畜牧业清洁生产的生态服务价值评估及补偿模式研究——以山东省规模养猪场为例

本文运用市场价值法、有效成本法、避免成本法,以山东省为例对规模养猪场清洁生产生态服务价值进行了评估,并探讨了清洁生产生态服务价值的补偿模式。结果表明:山东省规模养猪场清洁生产生态服务总价值为140.804亿元,其价值构成为绿色产品供给价值(84.22%)>气体调节价值(10.66%)>资源化利用价值(2.23%)>水质保护价值(1.96%)>土壤保护价值(0.92%)>水源节约价值(0.01%),说明清洁生产带来的尚未被养殖主体、政府和公众重视的生态服务价值巨大,同时也说明清洁生产具有极强的正外部性。为实现清洁生产生态服务价值,构建了政府补偿、市场化补偿和社会补偿协同作用的多元化生态补偿模式,其中政府补偿模式以资金补偿、政策补偿、技术补偿和智力补偿为主,市场化补偿模式主要表现为排污权交易和生态标记,社会补偿模式以自力补偿为主、相关企业参与为辅。     

6种蔬菜对施用含砷禽畜粪土壤中砷的吸收

由于现代集约化养殖业普遍使用有机胂制剂,禽畜粪中往往含有一定的砷(As).在水稻土中分别以2%和4%(w/w)比例施入含As鸡粪和猪粪及无机肥(N:0.2g·kg-1;P2O5;0.1g·kg-1;K2O:0.15g·kg-1(以干土计)),以不施肥为对照进行菜心、小白菜、油麦、茼蒿、苋菜和通菜6种蔬菜盆栽试验,研究比较含As禽畜粪施入土壤后蔬菜对土壤中As的吸收累积情况.结果表明,1)整体上施用鸡粪处理蔬菜生物量高于无机肥处理,而施用猪粪处理除通菜外5种蔬菜生物量均低于无机肥处理.2)施肥可降低除通菜外的5种蔬菜As含量,而施用鸡、猪粪可显著提高通菜As含量.3)菜心、小白菜、油麦和茼蒿地上部As含量与其生物量呈显著负相关(p<0.05,p<0.01);苋菜也表现为负相关,但未达到显著;通菜则表现为显著正相关(p<0.01).4)菜心、小白菜、油麦和茼蒿As吸收量整体表现为施用鸡粪>无机肥>猪粪≈不施肥;苋菜表现为无机肥>不施肥>鸡、猪粪;通菜则表现为鸡、猪粪>无机肥≈不施肥.整体上通菜As吸收量高于其他5种蔬菜.5)施肥可降低除通菜外5种蔬菜As吸收系数,而施用鸡、猪粪可显著提高通菜As吸收系数.建议含As禽畜粪在通菜上尽量少施.     

重金属在猪粪堆肥过程中的化学变化

运用DTPA浸提、化学分级提取、透析及G-75凝胶色谱分离等方法研究不同堆肥工艺及不同原料对猪粪混合堆肥重金属化学形态的影响及其机理.结果表明,堆肥后,树叶+翻DTPA-Cu、DTPA-Zn、DTPA-Pb浓度占其金属总浓度比例的减少量分别为3.36%、8.63%和4.68%,木糠+通翻分别为3.35%、7.45%和4.36%,均显著大于木糠+翻;树叶+翻有机态Cu的增加量为4.49%,木糠+通翻残渣态Zn的增加量为8.42%,均显著大于木糠+翻;木糠+翻及树叶+翻两处理<8000Da组分Zn增加,>25000Da组分Zn减少,而木糠+通翻的变化正好相反;Cu更易与大分子腐殖质组分结合,而且结合较紧密;Zn更易与小分子腐殖质组分结合,但结合不紧密.总的来说,加入树叶或采用强制通风结合翻堆的通风方式有助于降低猪粪堆肥的重金属活性.     

循环经济在养猪业污染及生态修复中的应用

循环经济在发达国家已取得成功经验,我国则更多地停留在概念层次上.简要介绍福建省规模化养猪场带来的环境污染问题以及造成污染的生产结构原因,并以循环经济理念提出目前可行的生态修复防治与利用措施,它是利用生态系统原理,在大的范围内组织和实施的一项生态工程,系统中物流、能流、经营、组织、管理和所渗透的技术上更加高效,是当前和将来养猪业污染综合治理的重要途径之一,实践了生态的闭合循环,具有很大发展潜力.      

混合堆肥过程中容重的层次效应及动态变化

城市污泥、猪粪混合堆肥表明:升温期和高温期堆体容重分别为0.82g·cm^-3和0.66g·cm^-3,堆体内的氧气仍能满足微生物生长所需;降温期容重为0.58g·cm^-3,通气较充分;腐熟期容重为0.54g·cm^-3,通风充分.升温期和高温期仓门附近堆料的容重具有层次效应,降温期大部分堆料的容重具有层次效应,腐熟期堆体容重的层次效应减弱.升温期堆体中轴线附近、高温期仓内壁附近、降温期整个堆体、腐熟期仓门和中轴线附近,堆体深度对容重具有显著影响.升温期和腐熟期,仓门对容重产生显著影响.各堆肥期堆体的容重随深度的增加而呈增大的趋势,容重与堆肥时间满足二级动力学方程.     

厌氧氨氧化工艺处理猪场废水沼液的试验研究

本文以实际猪场沼气废水为研究对象，以ASBR为反应器，接种厌氧消化污泥培养厌氧氨氧化细菌，厌氧氨氧化阶段成功启动后，研究了厌氧氨氧化脱氮最佳运行工艺。试验研究表明，厌氧氨氧化反应适宜的温度在35（±1）℃之间，适宜的pH在7．5—8．0之间，HRT选用24h。当达到最佳运行参数时，NH4＋-N的去除率达到87．6％，NO2- -N的去除率达到99．96％。     

不同腐熟度猪粪、奶牛粪在小白菜和香瓜上施用的农学效应研究

进行猪粪和奶牛粪自然高温堆肥发酵,分别在15、25、35、50 d取样,获得了不同腐熟程度堆肥产物,分别进行了小白菜和香瓜种子发芽与田间应用试验,以期获得不同腐熟堆肥在蔬菜上施用的农学效应,旨在从堆肥农田施用的农学效应角度,为制订堆肥腐熟度标准提供科学依据。结果表明：牛粪堆肥过程中的最高温度高于猪粪,且高温期也长于猪粪;两种处理在35d有机碳含量均显著降低,全氮含量为先降低后升高趋势;两种堆肥在35d后,均达到无害化标准。不同腐熟程度堆肥对小白菜株高和主根长及香瓜苗重和主根长均没有明显抑制作用,对小白菜和香瓜出苗率、根系活力及小白菜单株鲜重和生物产量影响较大,尤其是猪粪腐熟25d,奶牛粪腐熟15d的堆肥表现出显著抑制作用。将堆肥理化参数与小白菜、香瓜生长指标进行相关分析表明：pH值、全氮含量和C/N这3种指标均与小白菜和香瓜各项生物性状无显著相关性;有机碳和DOC与各项生物性状指标均表现出显著或极显著相关性;铵/硝与小白菜和香瓜的GI和根系活力均表现极显著或显著的相关性,其结果与现行的堆肥腐熟度指标并不一致。因此,在制订堆肥腐熟度标准时,应关注堆肥产物农田施用后不同作物所表现出的不同农学效应。     

Effect of phosphogypsum and dicyandiamide as additives on NH3, N2O and CH4 emissions during composting

A laboratory scale experiment of composting in a forced aeration system using pig manure with cornstalks was carried out to investigate the effects of both phosphogypsum and dicyandiamide (DCD, C2H4N4) as additives on gaseous emissions and compost quality. Besides a control, there were three amended treatments with different amounts of additives. The results indicated that the phosphogypsum addition at the rate of 10% of mixture dry weight decreased NH₃ and CH₄ emissions significantly during composting. The addition of DCD at the rate of 0.2% of mixture dry weight together with 10% of phosphogypsum further reduced the N₂O emission by affecting the nitrification process. Reducing the phosphogypsum addition to 5% in the presence of 0.2% DCD moderately increased the NH₃ emissions but not N₂O emission. The additives increased the ammonium content and electrical conductivity significantly in the final compost. No adverse effect on organic matter degradation or the germination index of the compost was found in the amended treatments. It was recommended that phosphogypsum and DCD could be used in composting for the purpose of reducing NH₃, CH₄ and N₂O emissions. Optimal conditions and dose of DCD additive during composting should be determined with different materials and composting systems in further study.     

蓝藻厌氧消化产沼气技术研究

为了实现太湖蓝藻的资源化和无害化处置,本文在中温（35℃）条件下对蓝藻与猪粪厌氧发酵产沼气进行了研究。在蓝藻与猪粪发酵最佳接种比例1：2、最佳初始pH7．9、最适发酵液浓度2．9％条件下,通过对所产甲烷的分析,得到回归方程B：4885（1-e-0.034565t）,模型的决定系数R2为0．9819,均方差（RMSE）为123,达到收敛判断标准。蓝藻的生物降解率（BD值）为54．4％。pH的变化范围在6．6～7．9之间,能够较好地反应蓝藻与猪粪混合发酵的水解阶段、产酸阶段和产甲烷阶段。发酵结束后,TS去除率达到22．2％,VS去除率达到25．2％。对发酵过程中COD和氨氮变化的研究表明：反应结束后,COD的去除率达87．44％;高浓度的氨氮对厌氧细菌的生长有一定抑制作用,但是并不影响沼气的组份。各反应器所产生的沼气中甲烷和二氧化碳的含量均能保持在50％和35％左右,最高甲烷含量达到70％。     

藏猪扰动作用下的高寒草甸土壤退化特征及微生物群落结构变化

微生物作为土壤生态系统的重要组成部分,对环境干扰异常敏感,可以反映土壤的健康状况.人类活动导致高寒泥炭土壤面临退化风险,生产力下降、碳汇功能丧失,进而影响土壤微生物的群落结构及多样性.藏猪放牧是我国高海拔藏区一种特有的放牧方式,是导致高寒草甸土壤退化的重要干扰因素之一.应用16S rRNA高通量测序技术对比分析了藏猪放牧干扰和对照（无藏猪放牧）条件下的滇西北高寒草甸泥炭土壤微生物群落结构变化及其对干扰的响应特征.结果表明,藏猪放牧导致土壤微生物α多样性显著降低,且群落结构发生明显变化.高寒草甸泥炭土壤的主要优势菌为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）.与门水平相比,干扰前后土壤微生物在属水平上的差异更明显,其中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和薄层菌属（Hymenobacter）的相对丰度在干扰后的土壤中显著增加,而硝化螺菌属（Nitrospira）和红游动菌属（Rhodoplanes）则显著降低.Venn图分析进一步发现,干扰与对照土壤样品中分别有71和136个核心OTU.干扰条件下的土壤特有微生物主要包括伯克霍德氏菌（Burkholderiales）、假单胞菌（Pseudomonadales）、鞘脂单胞菌（Sphingomonadales）等,这些微生物主要聚集在目水平,可以作为干扰条件下的指示微生物.CCA排序表明,硝化螺菌属和红游动菌属的微生物对含水率、速效磷、有机质等土壤环境变量的响应较为敏感.该研究结果为揭示高寒草甸泥炭土壤退化与微生物群落结构及多样性之间的关系提供了理论借鉴.