木醋液对牛粪好氧堆肥理化特性与育苗效果的影响

传统的牛粪好氧堆肥作为育苗基质利用,其育苗效果差,加入调理剂是改善育苗效果的重要手段。为研究木醋液对牛粪好氧堆肥物料理化特性及育苗效果的影响,以牛粪、小麦秸秆为原料,木醋液添加量为0、1%、3%、5%,在自主设计的小试堆肥反应器中进行好氧堆肥试验。选取黄瓜为指示植物,使用堆肥腐熟料进行育苗试验。结果表明：随着木醋液添加量的升高,堆肥物料的含水率、总氮含量、总磷含量、K+含量及有机质降解率呈现上升趋势,pH值、电导率呈现下降趋势;低浓度（添加量1%）木醋液可促进纤维素、半纤维素的降解,发芽指数最高,为79.17%,且1%木醋液处理组的壮苗指数最高,为0.0449g,显著高于其他3组（P＜0.05）。     

畜禽粪便堆肥中重金属污染调控技术的研究现状

针对畜禽粪便堆肥中重金属污染现状、处理方法及研究现状作一概括,着重介绍了国内外重金属治理技术,解决畜禽粪便污染问题的思路和方法。应用木醋液对畜禽粪便的预堆制过程中重金属形态变化、钝化形式与效果的研究,将成为未来研究畜禽粪便堆肥中重金属治理的热点和趋势。     

不同泌乳期奶牛粪便碳氮变化与温室气体排放特点研究

试验采集不同泌乳期(高产组、中产组、低产组)奶牛新鲜粪便进行90 d的自然堆积,用静态箱-气相色谱法测定了堆积过程中CO_2、CH_4和N_2O的排放量,并测定TOC、TN、NH_4~+-N和NO_3~--N的含量变化。结果表明,不同泌乳期奶牛粪便初始总有机碳、总氮和碳氮比存在差异,牛粪初始总有机碳和总氮含量从高到低依次为高产组、中产组和低产组,而总有机碳和全氮比值的大小排序则与此相反。这些差异导致牛粪堆积过程中温室气体排放量的差异,非CO_2温室气体CH_4和N_2O累积排放量及总温室气体排放量(以二氧化碳当量计,CO_2eq)大小顺序均为高产组、中产组、低产组,低产组总温室气体排放量显著低于高产组和中产组。3种气体中温室效应贡献最大的是CO_2,占总温室效应的一半以上,CH_4和N_2O的温室效应贡献相近,分别为20%~21%和17%~21%。堆积过程中3个处理N_2O-N的累积排放量与TN含量呈显著正相关关系,与碳氮比呈显著负相关关系;CH_4-C、CO_2-C、CO_2-C+CH_4-C累积排放量与牛粪TOC含量、碳氮比没有显著相关关系。与高产组和中产组比,低产组奶牛粪便在90 d的堆积试验结束后,损失较多的碳素而保留了较高的氮素。     

猪粪好氧堆肥碳排放分析

以生命周期法为指导,应用排放系数法对猪粪秸秆好氧堆肥路径下碳排放量进行计算。本文研究的范围包括：堆肥厂内微生物降解活动产生的直接排放;加工设备电力消耗等上游活动产生的间接排放;有机肥作为化肥替代品减排量、土地施用后的土壤碳结合等下游活动减排量。结果表明：项目日处理420吨原料,可生产20吨有机肥,堆肥生物降解过程产生的直接排放为19.26 tCO₂e,电力消耗间接排放为17.84 tCO₂e,产品作为化肥替代品的减排量为0.87 tCO₂e,土地施用固碳量为113.4 tCO₂e。生命周期范围内,生产及施用有机肥净碳汇量为77.18 tCO₂e,可实现负碳排放,有效提升土壤固碳能力,可为农业减排降碳提供技术模式。     

成年奶牛温室气体排放分析

为厘清我国奶牛养殖行业温室气体排放现状,指导奶牛养殖温室气体减排路径规划,分析了一头成年奶牛全产业链的温室气体排放情况。结果显示：以敞口厌氧塘粪污处理为基线,沼气工程可实现粪污管理过程温室气体减排90%以上,结合沼液密闭贮存,减排可达98%,其中甲烷减排贡献占98.3%;奶牛粪便处理后利用过程,通过能源替代、化肥替代和土壤固碳可创造减排固碳效益,年最大减排固碳能力达3.611 tCO₂e·头^-1;从奶牛养殖全链条考虑,不同奶牛粪便管理利用情境下,沼气工程处理粪污且结合三沼利用模式下,温室气体减排效益最显著,奶牛年净排放量仅为3.742 tCO₂e·头^-1a^-1),与敞口厌氧塘粪污处理利用模式相比减排65%,与堆肥结合粪肥还田模式相比减排30%。优先选用沼气工程作为奶牛粪便管理方案,同时加强沼气和沼液沼渣的回收利用,是实现奶牛养殖业温室气体尤其是甲烷减排的有效途径。     

畜禽粪便堆肥过程中氨挥发及调控措施

堆肥是畜禽粪便无害化、资源化的主要方法,但在堆肥过程中会有大量的氨挥发损失,导致堆肥品质下降,影响其农业利用价值。为此,讨论了堆肥过程中氮素的转化机理、转化规律、氨挥发的影响因素以及各种调控措施,以期为堆肥过程中有效地控制氨挥发损失提供理论基础和实践参考。     

余热和菌剂对垃圾堆肥效率及温室气体减排的影响

为探讨生活垃圾堆肥过程中同时添加外源菌剂和使用循环热风对缩短堆肥周期的影响,该文以15～80 mm生活垃圾为原料,设置了无添加菌剂和无余热回用堆肥（对照）与添加菌剂和余热回用堆肥（处理）强制通风隧道发酵仓对比试验。结果表明：菌剂和余热利用后堆肥高温达到55℃的时间缩短了1～2 d,高温堆肥时间7 d,堆肥周期缩短为27 d;按600 t/d处理规模计算,菌剂和余热利用处理全年的温室气体比对照少排10 150.65 t（ 以CO2计）;日进仓数由3个增加到4个,处理能力可以提高到800 t/d。菌剂和余热利     

规模猪场厌氧-好氧粪污处理系统温室气体减排量评估

在清洁发展机制(CDM)背景下的温室气体减排量交易是一种能帮助畜牧企业主用先进的粪污处理技术替代现有的开放式厌氧塘的好途径.本文的目的是评估先进的厌氧-好氧粪污处理系统的温室气体减排量,案例选自山西某公司的一个存栏6187头的规模猪场.基准线情景以及本文选用的先进系统项目活动排放源包括厌氧消化和好氧过程产生的CH4以及粪污在存贮和利用的过程中产生的N2O;减排量是指基准线情景排放和所选用先进系统排放的差值.项目选用的厌氧-好氧先进系统包括厌氧消化器系统、固液分离系统、废水的好氧处理系统以及分离固体好氧堆肥系统,替代开放厌氧塘系统减少了温室气体的排放,经估算温室气体排放量减少了79.6%, 从 6619.7 t CO2e·a-1减少到1348.5 t CO2e·a-1,6187头的规模猪场的总减排量为5271.2 t CO2e·a-1 2或者说0 85 t CO2e·head-1a-1.将产生的减排量在国际碳市场以每t CO2e 8欧元出售,每年将获得减排收入421695元,每头猪将产生68.2元的减排效益.减排收益的获得弥补了畜牧企业采用先进处理工艺的较高资金投入,促进了先进处理工艺的推广与普及,极大改善畜牧生产以及周边环境.     

间歇灌溉对湖北省水稻温室气体减排的贡献

为掌握间歇灌溉对稻田温室气体排放产生的影响,通过建立中国地区相对于淹水灌溉条件下,间歇灌溉能够带来的温室气体减排量数据库,推测减排因子,估算湖北省实行间歇灌溉近10年温室气体减排量。结果表明,2004—2013年间歇灌溉共减少温室气体排放1 415.39万t CO2-eq,其中单季稻田减排量为1 039.87万t CO2-eq,双季稻田减排量为375.52万t CO2-eq;湖北省不同地区减排量与该地区各类型稻田面积密切相关,也与减排因子密切相关,10年来荆州市减排总量最大,为211.14万t CO2-eq,其次是黄冈市,减排量为185.47万t CO2-eq,神龙架林区减排总量最小,仅为0.054万t CO2-eq;单季稻减排量最大的是荆州市,为159.65万t CO2-eq,双季稻减排量最大的是黄冈市,为115.73万t CO2-eq。按照湖北省碳交易市场最新交易价格25元t来计算,间歇灌溉为湖北省带来的效益可达3.54亿元。间歇灌溉作为一项普遍使用的节水灌溉措施,能有效减少温室气体排放,而且不会造成水稻减产,在今后应大力推广。      

施肥对免耕旱作燕麦田土壤温室气体排放的影响

采用静态箱-气相色谱法,研究了不施肥(CK)、施氮肥(N)、施磷肥(P)、施钾肥(K)、氮磷肥配施(NP)和氮磷钾肥配施(NPK)5种施肥处理对免耕旱作燕麦田土壤温室气体排放的影响,以期为当地农田生态实现可持续发展提供科学依据。结果表明,各处理土壤CO_2排放通量随燕麦生育期均呈先增加后减小的趋势,拔节期出现峰值;不同施肥处理CO_2平均排放通量均高于不施肥处理,其中氮磷钾配施、氮磷配施和施氮处理与不施肥处理间差异显著;各处理土壤CH_4排放通量在全生育期内均表现为吸收特征,呈"反S型"变化,全生育期氮磷钾、氮磷和施氮处理CH_4平均吸收通量显著高于不施肥处理,分别是不施肥处理的1.30、1.25、1.15倍,三者之间差异不显著;各处理N_2O排放通量全生育期内均表现为排放源,呈先增后减的趋势,各处理N_2O平均排放通量表现为施氮氮磷配施氮磷钾配施施磷施钾不施肥,其中施氮、氮磷配施、氮磷钾配施与不施肥处理差异显著,施磷、施钾与不施肥处理差异不显著;氮磷钾配施、氮磷配施、施氮、施磷、施钾处理综合温室效应分别比不施肥处理高22.3%、15.6%、12.8%、10.1%和4.7%,除施钾处理外,其他施肥处理均与不施肥处理差异显著。     

生物炭对鸡粪好氧堆肥过程的影响

生物炭作为堆肥调理剂对于加快畜禽粪污好氧堆肥进程、增强堆肥品质和改良堆肥工艺具有重要意义.分别选用玉米秸秆和树叶与鸡粪混合进行堆肥试验.通过研究堆体温度变化、含水率、pH值、电导率,以及氮、磷、钾营养成分含量的变化,分析生物炭对堆肥过程的影响.结果 表明,添加生物炭可有效缩短堆肥周期2～3d.添加生物炭前期会使堆体pH...     

功能膜覆盖好氧堆肥过程氨气减排性能研究

畜禽粪便高温好氧堆肥过程中氨气的排放不仅污染环境,而且会降低有机肥氮素含量。因此,控制好氧堆肥过程中氨挥发是降低氮损失及减少堆肥周边环境恶臭的关键。为研究膜覆盖对畜禽粪便好氧堆肥过程氨气挥发的影响,以猪粪和小麦秸秆为试验原料,采用具有选择渗透性的Gore膜作为覆盖材料,在实验室好氧堆肥反应器系统中进行了为期27 d的好氧堆肥试验。试验设置覆膜组和对照组,采用开启1 h、关闭1 h间歇通风方式,通风速率为3 L/min,重点监测堆肥过程堆体温度、氧浓度和NH3排放速率等。研究表明:覆膜组比对照组高温期持续时间略长,更有利于杀死堆体有害病原菌;相比于对照组,覆膜组NH3排放量减少18.87%;相比于温度峰值出现的时间,两组试验NH3峰值出现时间均延后,且覆膜组延后时间更长。     

畜禽粪污堆肥技术装备发展现状与趋势

浅述了畜禽粪污堆肥技术工艺和各种粪污堆肥装备,分析了畜禽粪污堆肥技术装备的发展趋势,得出了畜禽粪污堆肥技术装备是解决养殖业粪污处理的有效途径,能够促进绿色发展、生态循环,为我国畜禽粪污堆肥技术装备的设计、生产、应用提供参考。     

翻抛频率与混合比对鸡粪槽式好氧堆肥的影响

为了提高和改善槽式堆肥产品品质,研究影响槽式堆肥质量的因素,将鸡粪和辅料以一定比例混合作为研究对象,测定了3种混合比（鸡粪：辅料（W/W）,50：50、60：40和70：30）的物料在3种不同翻抛频率（每12h、24h、36h进行一次翻抛作业）的处理下总养分、含水率、温度、PH等4个堆肥品质指标的变化。分析和比较了在两周的好氧堆肥过程中,堆肥物料品质指标的变化规律,结果表明,翻抛频率和混合比对堆肥品质指标有不同程度的影响。混合比对堆肥物料的总养分、含水率变化有着极显著的影响（P＜0.01）,翻抛频率对堆肥物料含水率的变化有极显著的影响（P＜0.01）,对PH的变化有显著影响（0.01≤P≤0.05）,两者都对温度的变化影响不显著。另外,试验结果显示物料在混合比为70：30和翻抛频率为每24h翻抛一次的条件下,堆肥后总养分含量提升最明显,理化性质稳定,有利于产出高品质的有机肥。     

添加矿物质对猪粪好氧堆肥中有机物降解的影响

为了探讨添加矿物材料对猪粪堆肥过程中有机物动态变化的影响,通过好氧堆肥的方式向猪粪和玉米秸秆粉混合物料中添加干质量分数为2.5%的粉煤灰、膨润土和风化煤等矿物质,用化学分析和红外光谱技术相结合的方法,对90 d好氧高温堆肥过程中有机质的动态变化特征进行了研究。结果表明:添加粉煤灰、风化煤或膨润土对猪粪堆肥的堆体温度变化均无明显影响,堆体温度能迅速升至近70℃,并维持在55℃以上超过7 d,达到高温堆肥的温度要求;随着堆肥时间的延长,各处理中总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(WSC)含量均呈现出逐渐降低最后趋于相对稳定的趋势,但添加粉煤灰、风化煤和膨润土处理,能促进有机质的降解,促进能力依次为粉煤灰、膨润土、风化煤;添加粉煤灰、风化煤和膨润土等矿物质有利于猪粪堆肥的腐殖化过程进行,堆肥过程的雪里蕻种子萌发指数(GI)与WSC显著负相关、GI与胡敏酸的百分比(PHA)和腐殖酸聚合度(DP)显著正相关;红外光谱数据显示,在好氧堆肥过程中,含有—OH、—CH3和—CH2基团的化合物相对减少,而含有—CO、C—O—C、—COO基团和含芳香环类物质的含量逐渐增加,堆肥有机质降解可持续至60 d以后;添加粉煤灰、风化煤和膨润土会影响堆肥初期GI增加,但经过90 d好氧堆肥后,雪里蕻种子的GI均能大于0.5,所有堆肥处理均基本达到腐熟水平。     

通风方式对牛粪堆肥氨气排放与氮素转化的影响

为揭示通风方式对好氧堆肥过程中氮素转化及损失的影响,设置连续通风T1（通风速率0.2L/（min·kg））和间歇通风T2（平均通风速率0.2L/（min·kg）,通风10min,间歇10min）2个处理,以牛粪和玉米秸秆为原料在反应器中进行好氧堆肥试验。结果表明,堆肥结束后T1和T2处理总氮（TN）损失分别占初始 TN 23.25%和21.12%, TN的损失以NH3挥发为主,分别占 TN损失的74.76%和61.84%,而以N2O排放损失的氮仅占 TN损失的1.12%和1.37%。NH3挥发主要集中在堆肥初期,主要是因为较高的温度和pH值所致,至堆肥结束时T2处理NH3累积排放量比T1处理少24.37%。不同通风方式对堆肥过程中NH+4N和NO-3N的含量变化也产生显著影响,到堆肥结束时,T2处理相比T1处理,其NH+4N含量低11%,而NO-3N含量高6.7%,T2处理酸解总有机氮含量比T1处理高12.4%,说明间歇通风有利于硝化作用和氨同化作用的进行。结构方程模型（SEM）显示,T2处理不同有机氮对NH+4N含量的总影响从大到小顺序为：酰胺态氮(1.006)、氨基糖态氮(0.485)、酸解未知态氮(0.034)、氨基酸态氮(-0.852),说明NH+4N来源于酰胺态氮、氨基糖态氮和酸解未知态氮,同时NH+4N可以通过氨同化作用生成氨基酸态氮,间歇通风能促进NH+4N向氨基酸态氮的转化。间歇通风方式通过抑制有机氮向NH+4N的转化,降低堆肥过程中由NH3排放造成的氮素损失。     

沼渣好氧堆肥种子发芽指数快速预测可行性分析

种子发芽指数是衡量好氧堆肥植物毒性和腐熟度的重要参数。以沼渣和猪粪为主要原料,麦秸和蘑菇渣为辅料,利用自行研制的智能型好氧堆肥反应器系统开展了联合好氧堆肥试验,基于获取的种子发芽指数和基本理化指标数据进行了相关性和回归建模分析研究。试验结果表明:种子发芽指数与挥发性固体、总碳、总氮、半纤维素和木质素干基相对含量以及碳氮比均具有显著的相关性(R≥0.83,Sig.为0.000)。所构建的一元和二元线性预测模型均具良好的拟合度(R≥0.81,Sig.为0.000),其中,以总碳和总氮为二元变量的种子发芽指数快速预测模型(R=0.92,SEP为7.58)具有最好的预测能力。该研究为种子发芽指数的快速预测分析提供了方法学支撑。     

添加剂对猪粪好氧堆肥过程锌和铜形态的影响

以猪粪和秸秆为原料,分别添加干物质质量分数10%的果渣、过磷酸钙和生物炭进行46 d好氧堆肥。研究了添加剂对堆肥过程重金属Zn和Cu形态的影响。结果表明：3种添加剂中果渣和生物炭较快进入高温期,结束时电导率（EC）分别为 4.2、5.4和2.8 mS/cm。相比对照,添加剂处理降低了氮素质量分数损失分别为55.3%、54.4%和58.6%,均具有显著的保氮效果。添加剂处理的DTPA-Zn在总质量中所占比例下降幅度分别为 3.9%、5.8%和5.7%,DTPA-Cu的下降幅度分别为 11.0%、12.0%和12.3%,差异不显著。堆肥前、后,Sposito形态分析表明,各处理的Zn形态均以SP3和SP4为主,达到74.5%~87.4%;Cu形态以SP2和SP4为主,达到69.0%~80.9%。过磷酸钙和生物炭处理SP1形态Zn下降幅度大于果渣。3种添加剂处理SP1形态Cu比例均有所下降,其中过磷酸钙下降最显著。     

牛粪好氧发酵规模化生产参数优化

用牛粪辅以褐煤渣为发酵原料,首先在实验室单因素试验基础上选择碳氮比、含水率、室温、通风时间、pH值、有机质含量6个因素进行正交优化试验,确定实验室最佳发酵工艺参数,并以此为依据进行规模化生产,得出的最佳规模化生产参数用SPSS 12.0进行因子分析,最终确定影响发酵进程的因子主次关系。试验结果表明：牛粪好氧发酵规模化生产的影响因子排序为碳氮比、含水率、室温、通风时间、pH值、有机质含量;最佳规模化生产工艺参数为：物料含水率65%,碳氮比30,菌剂接种量2.5L/m3,翻堆间隔天数和强制通风时间为3d和30min,与实验室获得参数一致;规模化生产的物料表层（0~30cm）温度最高且与设备测定不符,两者关系为y=1.1487x+4.2773,为防止灰化需适时通风降温;按此生产的有机肥料全部检测指标均符合行业标准NY 525—2002。