陕西省畜禽粪肥资源现状及其替代化肥潜力分析

[目的]评估陕西省各市(区)畜禽粪肥资源现状及其替代化肥潜力,旨在为陕西省各市(区)粪尿资源化利用、化肥减施目标提供数据支撑.[方法]基于文献资料和统计学方法,借助ArcGIS软件进行数据处理和表达,估算畜禽粪尿产生量、养分量,分析畜牧业环境承载力及单位播种面积替代化肥潜力.[结果]2000—2018年陕西省畜牧业粪尿...     

云南省畜禽粪肥养分资源供给定量估算及其替代化肥潜力分析

【目的】基于云南省种养业发展现状,综合考虑农作物种植面积、种植结构以及畜禽粪便处理技术等因素,估算畜禽粪肥养分资源现状及其替代化肥的潜力。【方法】基于文献资料和统计学方法进行数据处理,估算云南省农业种植养分需求量和畜禽粪肥养分资源供给量,采用情景分析评估畜禽粪肥资源利用模式,评价其替代化肥潜力。【结果】(1)云南省农作物氮、磷、钾养分需求量分别为70.27×10⁴、18.22×10⁴和65.89×10⁴ t,畜禽养殖粪便氮、磷、钾养分供应量分别为47.30×10⁴、8.82×10⁴和45.98×10⁴ t。(2)固体粪便堆肥加工为有机肥、液体粪便进行沼液发酵为最佳处理模式,可提供的氮、磷、钾养分量分别为36.83×10⁴、7.90×10⁴和41.59×10⁴ t,分别占作物需求量的52.41%、43.36%和63.12%。(3)在秸秆还田的前提下,云南省氮肥替代幅度为52.41%～72.05...     

商洛市畜禽粪污排泄量及其替代化肥潜力研究

为了破解来自化肥和畜禽粪污的双重环境压力,促进养殖业与种植业的协调发展。利用畜禽粪便排泄系数法,分析商洛市2016年各区县畜禽粪污排泄量,并估算当年种植业氮磷钾主要养分的需求量,进而分析畜禽粪肥替代化肥施用量的潜力。结果表明:商洛市2016年作物与其他种植业产量的总氮磷钾需要量分别为23 281、3 962、20 000 t,需求比例为1∶0.17∶0.86;全市化肥氮磷钾折纯施用量为59 555 t,氮磷钾施用比例为1∶0.32∶0.38,单位耕地面积化肥施用305.1 kg·hm~(-2),超过全国要求的标准;全市各类畜禽存栏量为293.1×10~4头猪当量,产生粪污量为129.4×10~4 t,其折纯的氮磷钾粪肥量分别为10 281.70、5 646.08、5 014.64 t,总折纯量为20 942.42 t,可替代施用化肥比例为35.2%;全市粪肥氮磷钾的比例为1∶0.55∶049,比化肥对当地作物养分需要具有较强的供给优势;全市养殖存栏规模由293.1×10~4头猪当量增加到443.8×104头猪当量,粪肥替代化肥的比例将达到65%。综上所述,用畜禽粪肥替代超量的化肥施用,协调好种养结合,是破解来自化肥和畜禽粪污双重环境压力的主要途径。     

海南省畜禽养殖环境承载力及有机肥替代化肥潜力分析

为评价海南省各地区农用地环境污染风险程度,分析海南省有机养分替代化肥潜力,基于海南省2017年养殖数据,采用排泄系数法和农作物籽粒比,计算海南省畜禽粪尿和秸秆中氮磷钾养分总量;分析海南省各市县畜禽养殖承载力和环境污染风险系数,计算不同还田比例有机养分替代化肥潜力。结果表明:海南省2017年畜禽粪尿总量为1 110.9万t。畜禽粪便全部还田时,海南省养殖承载力为6 751.5万头猪当量。定安县和海口市农用地污染风险较大,分别为0.98和0.81;海南省秸秆和畜禽粪便氮磷钾养分总量为14.5万t,当还田比例分别为1/3、2/3和100%,有机肥替代潜力分别为4.2%、7.1%和14.1%。研究表明,海南省大部分地区暂无污染风险,且具有较大养殖空间和替代化肥潜力。     

我国果菜茶中畜禽粪便有机肥替代化肥潜力

为探究我国畜禽有机肥对果菜茶理论养分需求量的满足水平,评估果菜茶三大作物有机替代与化肥减量潜力,本研究借助统计资料,定量分析我国畜禽粪便养分资源供应量和果菜茶理论养分需求量,在此基础上进行全国性及区域性替代可行性分析。统计分析表明:2015年,我国果菜茶化肥氮磷(纯养分)施用总量为1.84×107t·a-1,是理论需求量的两倍左右,化肥过量施用十分严重;2015年,我国畜禽粪便产生的氮、磷(以P2O5计,下同)分别为7.98×106、6.42×106t·a-1,若全部用于果菜茶,可替代78%的化肥,减少2.88×106～5.18×106t氮、磷肥损失;90%的省(市、自治区)产生的畜禽粪便可满足区域内化肥减量20%的目标,71%的省(市、自治区)畜禽粪便可满足区域内替代50%化肥;各地区畜禽有机肥替代化肥量空间差异较大,除长三角、珠三角经济发达地区(上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、陕西)以外,其余省份(市、自治区)畜禽有机肥可100%替代区域内果菜茶化肥,并且,东北、西北地区的畜禽粪便在满足区域内果菜茶养分需求的基础上仍有较多盈余,可施用于粮食或者经济作物,或者转化为优质商品有机肥补给长三角、珠三角地区。我国果菜茶三大作物通过畜禽有机肥替代化肥,70%省份可实现化肥减量目标,减少氮磷化肥面源污染。研究结果可为我国果菜茶中畜禽粪便有机肥替代化肥施用提供一定理论指导,为实现果菜茶化肥减量的目标提供决策支持。     

浙江省畜禽粪便产生量估算及替代化肥潜力

通过估算浙江省2015—2019年畜禽养殖业粪便产生量及养分含量,以种植业化肥用量为参照,对畜禽粪肥替代化肥的潜力进行了估算,统计分析了畜禽粪便资源总量及其替代化肥潜力。结果显示,2015—2019年,浙江省主要畜禽粪便养殖数量、排放总量及总养分含量均呈逐年递减的趋势,其中畜禽粪便排放总量年均降幅为10.3%;浙江省化肥施用总量呈稳定下降的趋势,年平均单位面积施肥量为378.97 kg·hm^-2,单位面积施肥量年均降幅为4.79%;畜禽粪便养分替代化肥潜力呈小幅下降趋势,畜禽粪便中养分年平均替代化学氮肥潜力为21.2%,磷肥为33.2%,钾肥为46.6%,经过堆肥和沼液发酵处理的畜禽粪尿,养分综合损失比例为19.43%。综上所述,2015—2019年,由于政策实施,浙江省畜禽粪便排放总量及化肥施用量均呈逐年下降的趋势,但畜禽粪便养分替代化肥潜力低于全国平均水平,仍有较大提升空间,应增加对畜禽粪便资源化利用的强度,充分利用畜禽粪肥替代化肥施用,加快构建种养结合、农牧循环的可持续发展新格局。     

山东省作物秸秆和畜禽粪尿有机肥资源现状及替代化肥潜力分析

【目的】计算作物秸秆、畜禽粪尿资源数量及养分总量,分析其替代化肥潜力,为统筹与合理利用全省有机肥资源提供数据支撑。【方法】对不同作物(小麦、玉米、水稻/稻谷、大豆、马铃薯、花生和棉花)和畜禽(牛、猪、羊、家禽和兔),利用草谷比和排泄系数法,估算山东省2016—2020年作物秸秆和畜禽粪尿资源总量及养分总量,分析变化趋势,计算不同区域和种类有机肥替代化肥潜力。【结果】(1)2020年全省作物秸秆资源总量为7 616.8×10⁴ t,养分总量为163.2×10⁴ t,N、P₂O₅、K₂O养分量分别为63.6×10⁴、9.2×10⁴和90.5×10⁴ t。秸秆养分资源理论替代化肥潜力为42.9%,实际替代化肥潜力为20.9%;秸秆中N、P₂O₅、K₂O资源理论替代化肥潜力分别为35.3%、9.0%和92.2%,实际替代化肥潜力分别为12.5%、4.2%和...     

水稻应用畜禽粪污堆肥替代化肥试验研究

为探索畜禽粪污堆肥替代化肥对水稻产量和品质的应用效果,以达到化肥减量、提高地力、提升品质的目标。通过设置水稻应用畜禽粪污堆肥替代氮肥的不同比例处理,分析各处理对水稻产量、土壤养分变化及稻米品质的影响。结果表明：以施用畜禽粪污堆肥37 500 kg·hm^-2、60%氮肥的水稻产量最高,达到6 942.0 kg·hm^-2,较CK₁、CK₂分别增产47.95%和21.98%;施用畜禽粪污堆肥处理的土壤养分含量变化较大,其中土壤全氮、速效磷、速效磷含量降低,土壤有机质、碱解氮、全磷、全钾含量提高,培肥地力;施用畜禽粪污堆肥处理的稻米直链淀粉含量增加、精米率提高、垩白粒率降低、胶稠度降低,有效提高稻米品质。综合分析,在宁夏石嘴山市大武口区肥力水平中下等低产田施用堆肥15 000 kg·hm^-2、80%氮肥处理能达到减施化肥量、提高水稻产量、培肥地力、提升稻米品质的目标,可进一步试验推广。     

山西省畜禽粪污土地承载力及粪尿替代化肥潜力分析

为明确山西省畜牧业的发展规模,优化畜牧业发展的空间格局,进一步为山西省农牧业实现绿色发展提供科学依据。研究基于农牧生产系统养分平衡的方法,测算了山西省县域尺度的畜禽粪污土地承载力。结果表明,山西省的种植业与畜牧业发展规模在空间上存在一定的错位,种植业发达的地区主要分布在省域南部和中部的区县,而畜牧业发达的地区则分布在省域北部、中部和东南部的区县;山西省当前的畜牧业发展规模折合为2 371.77万猪当量,以粪尿氮作为约束指标,山西畜牧业可发展规模为5 976.01万猪当量;以粪尿磷(纯磷,下同)作为约束指标,山西畜牧业可发展规模为7 212.27万猪当量。综合粪尿氮磷承载力指数结果分析,超载区域主要分布在省域北部种植业欠发达的区县和省城太原周边的区县;全省粪尿氮、磷的有效供给量分别为18.28万t和3.15万t,可以分别有效替代氮、磷肥39.79%和33.21%。无论以粪尿氮或磷作为约束指标,山西畜牧业整体上仍有较大的发展空间,可适度增加畜禽养殖规模,但需要关注城市近郊区县的畜禽粪尿氮磷的环境排放和大中型养殖企业的点源污染问题。在畜禽粪尿养分资源管理策略上,则应考虑优化农牧业生产布局和区域间协同管理。     

辽宁省主要粮食作物秸秆还田对化肥替代潜力分析

为明确辽宁省主要粮食作物秸秆养分资源量及其还田对化肥的替代潜力,推进全省秸秆资源化利用及化肥减施,基于统计数据和文献资料,对辽宁省水稻和玉米2种主要粮食作物的秸秆产量,秸秆N、P₂O₅、K₂O养分资源量,以及还田条件下的养分带入量进行估算,评估其对化肥替代减施的潜力。结果表明,2018—2020年辽宁省玉米和水稻秸秆年均产量分别为2 130万、440万t。2种作物秸秆养分资源总量年均67.6万t,其中,N、P₂O₅、K₂O分别为22.2万、7.8万、37.6万t;玉米和水稻秸秆养分资源量分别占秸秆养分资源总量的79.4%、20.6%。单位面积水稻秸秆还田的养分当季归还量为N 23.7～40.1 kg/hm²、P₂O₅5.3～9.0 kg/hm²、K₂O 98.8～167.0 kg/hm²;玉米秸秆还田的养分当季归还量为N 26...     

安徽省畜禽粪污时空特征及产生物天然气潜力研究

从县级尺度上,评估安徽省 103个县（区）的畜牧业（包括猪、牛、羊和家禽）粪污资源潜力,旨在为安徽省畜禽粪污资源化利用和生物天然气产业发展提供参考。采取文献调研和实地调查相结合的方法,收集安徽省各县(区)近年来畜禽粪污的资源总量、可收集量、可利用量等数据。利用能值潜力估算模型估算各县区生猪、肉牛、奶牛、羊、蛋鸡和肉鸡的粪污产生量,估算畜禽粪污产生物天然气潜力,解析其时空分布特征。结果表明：2014—2017年安徽省畜禽粪污资源总量呈上升趋势,2017年安徽省畜禽粪污资源量达到0.6 亿t,不同区域之间畜禽粪污资源量差异显著,皖北、皖中、皖南的粪污资源量占比分别为56.99%、31.29%和11.72%。利用畜禽粪污产生物天然气潜力达到19 亿m³,开发潜力大于5万 m³·km^-2的县区有16个,潜力较大的县区主要集中于皖中及皖北地区。安徽省畜禽粪污“转废为宝”潜力巨大,发展生物天然气的资源禀赋条件优异,可开发潜力较大,安徽具备产业化发展生物天然气的资源基础。     

浙江省畜禽粪源有机肥质量安全风险与控制对策

收集浙江省历年商品有机肥、农家堆肥和畜禽粪便样品1 000余份,通过样品基本理化性质、养分含量、重金属含量、抗生素残留浓度和盐分含量检测分析等,探讨浙江省畜禽粪源有机肥质量状况和潜在风险。结果表明:参照现行的NY 525—2012有机肥料标准,2014—2016年市场抽检的浙江省商品有机肥料平均合格率为72.5%,合格率呈逐年上升趋势,其中,重金属超标是产品不合格的主要原因。在调查的样本中,重金属As、Cd、Pb、Cr、Hg均有发现超标,其中,猪粪源有机肥的重金属超标率高于其他粪源有机肥。畜禽粪便重金属残留是成品有机肥中重金属污染的主要来源。四环素类、氟喹诺酮类和磺胺类抗生素在商品有机肥料样本中均有检出,最高的检出质量浓度可达71.0 mg·kg^-1。此外,作为有机肥原料的畜禽粪便中高盐现象普遍,盐分含量可高达26.1 g·kg^-1。分析认为,相关行业标准不配套、现行标准执行不严格、部分饲料添加物质达不到相关标准要求、有机肥加工辅料和成品添加物杂乱等是导致有机肥使用安全风险的主要原因。由此提出以饲料添加剂的科学、规范使用和有机肥发酵工艺与成品质量的严格管控为主要内容的畜禽粪源有机肥施用安全风险控制对策建议。     

我国畜禽粪便污染现状及处理与资源化利用分析

随着我国经济发展水平的不断提高,畜牧养殖业发展迅速,但在畜牧业蓬勃发展的同时,也产生了大量的畜禽粪便,由此造成的环境污染问题日益严峻。以我国近年畜禽养殖(大型牲畜猪、牛、羊和家禽)数据为基础,经污染量化评估得出,各地养殖结构的不同导致畜禽污染COD、TN、TP负荷占比呈现显著差异。总结分析了目前畜禽粪便的典型处理及资源化利用技术特点,为其污染防治工作提供决策支持。通过系统评估我国畜禽粪便资源化潜能,认为我国主要畜禽粪便能源潜力非常可观,畜禽粪便资源化可在较高程度上填补氮、磷肥的需求,减少化肥过量施用对农田土壤的危害。     

畜禽粪污清洁堆肥——机遇与挑战

好氧堆肥技术是处理畜禽粪污的有效手段,然而传统的好氧堆肥技术存在着氨气和温室气体排放量大、重金属活性高、病原微生物和抗性基因残留高、腐殖化程度低等瓶颈问题,因此开展畜禽粪污的清洁堆肥就显得非常必要。清洁堆肥是指从堆肥原材料选取、堆肥过程到堆肥产品使用整个过程中,选取无害化原料、过程中严格控制污染物的排放,并使其最终产品无害化的过程。本文围绕当今我国畜禽养殖业发展特征和畜禽粪污污染现状,深度剖析了传统堆肥的优势及其所面临的挑战,展望了畜禽粪污清洁堆肥的机遇与发展趋势,以期为畜禽粪污资源的可持续利用提供理论支持。     

畜禽粪便中氟喹诺酮类抗生素的生物转化与机制研究进展

氟喹诺酮类抗生素(FQs)是广泛应用于畜牧养殖业的兽药之一,可随畜禽粪便进入环境,危害人类健康与环境安全。堆肥和外源添加高效降解菌剂是高效、绿色的抗生素处理方法,可有效降低FQs在环境中的生态风险。目前,国内相关研究主要集中于FQs生物去除效率方面,而对其生物转化机理与影响因素研究较少。本文概述了国内外FQs的降解条件、降解途径、降解产物及残留抗菌活性等生物转化研究,重点阐述了FQs的生物转化机制,并对FQs生物转化研究进行了展望,为FQs的高效生物降解与转化、畜禽粪便资源化安全利用提供理论基础和技术支撑。     

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。     

15N畜禽粪尿有机肥标记方法概述

介绍了国内外15N标记畜禽粪尿有机肥在农业中的应用及15N有机肥标记方法。15N标记有机肥主要用于畜禽粪尿氮素循环与利用研究领域。15N有机肥采用直接标记和间接标记两种方法进行标记,其中间接标记法又分为标记饲料法与标记尿素法。对15N有机肥标记方法进行详细的阐述,并对其优缺点进行比较。     

畜禽粪便中铜和锌污染现状及风险分析

为研究我国畜禽粪便中重金属Cu和Zn的现状及对土壤的污染风险,对数据库和课题组已有的数据进行整理,分析了我国畜禽粪便中Cu、Zn的现状,建立土壤中畜禽粪便重金属Cu和Zn的风险评估模型,预测施用畜禽粪便后土壤Cu、Zn的污染情况,并推算畜禽粪便Cu、Zn的阈值。研究发现,不同畜禽粪便中Cu、Zn含量差异较大,且Zn的含量均高于Cu含量。猪粪中Cu、Zn含量最高,中位值分别为406.9 mg·kg~(-1)和671.3 mg·kg~(-1),羊粪中Cu、Zn含量最低,中位值分别为28.7 mg·kg~(-1)和101.1 mg·kg~(-1)。施用猪粪的土壤中Cu和Zn的积累速率分别为12 080.0 g·hm~(-2)·a~(-1)和18 928.4 g·hm~(-2)·a~(-1);家禽粪的影响其次,Cu和Zn的积累速率分别为1 396.4 g·hm~(-2)·a~(-1)和7 978.1 g·hm~(-2)·a~(-1);牛粪和羊粪的污染风险较低。根据模型计算的阈值中,粪肥中Cu和Zn的阈值范围分别为80.8～2 256.6 mg·kg~(-1)和1 322.4～20 040.9 mg·kg~(-1);粪肥污染风险与阈值呈负相关,污染风险最高的猪粪,阈值最低,其Cu和Zn的阈值范围分别为80.8～163.2 mg·kg~(-1)和1 322.4～1 972.8 mg·kg~(-1)。     

四川省秸秆和畜禽粪便县域分布特征和资源化利用潜力

为明晰四川省近年秸秆和畜禽粪便分布格局和特征,基于2018年四川省县域尺度主要粮油作物产量和畜禽出栏量,通过空间分析明确四川主要粮油作物秸秆(水稻、小麦、玉米、油菜)和畜禽粪便(牛、羊、猪、家禽)资源分布状况及聚集区,探讨各县秸秆和畜禽粪便循环利用潜力和途径。结果表明：四川省2018年秸秆可收集总量为2 808.55万t,呈现“一个中心,东密西疏”的分布规律,秸秆种类以玉米和水稻秸秆为主;畜禽粪便总量为8 162.02万t,呈现“三个中心,外密内疏”的分布规律,猪粪占绝对优势,占比高达57.8%。2018年四川省秸秆肥料化理论上可节约当年全省7.4%氮肥和5.0%磷肥投入,可全量替代当年全省钾肥用量,秸秆能源化可替代1 422.71万t标准煤或6.22×10⁹m³沼气。2018年四川省畜禽粪便全部肥料化可节约当年全省42.6%氮肥投入,可全量替代当年全省磷肥和钾肥用量,畜禽粪便能源化利用可折算成835.19万t标准煤或4.15×10⁹m³沼气。99%、95%和90%置信区间秸秆热点县分别有30、40...