菌纲(Clostridia)、梭菌属(Clostridium)是不同水平上的优势细菌,相对丰度分别从初期的62.79%、58.62%、35.44%上升到81.46%、68.19%、39.10%;产甲烷古菌中,广古菌门(Euryarchaeota)占绝对优势,在接种物中,第68 d和第219 d相对丰度分别为94.76%、99.89%、99.59%,属分类上主要有7种,其中甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)的相对丰度由23.99%升高到72.28%,而甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)和甲烷球菌属(Methanosphaera)分别由16.34%、21.71%降低至3.70%、12.93%;日平均产气率由初期的409 m L·g~(-1)升高至477 m L·g~(-1),在219 d的试验中,氨氮和有机酸浓度均呈升高趋势,但并未对厌氧发酵产生抑制作用。研究表明:厌氧发酵回流体系中微生物以梭菌属和甲烷八叠球菌属为优势菌属,产气率随其相对丰度的增大而升高,而与甲烷短杆菌属和甲烷球菌属呈负相关。     

中国农田畜禽粪尿磷负荷量及环境风险分析

准确掌握不同地区畜禽粪尿和磷负荷量及其环境风险,为畜禽养殖总量控制、合理布局和还田利用提供决策依据。基于统计数据和文献资料,利用磷的猪粪当量(P)估算了我国畜禽粪尿量和各类畜禽粪尿比例的时空变化,分析和评价了当前各省份畜禽粪尿和磷资源量及其土地负荷量和污染风险,并根据畜禽粪尿还田率估算了当前各省份畜禽粪尿及其磷还田量,并进行环境风险评价。结果表明:中国畜禽粪尿猪粪当量(P)及其磷量1978年至2005年快速增加,2006年至2016年保持稳定。截止2016年,猪粪当量(P)约21.23亿t,磷量约545万t,比1978年均增长123%,华北地区畜禽粪尿猪粪当量(P)及其磷量最大,约占全国总量的23%和9%。区域水平上,按耕地面积计算,东南和西南地区负荷量较大,为Ⅴ级,有严重污染风险,按农作物种植面积计算,东南和西南地区较大,为Ⅳ级,有较严重污染风险,按农用地计算,东南、长江中下游和华北地区负荷量较大,为Ⅳ级,有较严重污染风险。省级单元上,湖南负荷量最大,其次是北京、广东和河南,这些省份为Ⅴ级,有严重污染风险。全国畜禽粪尿猪粪当量(P)及其磷还田量分别为11.51亿t和295万t,折合成单位农用地面积分别为3.1 t·hm(~-2)和8.0 kg·hm(~-2)。区域上东南地区还田最多,分别为10.3 t·hm(~-2)和26.3 kg·hm(~-2),为Ⅲ级,有污染风险,其次是华北和长江中下游地区,为Ⅱ级,稍有污染风险,而东北、西南和西北地区相对较低,为Ⅰ级,无污染风险。省级单元上湖南和北京还田较多,为Ⅳ级,有较严重污染风险,华北、长江中下游、东南地区的多数省份和部分西南地区省份农用地畜禽粪尿磷还田量接近或大于50%单位土地面积畜禽粪尿磷的年施用限量,具有较高的污染风险。研究表明,不同区域和省份畜禽粪尿磷负荷量和还田量污染风险具有较大差异,但多数省份尤其华北、长江中下游、东南地区的畜禽粪尿磷污染风险较大。     

规模化养殖猪粪还田种植核桃模式的经济效益分析及重金属积累简析

2016年10月至2017年10月,在四川省眉山市东坡区万胜镇核桃森林食品基地建立规模化养殖猪粪还田种植核桃试验地,调查其种植状况和经济收入,对经济效益进行了总结分析,并测定土壤中镉、汞、砷、铅、铬、铜等6种重金属的含量和核桃中砷、汞、铅、镉等4种重金属。结果表明:采用规模化养殖猪粪还田种植核桃后每年投入降幅27.23%,产出收益增幅19.04%,净收益增幅57.86%;施用规模化养殖猪粪的土壤中镉、汞、砷、铅、铬、铜含量分别为0.0271 mg/kg、0.050 mg/kg、8.99 mg/kg、15.8 mg/kg、48.9 mg/kg、24.3 mg/kg,均符合《食用林产品产地环境通用要求》(LY/T1678-2014)标准中食用林产品土壤环境质量的要求;施用规模化养殖猪粪种植的核桃中砷、汞、铅、、镉分别为未检出、未检出、0.02 mg/kg、0.06 mg/kg,均符合《森林食品质量安全通则》(LY/T1777-2008)标准中坚果的重金属限量。     

利用猪粪和甜叶菊废渣栽培双孢蘑菇研究初探

开展了利用猪粪和甜叶菊废渣栽培双孢蘑菇的试验研究,并测定了双孢蘑菇的品质和重金属含量。结果表明: 利用猪粪和甜叶菊废渣可栽培双孢蘑菇,且有提高双孢蘑菇品质和提升双孢蘑菇风味的效果,双孢蘑菇重金属含量符合NY/T 224-2006《双孢蘑菇》标准。     

3种有机物料配肥下的宅基地复垦土壤重金属污染风险评估

【目的】为确立宅基地复垦土地的绿色安全培肥方案。【方法】以成都平原宅基地复垦土壤为研究对象,设置空白对照(CK)、常规化肥(CF)、秸秆全量还田(S1)、秸秆1.5倍还田(S2)、菌渣等碳量还田(R1)、菌渣1.5倍碳量还田(R2)、猪粪等碳量还田(M1)、猪粪1.5倍碳量还田(M2)共8个施肥处理,研究3种不同有机物料培肥处理的复垦土壤中Cu、Cd、Cr、Pb、Zn和As的重金属含量及其变化特征,并利用内梅罗综合指数法及潜在生态风险评价法对复垦土壤重金属进行风险评估。【结果】复垦土壤重金属含量的高低次序为ZnCrCuPbAsCd,随着时间推移及秸秆、菌渣和猪粪3种有机物料增加,土壤重金属含量呈上升趋势;3种物料处理内梅罗指数和潜在生态风险系数均处于轻微风险范围,其中猪粪1.5倍碳量还田(M2)处理均大于其他施肥处理,而秸秆全量还田(S1)处理均小于其他施肥处理。【结论】推荐S1处理为最佳绿色安全培肥方案,即小麦季使用55 911 kg/hm~2的秸秆与276 kg/hm~2的尿素、575 kg/hm~2的过磷酸钙、15 kg/hm~2的氯化钾混施还田,玉米季使用46 449 kg/hm~2的秸秆与350 kg/hm~2的尿素、792 kg/hm~2的过磷酸钙、108 kg/hm~2的氯化钾混施还田。     

猪粪中反硝化菌数量与理化指标相关性分析

本试验采集了保育(60±3)d、肥育(170±5)d和妊娠(妊娠70±4)d三个阶段的梅山猪新鲜猪粪各10份,比较三个阶段猪粪的好氧与厌氧反硝化菌数量以及粪样的理化性质。结果表明,保育猪猪粪中好氧反硝化菌和厌氧反硝化菌的数量均显著高于肥育猪猪粪(P0.05),与妊娠母猪猪粪差异不显著(P0.05);猪粪中的凯氏氮、硝酸氮、铵态氮含量、碳氮比和异戊酸含量以保育猪最高,肥育猪次之,妊娠母猪最低(P0.05);粪中的有机质和戊酸含量则以肥育猪猪粪最高,保育猪猪粪次之,妊娠母猪最低(P0.05)。相关性结果显示:猪粪中好氧反硝化菌数量仅与有机质含量呈显著负相关(P0.05),与pH、凯氏氮及碳氮比无相关性(P0.05);厌氧反硝化菌与猪粪中各项理化指标均无相关性(P0.05)。     

猪粪施用量对红壤旱地理化性质及酶活性的影响

为研究猪粪的合理施用及其对红壤旱地地力提升的效应,利用在第四纪红壤旱地中连续3年分别施用0、7.5、15、30、45 t·hm~(-2)猪粪的小区定位试验,比较不同处理下菠菜和玉米地上部生物量、土壤相关理化性质、碳氮磷循环相关酶活性的差异。结果表明:菠菜和玉米地上部生物量、土壤有机质、土壤全量和速效态氮磷钾含量均随猪粪施用量的增加呈线性增加。当猪粪施用量达45 t·hm~(-2)时菠菜、玉米平均地上部生物量分别达到11.48、20.84 t·hm~(-2),土壤有机质和全氮、全磷含量分别达14.6、1.07、0.73 g·kg~(-1),土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别达85.47、106.9、411.7 mg·kg~(-1),但与猪粪施用量为15和30t·hm~(-2)时土壤养分含量的差异不显著,而土壤中与碳氮磷循环相关的6种酶活性则与猪粪施用量呈线性相关,且在施用量为30或45t·hm~(-2)时出现显著差异;6种酶活性与土壤有机质、养分含量间均具有显著或极显著正相关关系。研究结果显示,第四纪红壤旱地在本试验猪粪施用量范围内,土壤有机质和养分含量、酶活性等指标均随施用量的增加而相应提高,作物地上部生物量亦呈线性增加,但同时须注意土壤速效态养分含量过高可能带来的氮磷流失加剧等问题。     

猪粪有机肥配施化肥对潮土速效养分及团聚体分布的影响

集约化养殖产生大量的畜禽粪便而且无序排放产生,是造成农业面源污染的重要原因之一。畜禽粪便田间消纳后对土壤性质及肥力的影响是现阶段研究的热点问题。本研究在施用等量氮、磷、钾养分的条件下,通过连续两年的盆栽试验,研究猪粪有机肥替代不同化学肥料后对潮土速效养分、团聚体组分及稳定性的影响。结果表明:施用猪粪有机肥增加了土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量,且随猪粪有机肥施用量的增加而增加,其中土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量比单施化肥处理(T1)分别提高了3.7%~165.8%、11.6%~197.7%和20.7%~364.8%;与第一年相比,第二年各处理碱解氮含量下降2.8%~48.9%,而速效磷、速效钾均有增加。施用猪粪有机肥处理土壤有机碳含量均高于单施化肥处理(T1),且随有机肥量的增加呈增加趋势,增加幅度达14.8%~175.7%;猪粪有机肥处理第二年后土壤有机碳含量比第一年土壤有机碳含量增加3.9%~96.9%。同时发现,潮土土壤团聚体以0.25 mm的微团聚体为主;化肥配施猪粪有机肥处理增加了潮土0.25 mm团聚体含量、团聚体MWD(平均重量直径)以及GWD(几何平均直径)和R_(0.25)值,且随有机肥施用量的增加而增加。由此可见,施用猪粪有机肥有利于潮土速效养分、有机碳含量的增加,并促进大团聚体的形成和稳定。