山西省畜禽养殖粪尿及养分含量时空分布特征

根据迄今为止有记载的1987-2019年山西省畜牧业统计年鉴数据,从畜禽养殖数量规模及产污情况等方面简述山西省畜禽养殖业近年来的发展,采用排泄系数法估算畜禽粪尿产生量及其主要污染物含量的变化,分析了山西省不同种类畜禽养殖粪尿养分时空格局及演化特征.结果 表明,近30 a来,山西省畜禽养殖规模整体呈现阶段性上升趋势,分为1987-1996年全面发展期、1997-2006年结构调整期、2007-2014年发展方式转变期和2015年之后恢复增长期这4个时期;2007-2019年间,空间上由原来的南北高中间少变化为各地市分布均匀,太原市、阳泉市畜牧业不发达,畜禽养殖规模整体较小;将牛、家禽的养殖数量折算为猪当量后,山西省近30 a来牛的占比呈下降趋势,从63.8％降至31.4％,猪、家禽占比呈缓慢上升趋势;1987-2006年间,山西省畜禽养殖粪尿产生量年均达到3000.47万t,2007-2019年间,年均仅为2030.79万t,且近30 a来牛粪产生量最大;全省畜禽粪尿中COD、BOD、NH3-N、TN、TP含量年际变化趋势同畜禽养殖规模相似,全省畜禽粪尿中COD产生量均保持最高,年平均产生量64.3万t,占污染物产生总量的45.3％;TP产生量最低,平均仅占总量的2.5％;太原市、阳泉市由于畜牧业不发达,畜禽粪尿中养分产生量最低.运城市畜禽养殖业发展迅速,在推进产业结构调整时应侧重生猪和家禽的养殖总量及粪污控制工作.     

基于主成分—聚类分析的褐土肥力质量评价

以山西省寿阳县国家褐土长期定位试验基地为研究平台,定量评价不同施肥措施对土壤肥力质量的影响,为建立褐土区合理施肥模式和土壤肥力质量评价体系提供科学依据。通过主成分—聚类分析,综合评价了长期不同培肥措施的土壤肥力质量差异。结果表明,长期不同施肥处理的玉米产量与土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷、有机质、酶活性均表现出极显著正相关,与pH呈极显著负相关。土壤肥力质量排序为:N3P2M3>M6>N4P2M2>     

长期氮磷配施对褐土细菌多样性及土壤酶活性的影响

为探明不同氮磷化肥配施对土壤细菌群落结构和酶活性的影响,以山西寿阳褐土长期施肥定位试验为依托,选择5个施肥处理：CK（不施肥）、N₁P₁(N:60 kg·hm^-2;P:37.5 kg·hm^-2)、N₂P₂(N:120 kg·hm^-2;P:75 kg·hm^-2)、N₃P₃(N:180 kg·hm^-2;P:112.5 kg·hm^-2)和N₄P₄(N:240 kg·hm^-2;P:150.0 kg·hm^-2),采集玉米收获后耕层（0～20 cm）土样,通过Illumina HiSeq高通量测序技术,对土壤细菌16S rRNA的V3-V4区进行测序;采用比色法测定土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性,分析细菌群落结构与土壤酶活性之间的相关性。结果表明,4...     

长期秸秆还田对旱地玉米土壤有机碳及碳库管理指数的影响

以山西省晋中市寿阳县长期玉米种植区褐土为研究对象，探讨秸秆还田方式对土壤有机碳、土壤活性有机碳组分和土壤碳库管理指数的影响，以期为北方旱地褐土培肥、提高土壤质量提供理论依据。基于连续30年（1992—2021年）秸秆还田长期定位试验，按照等碳量秸秆还田，设置4个处理[秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎直接还田(SC)、秸秆过腹还田(CM)、秸秆不还田(CK)]进行分析。结果表明：（1）CM处理的土壤总有机碳含量较SM、SC显著提高了29.23%、35.72%。（2）CM处理的土壤活性有机碳含量较CK显著提高了77.72%，且与SM、SC差异显著；SM、SC、CM处理的土壤微生物量碳含量较CK分别显著提高了26.39%、43.51%、70.83%；SM、SC、CM处理的土壤可溶性有机碳含量较CK分别显著提高了4.32%、31.47%、60.00%。（3）SM、SC、CM、CK间的土壤活性有机碳效率无显著差异，SC处理的土壤微生物量碳有效率和可溶性有机碳有效率较CK分别显著提高了28.04%、17.10%，SM处理的土壤可溶性有机碳有效率较CK显著降低了11.48%，CM对于土壤碳素效率无明显提升效果。（4）CM处理的土壤碳库管理指数较SM、SC显著增加了138.89%、72.32%。秸秆过腹还田能够显著提高北方旱地褐土肥力，增加土壤碳库管理指数，改善土壤质量，是最优的还田方式。     

长期有机/无机肥配施对褐土细菌群落及抗生素抗性基因赋存的影响

为探明长期有机/无机肥配施对土壤细菌及抗生素抗性基因多样性的影响，以山西寿阳褐土长期定位试验为依托，采集5个有机/无机肥配施处理（N₀P₀M₀，N₂P₁M₁，N₄P₂M₂，N₃P₂M₃和N₀P₀M₆）0~20 cm土层土壤样品，采用宏基因组测序技术研究有机/无机肥配施条件下褐土中细菌群落和抗生素抗性基因的差异。结果表明：长期有机/无机肥配施显著改变了土壤细菌及抗生素抗性基因的多样性，细菌优势门为变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门和绿弯菌门。不同处理土壤共同抗性基因亚型有256个，土壤特有抗生素抗性基因亚型随施肥量的增加均呈现先增加后降低的趋势，且在N₃P₂M₃处理中达到最高。土壤中丰度较高的抗生素抗性基因种类有大环内酯类、多药类、万古霉素类、四环素类、氯霉素类，其中含量最高的抗性基因亚型为MacB、BcrA、MexW、MexF和pbp1a。皮尔森相关性分析表明：土壤理化性质直接或间接地影响着细菌群落及ARGs的组成和变异，冗余分析进一步表明，抗生素抗性基因的变化受细菌群落结构的影响。抗生素抗性基因已经成为威胁人类健康的潜在污染物，农业生产中施用畜禽粪污时应充分腐熟并与化肥配合施用，以保障生态环境安全。