肉牛场生命周期估计及环境影响评价

试验采用生命周期估计(life cycle assessment,LCA)方法对江西高安某存栏1 800头的肉牛育肥场在整个育肥期间(7个月)的污染物排放量,以及污染物在全球变暖、环境酸化、富营养化、光化学臭氧合成方面对环境的影响进行了评估。系统边界包括化肥生产、农作物种植、饲料运输、肉牛生产和粪便处理。结果表明:温室气体排放量为(以CO2当量计)为11 908t,环境酸化气体排放量(以SO2当量计)为84.6t,富营养化气体排放量为(以PO43-当量计)为14.4t,光化学臭氧合成问题气体排放量为(以C2H4当量计)为1.68t。其中饲料运输主要影响全球变暖(占总排放量的49.8%)和光化学臭氧合成问题(占总排放量的54.1%),而粪便处理主要影响环境酸化(占总排放量的70.1%)和富营养化(占总排放量的76.4%),肉牛生产对环境的影响主要是全球变暖(占总排放量的18.1%)和光化学臭氧合成问题(占总排放量的30.9%)。因此,可考虑通过降低运输距离,改善饲料配方、粪便处理方式等降低污染物排放量。     

冷风机-纤维风管系统不同送风方式降温效果比较

为缓解南方肉牛夏季生产中的热应激,在牛舍应用冷风机-纤维风管系统,结合两种不同的送风方式(上置置换通风和射流送风)来改善牛舍环境,并比较效果。以栓系饲养西门塔尔杂交牛为试验对象,对牛舍环境、肉牛生理指标进行测量分析。结果表明:测定期间,与舍外相比,上置置换通风舍和射流降温舍温度降幅分别为2.8℃和2.4℃,相对湿度分别升高13.9%和11.9%,两舍之间温湿度均无显著差异(P0.05);射流送风舍0.7m及1.4m风速较上置置换通风舍分别高0.19和0.26m/s(P0.01);射流送风舍试验牛体感温度比上置置换通风舍低0.9℃(P0.01);氨气浓度低1.67mg/m~3(P0.01);试验期间,头部射流舍试验牛的平均呼吸频率比上置置换通风舍低11次/分(P0.01),皮温低0.5℃(P0.01)。研究表明,在高温高湿的气候条件下,冷风机-风管结合射流送风降温可更好地改善牛舍环境,缓解肉牛的热应激。     

牛粪和玉米秸秆混合好氧堆肥过程分层规律

好氧堆肥过程常存在分层现象,对于发酵产物的均一性和整体质量存在影响。为探究好氧堆肥物料病原菌灭活的分层情况,该研究以不翻抛（T1）为对照组,设置3组好氧堆肥试验（T2高温期翻抛、T3降温期翻抛、T4高温期和降温期翻抛）,对牛粪好氧堆肥过程中常规理化性质和病原菌去除效率等进行分析,并利用克里格法（KRIGING）对堆体不同位置的温度和含水率进行插值分析。结果表明,4个处理发酵温度均达到了《畜禽粪便堆肥技术规范》要求,高温期最长的处理为T3和T4,达到7 d,T4处理的病原菌去除率最高,达到97.15%;从分层规律来看,堆体含水率从高到低为上层、中层、下层;好氧堆肥物料病原菌去除效率顺序从高到低为中层、下层、上层,4个处理病原菌去除率均不低于95.56%。综合考虑,高温期和降温期翻抛（T4处理）更有利于牛粪和秸秆混合堆肥物料整体实现无害化。该研究可为牛粪好氧堆肥过程中病原菌杀灭和翻抛参数的优化提供技术指导。     

进风位置对纵向通风叠层鸡舍气流和温度影响CFD模拟

为提高鸡舍夏季通风效率,改善舍内环境条件,该文通过计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模拟分别探究了进风口内侧加设导流板及不加设导流板时,进风位置对叠层笼养鸡舍舍内及笼内气流、温度及分布的影响。鸡舍模型通过现场试验进行验证。结果表明:在进风口内侧不加设导流板时,近进风口区域(距首个笼17.5 m之内鸡笼区域)笼内平均风速随着进风位置与鸡笼间距离增加而增大,最大增幅为0.54m/s。而当进风口内侧加设导流板时,不同进风位置时对笼内平均风速相对差异小于10%。同时,随着进风位置与鸡笼间距离增加,近进风口处笼内气流分布均匀性增加,笼内温度呈降低趋势且其分布趋于均匀。但进风位置对笼内环境影响范围有限,文中研究显示,进风位置对气流速度的影响范围为距首个笼27 m之内笼内区域,对气流分布均匀性的影响范围为距首个笼45 m之内笼内区域,对温度分布的影响范围为距首个笼18 m之内笼内区域。研究表明,在叠层鸡舍夏季通风系统进风位置设计中,应尽量设计在山墙,及保证进风口与鸡笼区域无重合,使得进风气流充分发展后进入鸡笼,有助于减少笼内通风弱区及涡流区域。     

利用呼吸频率比较不同温热指数在牛舍的应用

肉牛耐寒怕热,准确评估夏季肉牛舍的环境条件十分重要。为此,在过去的研究中,人们提出了一系列温热指数。为找出在肉牛舍中较为准确的温热指数,论文比较了温湿指数(Temperature-Humidity Index,THI)、黑球湿度指数(Black Globe-Humidity Index,BGHI)、温湿风指数(Temperature-Humidity-Velocity Index,THVI)和热负荷指数(Heat Load Index,HLI)与肉牛呼吸频率的相关程度。结果表明,4个指数与呼吸频率都存在极显著的正相关(P0.0001);HLI与呼吸频率的相关系数为0.76075,BGHI为0.69746,THVI为0.7374,THI为0.60381。HLI与呼吸频率的相关性最大,用HLI作为夏季肉牛舍的温热指数最准确。     

不同反应器好氧堆肥工艺对猪粪中磺胺甲噁唑降解效果研究

为了研究不同反应器好氧堆肥工艺对猪粪堆肥及磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole, SMZ)的降解效果,试验参照相应国家标准和已报道文献中的方法对3种不同反应器好氧堆肥工艺(T1处理组为静态堆肥、T2处理组为静态强制通风、T3处理组为强制通风加翻抛)的堆体温度、pH值、碳氮比、含水率、电导率、种子发芽指数、蛔虫卵死亡率、粪大肠菌群数及SMZ含量等指标进行测定,判定堆肥工艺优劣;根据SMZ降解数据建立一级降解动力学模型,分析SMZ与各指标之间的相关性,解析3个处理组SMZ的降解规律。结果表明：堆肥21 d后,T1、T2、T3处理组对于SMZ的降解率分别为80.51%、77.52%、93.83%,T3处理组在SMZ的降解中展现出较大的潜力;T1、T2、T3处理组SMZ在堆肥中的降解半衰期分别为7.49,7.76,4.24 d; SMZ含量与碳氮比、含水率呈极显著正相关(P<0.01),与种子发芽指数呈极显著负相关(P<0.01)。说明强制通风加翻抛反应器堆肥工艺可以更有效地促进堆肥腐熟及SMZ的降解。     

采用EEM-FRI方法研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟及纤维素降解影响

为了优化堆肥工艺,提高堆肥产品质量,研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟度和纤维素降解的影响。该研究以牛粪为原料,小麦秸秆为辅料,以不添加黑曲霉为对照,分别添加1%、2%和3%的黑曲霉进行好氧堆肥,研究了黑曲霉不同添加量对腐熟度指标、养分含量、腐殖质组成以及纤维素组分的影响,并采用激发发射荧光光谱结合荧光区域积分（Excitation Emission Matrix fluorescence spectra -Fluorescence Regional Integration, EEM-FRI）对堆肥腐熟度进行评估。结果表明,与对照组相比,黑曲霉接种量为2%可快速提高发酵温度,高温期提前1d出现,胡敏酸含量较初期增加49.94 g/kg,富里酸较初期减少37.51 g/kg,并提高了腐殖化水平。黑曲霉接种量为3%时种子发芽指数提高了2.38%,总磷含量增加了22.3%,纤维素和半纤维素降解率分别是对照组的1.36、1.42倍,更有利于堆肥的腐熟。通过EEM-FRI法发现添加黑曲霉可促进有机物降解,并促进了腐殖质物质的形成,加快了堆肥腐熟。相关性分析表明,添加黑曲霉后,发酵物料总磷含量与纤维素、胡敏酸以及富里酸类物质之间的相关性显著,说明黑曲霉促进了纤维素的降解以及腐殖质类物质的形成。综合考虑堆肥腐熟度和纤维素降解水平,建议牛粪堆肥中黑曲霉添加量为2%～3%。该研究可为利用黑曲霉促进牛粪堆肥腐熟,提高有机肥品质提供支持。     

中国东北地区畜禽粪污处理技术与资源化利用模式分析

为摸清东北地区畜禽粪污处理技术与资源化利用模式应用现状,该研究采用问卷调研与现场评估相结合的方式,对黑龙江、吉林和辽宁3省272个规模化养殖场进行了调研,分析了养殖畜种与存栏量、粪污产生量、粪污处理技术、粪污处理设施设备以及粪肥还田参数等数据,总结了东北地区畜禽粪污处理技术应用现状和资源化利用模式特点。结果表明：东北地区主要粪污收集工艺为干清粪,占比达94.35%。固体粪便以堆沤肥工艺为主,占所调研养殖场的86.93%,各畜种粪便存储设施面积符合畜禽规模化养殖场粪污资源化利用设施建设规范要求。液体粪污主要处理方式为粪水贮存,占所调研养殖场的68.18%;奶牛养殖场粪水贮存设施小于建设规范要求。东北地区粪肥还田主要种植作物为玉米,占所有种植作物的78.13%,现有配套土地面积普遍低于畜禽粪污土地承载力测算需求面积。固体粪肥主要施肥方式为人工施肥,占比达88.00%;液体粪肥主要施肥方式为漫灌和喷灌,占比分别为54.17%和37.50%。整体来看,东北地区粪污处理与资源化利用主要技术模式为“干清粪+粪便堆沤+粪水贮存”。研究结果可为东北地区粪污处理和资源化利用模式推广和政策制定提供参考。     

利用整体分析法研究华北地区奶牛产业温室气体排放

为了研究奶牛产业生产效率对温室气体排放的影响,对单位牛奶产量所产生的温室气体(甲烷、氧化亚氮和二氧化碳)进行科学的评估是非常重要的。在该研究中,利用整体分析方法评估了2012年华北地区奶牛产业的总温室气体排放以及单位牛奶的温室气体排放。估算的排放源包括奶牛胃肠道发酵以及粪便管理系统产生的温室气体(greenhouse gas,GHG)排放、奶牛饲养过程中耗能所带来的GHG排放、饲养奶牛所需作物种植管理过程中以及所需农业机械设备制造所产生的GHG排放、化学肥料生产和施用所来的GHG排放。估算方法采用政府间气候变化专门委员会(IPCC,Intergovernmental Panel on Climate Change)评估报告中的方法学以及相关文献的研究成果。研究结果表明:在华北地区奶牛产业系统中总温室气体排放量为22437.85×103t。甲烷(CH4)是主要的排放源,为8516.53×103 t,其中奶牛胃肠道排放占84%,粪便管理系统占16%;氧化亚氮(N2O)排放为6240.27×103 t,二氧化碳(CO2)排放为7681.05×103 t。基于排放强度,得出单位牛奶的平均温室气体排放量为1.3 kg/kg。     

冷风机-风管对南方开放式牛舍的降温效果

为改善南方夏季开放式肉牛舍环境条件,该文设计湿帘冷风机-纤维风管系统,采用风管定点送风、孔口射流高速出风的模式,将冷风均匀送至肉牛活动区域进行局部降温。该研究以栓系饲养西门塔尔牛为试验对象,对环境、肉牛生理及增质量进行测定。结果表明:测定期间,在肉牛站立(1.3 m高度)和躺卧背部高度(0.7 m高度),与对照舍相比,处理舍的平均温度分别降低2.0和1.8℃,平均相对湿度皆增加10%,平均风速分别增加0.69和0.47 m/s(P0.01);试验舍内氨气和二氧化碳平均质量浓度比对照舍分别降低0.17和81 mg/m3,热负荷指数(heat load index,HLI)均值降低2.84(P0.01);试验牛的呼吸频率降低22次/min、直肠温度降低0.35℃、皮温降低1.04℃,差异均极显著(P0.01)。在整个试验期间,处理舍肉牛未出现患病情况,日增质量为0.92 kg/d;对照舍肉牛患病率高达47%,日增质量为0.54 kg/d,差异极显著(P0.01)。该研究表明在开放式牛舍中进行湿帘冷风机-纤维风管局部降温,有助于缓解肉牛热应激,应用于南方夏季高温高湿天气下技术和经济可行。