奶牛粪便与秸秆混合发酵过程通风工艺优化

通风是影响好氧发酵的重要技术参数,但目前对于奶牛粪便好氧发酵通风缺乏系统研究,导致发酵后物料质量参差不齐,为优化奶牛粪便好氧发酵过程中的通风参数,该研究采用响应曲面法,以通风速率、通停比、通风时间为3因素,通过中心组合试验设计方法(Box-Behnken Design)设计17组试验,以含水率和病原菌去除效率为响应值,...     

分层近根式液体粪肥施肥铲设计与试验

针对当前液体粪肥施肥铲存在的施肥不均匀、近根施肥难、作业功能单一等问题,从提高肥效、降低排放、提升性能角度出发,设计了一种分层近根、基施追施一体的液体粪肥施肥铲,设计了施肥器和避障器等关键部件,采用EDEM离散元法构建施肥铲-土壤力学仿真模型,优化追施过程施肥铲侧向排肥管参数,搭建施肥铲性能测试平台,采用清水模拟方式,开展了施肥铲分层施肥和近根施肥效果试验,结果表明：当施肥铲侧向排肥管后倾角为15°、侧向排肥管刃角为18°时,施肥铲基肥作业阻力最小;采用分层施肥方式时,当施肥铲作业速度为3km/h、排肥量为5L/s时,肥料在土壤中纵向扩散深度为235mm,较改进前单口排肥方式,纵向覆盖范围提升65%;采用近根施肥模式时,当施肥铲作业速度为1.2km/h、排肥量为3L/s时,约80%的肥料分布在距作物根部中心100mm半径范围内,较好地实现了近根施肥。     

畜禽粪便好氧发酵过程中挥发性气体排放差异研究

为有针对性地控制与治理不同畜禽粪便好氧发酵中产生的挥发性气体,设计了猪粪、牛粪和鸡粪好氧发酵试验,对畜禽粪便好氧发酵中产生的挥发性有机物(VOCs)以及NH₃、H₂S等挥发性气体进行分析研究。实验结果表明:畜禽粪便好氧发酵中挥发性气体的排放主要集中在好氧发酵前期,不同粪便好氧发酵产生的VOCs均有所区别,猪粪产生9种VOCs,牛粪产生4种VOCs,鸡粪产生8种VOCs;不同畜禽粪便好氧发酵中排放的主要VOCs均有二甲二硫、二甲三硫和甲硫醚,故在畜禽粪便好氧发酵中应针对这3种VOCs进行重点监控与治理。畜禽粪便好氧发酵中猪粪排放H₂S浓度最高,牛粪最低;鸡粪高浓度(> 200 μL·L^-1)排放NH₃持续时间最长,牛粪最短。     

不同CN比堆肥碳素物质变化规律研究

针对堆肥化过程中常伴有少量CH4等温室气体排放造成环境污染等问题,采用密闭堆肥化装置,进行了不同碳氮比和通气条件下,堆肥过程中的气体释放规律、影响因子及其对堆肥理化性质的影响研究.结果表明,C/N=25、30堆肥处理的有机物降解率高于低碳氮比处理;全氮含量随着有机物的降解而浓缩,随着堆肥的进行而不断提高,到堆肥结束时,C/N=15、20、25和30处理的全氮含量分别为23.5、24、27.8 g·kg-1和28.4 g·kg-1;堆肥过程中,C/N=15、20、25和30的堆肥处理CH4累积排放为0.67、0.95、2.25g·kg-1和1.80 g·kg-1,损失比例占初始碳物质的0.39%、0.5%、1.24%和0.92%,并且CH4气体的排放主要集中在高温前期,高温期越长,排放的温室气体越多.高温期适当增大通气量,对于控制堆肥温度和减少温室气体生成有双重作用.     

好氧发酵过程中臭气产排和原位控制技术研究进展

好氧发酵过程产生大量无机和有机挥发性物质,其中无机物NH₃、H₂S和部分挥发性有机物是主要恶臭物质,不仅污染环境且危害人体健康。结合国内外研究现状,本研究总结好氧发酵过程臭气的产生机理及影响因素,重点分析不同或相同原料产生臭气种类,同时结合VOCs排放标准及部分恶臭嗅阈值,提出好氧发酵应重点关注苯系类和含硫化合物这两类物质;比较分析了优化工艺参数和原位除臭添加剂对臭气产排控制效果和机制,今后应重点关注VOCs原位控制技术方面的应用研究及高效复合除臭剂研发,为好氧发酵臭气减排提供理论依据。     

中国农业资源生态持续化的建设路径

由于经济的快速进步及农业的集约化发展,中国水、土、肥料等农业资源仍存在利用程度较低、生态环境污染较严重等问题。国内学者针对特定区域的农业资源高效利用和生态保护模式及其适应性方面开展了一些研究,但完整性和系统性还不够。该研究提出农业资源生态持续化及其建设路径的概念,总结了区域差异、产业结构、经济发展、政策条件及技术支撑等五方面是影响农业资源生态持续化建设路径的主要因素。农业资源生态持续化建设路径的构成要素包括核心模式、支撑技术、实施主体、组织方式和运行机制等五方面。通过影响因素分析和路径要素搭建,分析各要素的功能及相互作用,明确了建设路径是以适用模式为核心,以关键技术为支撑,在实施主体的推动作用下,通过采用特定的组织方式和机制而运行。该文归纳了不同区域的农业资源生态持续化建设路径,为政府、公众了解农业资源生态持续化建设路径的运行现状和发展提供参考。     

猪粪好氧发酵过程中挥发性有机物组分分析及致臭因子的确定

为了控制猪粪好氧发酵中产生的挥发性有机物(volatile organic compounds)及主要致臭物质,开展了猪粪好氧发酵试验,通过连续监测猪粪好氧发酵过程中所排放的挥发性气体,研究猪粪好氧发酵中产生的VOCs组分及其致臭因子。研究表明,在猪粪好氧发酵过程中共产生33种挥发性物质,除氨气和硫化氢外,共有31种VOCs,包括芳香烃12种,醛类8种,硫醇硫醚类4种,卤代烃4种,酮类2种,胺类1种;猪粪好氧发酵中主要致臭物质为:二甲二硫、甲硫醚、二甲三硫、乙醛和硫化氢,并建议将甲硫醚作为猪粪好氧发酵中产生的恶臭污染指示物。该研究可为猪粪堆肥过程中恶臭物质的监测、制定控制策略提供参考。     

中国农业规划环境影响评价指标体系建立

当前中国农业可持续发展面临资源约束趋紧和环境污染加剧的双重压力。农业规划环境影响评价是从源头上控制农业污染、协调环境与农业可持续发展的重要手段,农业规划环境影响评价适用范围划分和指标体系构建是开展农业规划环境影响评价的重要基础性工作。在系统梳理现有研究成果的基础上,采用基本指标体系模式法、专家咨询法和实例验证法,确定了环境影响评价的适用范围及指标体系,提出了将占比最大、影响最直接的县级农业规划纳入到规划环境影响评价范围的建议;构建了种植业和畜牧业两大产业规划环境影响评价指标体系,大大简化了农业规划环评的指标体系,提高了农业规划环评的可操作性,将为推进中国农业规划环境影响评价工作提供有力的技术支撑。     

京郊乡村有机废弃物资源及养分供需关系时空分异特征

为准确掌握不同地区、不同阶段农业农村有机废弃物资源及还田情况,探明作物养分供需关系的动态变化,该研究以北京郊区为研究区域,基于统计年鉴和文献资料,估算2010—2019年京郊秸秆、尾菜、林果枝条、畜禽粪污和厨余垃圾资源总量和还田量,根据作物需求和有机养分当季释放率,量化养分供给与需求的时空差异。结果表明,京郊有机废弃物及其养分量10 a间持续下降,2010年分别为1.30×10⁷、2.18×10⁵ t,至2019年分别下降了62.3%和71.8%。有机废弃物资源空间分布呈动态变化,2010年大兴区有机废弃物资源最多,2019年平谷有机废弃物资源最多。京郊乡村有机废弃物还田利用重点分布在东南部,各区有机废弃物还田养分量10a间持续降低,2019年较2010年减少53.5%～86.6%。在50%化肥配施条件下,有机废弃物有效养分供给与作物需求的匹配程度呈交错变化趋势,2010—2015年昌平、房山等区的废弃物养分过剩情况加剧,而2019年怀柔、密云等地出现养分亏缺;从养分类型看,门头沟氮、钾养分超载最严重,昌平区磷量过载严重。建议养分过剩区应结合...     

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。