农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2021年第11期

• 我国畜禽养殖环境管理进程及展望

  佘磊,姜珊,姜彩红,李想,柳王荣,苏文幸,吴根义

  随着畜禽养殖规模化进程加快，畜禽养殖污染对环境的影响日渐受到重视，其治理技术和环境管理体系也逐步成熟。本文全面疏理了我国畜禽养殖污染防治环境管理相关政策、标准、规范及管理措施，总结了不同时期主要的技术思路及特点，并从行业发展和生态环境保护的角度重点分析了当前畜禽养殖污染防治环境管理体系。最后结合我国特点，提出适合现代环境管理体系下，畜禽养殖污染防治环境管理发展方向。研究结果可以为引导畜禽养殖污染治理方式、规范畜禽养殖环境管理提供参考。

• 实施清洁生产源头控制畜禽养殖污染

  吴银宝,吴根义,廖新俤

  清洁生产作为经济和环境协调发展的一项战略措施，应用于畜牧业在为人类提供安全优质畜产品的同时，还可实现畜禽养殖粪污及其污染物的减排，减少畜牧业对周边环境的污染。本文从饲料调配和饲养管理等方面综述了与畜禽养殖污染物减排相关的清洁生产技术，说明采用低蛋白氨基酸平衡日粮、精准化调配饲料、选择易消化饲料原料、合理应用饲料添加剂、加强环境调控、强化粪污产生管理和优化粪污资源化利用等措施能实现源头减排粪污及污染物的效果，为畜禽养殖污染防控提供理论依据和技术支撑。

• 我国畜禽养殖排污许可制度及实施现状

  姜彩红,王红,吴根义,马晓蕊,丘丽清

  排污许可制是我国固定污染源环境管理制度改革的重大举措，是一项以总量控制为基础、提高环境质量为目标的具有法律意义的行政制度，畜禽养殖是农业领域唯一纳入排污许可管理的行业，对规范畜禽养殖排污行为将起到积极作用。本文在剖析畜禽养殖行业排污许可制度设计思路的基础上，全面调查与总结了全国畜禽养殖行业排污许可证申请与核发情况，深入分析了当前行业排污许可证核发与监管中存在的主要问题，并针对性地提出解决对策，为规范和推动畜禽养殖行业排污许可的实施提供参考。

• 基于文献计量的畜禽养殖废弃物新污染物研究态势分析

  曹燕,胡双庆,沈根祥,张洪昌,王振旗,李贞金

  近年来畜禽养殖行业抗生素、激素等新污染物受到广泛关注，本研究利用CiteSpace软件对畜禽养殖废弃物新污染物的研究动态进行文献计量分析，得出了该领域的研究态势、热点和知识主题演化历程等，并提出下一步研究的重点方向与控制对策建议。研究发现，畜禽养殖废弃物新污染物的相关研究近年来呈现出发文量高速增长的趋势，我国和美国在该研究领域影响力表现突出；以抗生素和激素类为主的新污染物的来源、环境行为归趋和分析检测技术等方面是该领域主要的研究热点；新污染物的潜在生态环境与健康风险研究将成为未来重点关注的方向；在污染防控方面，建议强化对养殖业投入品使用和养殖废弃物处置及排放的监管，并对畜禽养殖新污染物减排和控制关键技术及工程应用的研究加大投入。

• 我国畜禽养殖氨排放特征及减排体系构建研究

  王文林,杜薇,韩宇捷,曹秉帅,李文静,童仪,戴铄蕴,刘波

  基于畜禽生产-污染防治大协同、污水-废气-固废处理小协同目标，开展各畜禽养殖模式氨排放特征分析。研究发现：相同清粪方式下，机械通风封闭化圈舍氨排放速率要小于自然通风开放式圈舍，相同通风方式下，圈舍氨排放速率表现为水冲粪 < 干清粪 < 垫草垫料 < 水泡粪，各畜种肥水储存模式氨排放最大；通过养殖模式与减排技术的政策、规范协调性分析，发现圈舍封闭化+机械通风、堆肥发酵、厌氧发酵等养殖模式，低蛋白日粮、排风口处理、覆盖、密闭堆肥+废气处理、粪肥机械深施等控氨技术可作为畜牧业氨减排的方向。明确了氨减排模式与技术的对应关系，构建了模式替代和技术减排相耦合的畜禽氨减排体系，提出了制定大气氨环境质量标准、畜禽养殖氨排放标准及配套的氨监测技术规范、畜禽养殖场氨减排核算技术规范及配套的氨减排工程建设技术规范等配套落地政策建议，为顺利推动畜禽氨减排试点工作提供技术支撑。

• 养殖废水处理理论与实践进展

  廖新俤

  养殖废水主要由动物尿液、粪便和养殖管理用水组成，含有高浓度的有机物、氮、磷和悬浮物，还包括构成盐分的部分元素。为了比较清楚地了解迄今为止我国养殖废水技术关键突破口以及实际应用中遇到的问题，本文在本领域组稿主题之外额外归纳总结了养殖废弃物在资源化利用与深度处理之间的纠结、当前备受关注的污染物内容，以及部分技术领域的进展。最后对养殖废水处理技术的研发和应用提出了建议。

• 畜禽养殖废水处理技术动态与发展趋势

  张静妮,韩志刚,郑丹,王文国,邓良伟

  近年来，畜禽养殖粪污的处理利用已经成为社会各界关注的焦点。本文着重从工程应用的角度，分析了预处理、厌氧处理、沼液利用、沼液自然处理、好氧处理、厌氧-好氧组合处理、深度处理等工艺单元的技术研究与应用现状，并从沼气利用与温室气体减排、总氮控制和智能化信息技术应用等方面，展望了畜禽养殖废水处理利用的发展趋势。

• 猪场清粪工艺模式的综合比较分析

  黄峰,史金才,冯文谦,邱锦麟,练植婵,杨奇亮,廖新俤

  猪场清粪工艺不仅关系到用水、劳动和舍内环境，更关系到后续粪污的产生、处理和利用。本文通过文献综述和生产调研的方式对不同猪场清粪方式进行分析总结，包括常见的干清粪（人工、平刮、V刮）、水冲粪和水泡粪等，从技术特点、粪污处理效果、应用场景和对新型污染物的影响等方面对不同清粪工艺进行综合比较，并对清粪工艺的研究与应用进行了展望。

• 膜分离技术在大型养殖场沼液处理中的应用与展望

  尹福斌,詹源航,岳彩德,胡旭朝,朱志平,董红敏

  大型养殖场沼液具有产生量大且集中、养分含量低、可能含有抗生素残留等特点，若处理不当易对环境造成污染。膜分离技术可对污染物进行高效分离去除且操作简单，因此受到了广泛关注。本文总结分析了应用于大型养殖场沼液的膜分离技术工艺，通过比较分析不同膜分离工艺对养殖场沼液中碳、氮、磷和抗生素等污染物的去除效果，对膜分离技术在养殖场粪污处理方面的未来发展趋势和重点进行了展望，为膜分离技术在养殖粪污处理利用领域的广范应用提供科技支撑。

• 畜禽粪污处理处置中危险生物因子赋存与控制研究进展

  张俊亚,隋倩雯,魏源送

  畜禽养殖行业是动物疫情发生的重点行业，防控动物疫情是我国生物安全法的重要内容之一。畜禽粪污是导致生物安全问题的危险生物因子（Dangerous biological agents，DBAs）的重要源和汇。本文结合我国生物安全法，从畜禽粪污处理处置的角度，综述典型DBAs（抗生素抗性基因和病毒）在畜禽粪污处理处置过程中的赋存特征及环境行为的研究进展，并提出目前研究存在的不足和建议的研究方向，为保障畜禽养殖行业的生物安全、防范动物疫情、防控畜禽养殖源DBAs向环境扩散提供参考。本文主要建议如下：通过DBAs的分子生物学组成，全面解析核酸（如抗生素抗性基因）→核酸+蛋白（如病毒）→细胞结构（如耐药菌）在畜禽粪污处理处置中的赋存与环境归趋特征；开发畜禽粪污中新兴DBAs的识别、鉴定和快速检测方法；结合碳达峰/碳中和需求，在强化资源化利用的前提下，加强生物处理过程中DBAs控制的靶向技术研发；加强畜禽粪污有机污染、无机污染和生物污染的协同控制技术研究。

• 养殖废水处理设施自动化智能化运营与管控

  冯文谦,史金才,练植婵,廖劲松,廖新俤

  为实现养殖废水处理设施自动化智能化运营与管控，本文以日产废水250 m3的某规模化养殖场废水处理设施为例，通过配置视频监控系统和在线监控设备，并设置预警预报功能，来展示自动化智能化运营与管控效果。实时监控结果表明，污泥浓度、DO、pH值等关键运行参数均控制在合理范围，分别为4 000~7 000 mg·L-1、1.5 mg·L-1（一级好氧池）和3~5 mg·L-1（二级好氧池）、6.5~8.5；两级AO出水水质COD、氨氮均达标，分别为70 mg·L-1以下和10 mg·L-1以下，保障了设施运行效果，出水水质稳定达标，规避了环境风险。通过视频监控、在线监测、预警预报等功能，可有效监控废水处理设施每个处理环节运行状态，做到及时发现问题和解决问题，从而提高设施的管控效果和效率，并降低运营人员的投入，有效降低运营费用。实际运营结果表明，废水处理设施实施自动化智能化运营与管控，既能有效提高管控效果和效率，最大程度规避环境风险，又能降低运营成本，从而实现降本增效。

• 畜禽粪污清洁堆肥——机遇与挑战

  焦敏娜,任秀娜,何熠锋,王权,李荣华,李季,张增强

  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。

• 生物炭对好氧发酵水溶性有机物及重金属形态的影响

  王鑫宇,张曦,丁京涛,沈玉君,孟海波,周海宾,程红胜,王健,李冉

  为探究生物炭对发酵过程理化特性、水溶性有机物（DOM）组分以及重金属形态变化的影响机制，以猪粪和秸秆为原料，添加不同比例生物炭作为钝化材料开展好氧发酵试验。结果表明：发酵结束后生物炭添加量为0、5%、15%和25%处理的腐殖质类物质分别增加了22.69%、24.49%、25.32%和25.45%；各处理对重金属Cu、Zn、Pb、Cd的钝化效率分别为25.80%~47.00%、16.73%~31.34%、31.81%~57.68%和20.00%~71.47%，均使活性相对较高的吸附态向较为稳定的络合态和沉淀态转化；DOM组分、温度、pH、EC和含水率变化对重金属形态均有较大影响，其中富里酸和胡敏酸对可交换态Cu、Zn、Cd和Pb的影响显著，胡敏酸对重金属的络合起主要作用，pH对促进生物炭与重金属离子交换、共沉淀及重金属配合物的稳定性等具有较大的影响。研究表明，在猪粪好氧发酵过程中添加生物炭可促进DOM组分中的富里酸向胡敏酸转化，进而提高了腐殖质的稳定性和重金属的钝化效率。

• 堆肥过程中抗生素和耐药基因消减研究进展

  王晓醒,郭雪琦,冯瑶,冀拯宇,刘聪,李兆君

  堆肥是常用的有机固废处理技术，能够快速实现有机固废资源化利用，但传统工业化堆肥对于抗生素及其耐药基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）消减重视不足。事实上，近年来畜禽粪污等堆肥原料中抗生素及ARGs残留问题日益凸显，抗生素及ARGs消减已经成为堆肥过程中不容忽视的部分和亟待解决的问题。本文综述了近年来抗生素及ARGs在堆肥过程中消减的研究现状和一般特点，以及影响消减效果的理化和生物学因素、相关优化技术措施的效果和瓶颈等，以期为最大限度降低ARGs传播风险提供参考。

• 低温菌强化堆肥起爆进程中细菌群落响应机制

  解新宇,赵越,张书博,杨红宇,魏自民,张旭,赵丽

  为探讨低温菌强化冬季堆肥起爆细菌群落响应机制，确保北方冬季有机垃圾堆肥的快速启动，开展低温菌强化畜禽粪便堆肥快速起爆试验，结合16S rRNA扩增子测序技术及生物信息学分析方法，明确堆体温度、微生境因子及微生物特性等指标变化，挖掘生物强化低温菌在畜禽粪便堆肥起爆进程中的作用，探明堆肥进程细菌群落响应机制。结果表明：接种低温菌处理（CT）的堆体温度在18 h时迅速升高至20.0℃，快速通过起爆期，此时未接菌（CK）组的温度仅为15.8℃。CT组温度在36 h超过50.0℃。整个过程中未接种低温菌的处理组并没有完成堆肥快速启动。CT组有机组分快速分解，为堆肥温度升高提供了充足的热能。由群落丰度变化可知，低温菌属于促进细菌群落改变的生物标志物（Biomarker），接种低温菌可激活堆肥起爆进程中细菌群落结构的演变。此外，方差分解分析结果表明，低温菌、理化指标及细菌群落的交互作用是堆肥温度变化的主导因素，可通过增加低温菌丰度调控堆肥起爆进程中的温度变化。

• 畜禽粪便超高温好氧堆肥工程案例

  邢睿智,艾超凡,王梦怡,唐荣,杨祖沐,秦树平,陈志,周顺桂

  超高温好氧堆肥是高效、绿色的有机固体废弃物资源化技术，为了弥补超高温好氧堆肥在大规模工程性处理研究中的不足，通过对规模化畜禽粪便超高温好氧堆肥工程案例（处理量300 t·d-1）的分析，阐述了超高温好氧堆肥在工程应用中的原理、工艺选择、运行参数以及经济效益。槽式及条垛式规模化畜禽粪便超高温好氧堆肥的最高温度可超过80℃，20~30 d完成堆肥。堆肥结束后，含水率和有机质分别保持在44%和35%左右，EC值为2.9 mS·cm-1，水溶性有机碳和水溶性总氮的含量分别保持在3.0mg·kg-1和0.9 mg·kg-1。此外，腐熟料经过二次加工，可制备为功能性有机肥料。超高温好氧堆肥投资成本小、产品价值高，具有更高的经济效益。目前，已形成的可复制的畜禽粪便循环利用新模式，可为农林残余、生活垃圾、厨房残余等其他有机固废的规模化超高温好氧堆肥处置提供参考。

• 基于工厂调研的堆肥原料种类和理化性质分析

  许俊香,孙钦平,郎乾乾,李钰飞,刘本生,李吉进

  为了解我国堆肥原料种类和理化性质，于2017-2018年对全国346家有机肥生产企业开展调研，采集堆肥原料样品并进行理化性质测定和分析。结果表明：累计采集动物粪便、作物秸秆、园林废弃物、蔬菜尾菜、农副产品加工副产物和餐厨垃圾等堆肥原料样品共36种523个，未采集到马粪、驴粪、骡子粪和圈粪。畜禽粪便氮磷钾总养分呈升高趋势，牛粪、猪粪、羊粪和鸡粪与20 a前相比分别增加27.4%、8.2%、1.7%和26.9%，其中氮增加幅度为-12.5%~19.7%，磷增加幅度为17.1%~56.1%，钾增加幅度为-8.2%~21.9%。不同原料N/P差异性大，畜禽粪便N/P普遍低于秸秆类。在过去的20 a间，马粪、驴粪、骡子粪和圈粪等不再是主要的堆肥原料。以畜禽粪便为主要原料的堆肥N/P与C/N呈显著正相关，堆肥时可通过调控C/N获得适宜的N/P，减少土壤磷素累积。

• 云南省畜禽粪污土地消纳能力的评估及其肥料化发展前景

  邓亚琴,王宇蕴,李兰,赵兵,张勇,马丽婷,徐智

  以2019年云南省畜禽养殖数据为基础，通过估算云南省畜禽粪污产生量，结合还田方式和土地利用形式评估了云南省畜禽粪污土地的消纳能力，并结合云南省有机肥生产现状和高原特色农业的发展需求，指出畜禽粪污肥料化利用的方向。结果表明，调整种植结构可以增加土地对粪污直接还田的消纳能力；畜禽粪污堆肥还田可以进一步增加土地的消纳能力。云南省有机肥生产工艺水平较低，规范程度较低，进一步规范和提升有机肥的工艺水平，是提高云南省畜禽粪污资源化利用效率的重要途径。云南省畜禽粪污堆肥化转化成有机肥的潜力空间约为3 544万t，预计产值和利润分别为2 835 369万元和412 684万元。结合云南省高原特色农业发展的需要，畜禽粪污堆肥化后，开发成生物有机肥、复合微生物肥料以及有机类调理剂，是实现畜禽粪污高值化利用的重要方向。

• 畜禽粪便堆肥过程中碳氮损失及温室气体排放综述

  袁京,刘燕,唐若兰,马若男,李国学

  堆肥是畜禽粪便资源化利用的重要技术，但堆肥过程中碳氮损失会降低产品的农用价值并造成温室气体排放。堆肥过程中的污染气体排放受多种因素影响，本文综述了堆肥原料类型、辅料类型、初始C/N、含水率和通风速率对畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体（CH4、NH3、N2O）排放的影响。结果发现：48.7%的C和27.7%的N在堆肥过程中损失，其中CH4-C损失平均占初始总碳的0.5%，NH3-N和N2O-N损失分别占初始总氮的18.9%和1.1%。不同种类粪便堆肥碳氮损失差异明显，猪粪和鸡粪堆肥的温室气体排放量高于牛粪和羊粪。选择富含C的辅料与畜禽粪便联合堆肥均可促进有机物降解，其中以稻草或锯末为辅料时的温室气体排放量较低。初始C/N对堆肥过程N损失影响较大，总氮、NH3和N2O的损失均随C/N的增加而降低，其中C/N为20~25时最适宜N素保留。初始含水率显著影响CH4和N2O的排放，其排放量随含水率的增加呈显著上升趋势，以含水率为60%~65%最为适宜。通风速率（以堆肥干基计）为0.1~0.2 L·kg-1·min-1时，CH4排放和总碳损失较低；通风速率为0.1~0.3 L·kg-1·min-1时，N2O、NH3和总氮损失较低。因此，为降低畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体排放量，建议采用的工艺参数为：通风速率0.1~0.3 L·kg-1·min-1、含水率60%~65%、C/N为20~25。

• 双氰胺和氢醌添加对堆肥温室气体排放的影响

  杨燕,尹子铭,袁京,罗一鸣,李国学

  为实现畜禽粪便堆肥过程温室气体和NH3的同步减排，在添加一定氢醌的基础上，探究双氰胺添加比例和添加时间对堆肥温室气体和NH3排放的影响。以猪粪和玉米秸秆为堆肥原料，设置5个堆肥处理：对照处理，添加0.03%氢醌处理，在氢醌的基础上第19 d添加0.1%的双氰胺处理、第0 d添加0.2%的双氰胺处理和第0 d与19 d各添加0.1%的双氰胺处理。在60 L的发酵罐中进行40 d的堆肥试验。结果表明：添加干质量0.1%~0.2%的双氰胺和0.03%的氢醌并未对猪粪堆肥腐熟度造成影响；氢醌作为脲酶抑制剂对堆肥NH3和温室气体排放影响较小，在此基础上添加双氰胺可减少8.88%~12.94%的NH3排放、6.79%~13.55%的CH4排放和24.71%~35.83%的N2O排放，总温室效应可降低18.61%~19.97%。考虑到经济成本和减排效果，建议在堆肥降温期添加双氰胺。

• 含硫添加剂对猪粪堆肥过程甲烷与臭气排放的影响

  闫召伟,杨菲宇,高兴祖,陈杰,李施雨,李国学,罗文海

  为探寻合适的含硫添加剂，有效控制堆肥过程中甲烷和臭气的排放，以磷石膏（PG）、过磷酸钙（SP）、硫酸钠（NS）为添加剂，采用强制通风曝气的60 L桶状发酵罐，探究不同含硫添加剂对于猪粪堆肥过程中气体排放的影响。结果表明：添加堆肥原始物料鲜质量2%的PG、2%的SP、1.2%的NS处理分别能减少50.8%、43.3%、46.6%的甲烷排放；PG和SP处理能减少40.6%和37.2%的氨气挥发，NS处理减少了20.0%的氨气挥发；PG与SP处理对硫化氢气体没有产生明显的抑制作用，而NS处理的硫化氢排放量为对照（无添加剂）处理的3.8倍，且NS处理堆肥结束后种子发芽率仅为41.3%。研究表明，1.2%的NS处理不适合臭气减排，而添加2%的PG以及2%的SP等低硫添加剂较为适宜。

• 腐熟堆肥回流对猪粪堆肥含硫臭气排放的影响

  杨佳,李国学,马若男,王国英,袁京

  为探究腐熟堆肥不同回流方式对猪粪堆肥含硫臭气排放的影响，本文以猪粪为研究对象进行好氧堆肥试验，设置不添加腐熟堆肥（CK）、腐熟堆肥覆盖处理（Cap）和腐熟堆肥混匀添加（Mix）3个处理。研究结果表明：腐熟堆肥覆盖和混匀回流方式相较于CK均可促进堆肥腐熟，种子发芽指数（GI）分别提高12.50%和18.09%；甲硫醚（Me2S）和二甲基二硫醚（Me2SS）为猪粪高温堆肥过程中主要的含硫臭气（>90%），主要在堆肥前期和翻堆后排放。腐熟堆肥覆盖和混匀回流处理可分别减排Me2S 75.42%和78.64%、Me2SS 35.58%和56.17%，降低39.42%和58.31%的总含硫气体排放，增加堆肥产品总硫（TS）含量13.46%和24.07%。腐熟堆肥覆盖和混匀两种回流方式均可促进堆肥腐熟，减少含硫臭气排放，且腐熟堆肥混匀处理效果最佳。

• Fe2O3对鸡粪堆肥过程中含硫臭气排放的影响

  陈文旭,李国学,马若男,刘燕,袁京

  本文以新鲜鸡粪和玉米秸秆为原料，在60 L密闭式发酵罐内进行联合好氧堆肥，研究了Fe2O3作为添加剂对鸡粪堆肥含硫臭气排放和堆肥产品腐熟度的影响。研究结果表明，在为期35 d的堆肥过程中，两处理的高温期（≥ 50℃）均持续10 d以上，满足堆肥产品无害化要求；种子发芽率指数（GI）均超过70%，达到完全腐熟，添加Fe2O3不会影响堆肥温度和堆肥产品腐熟度。鸡粪堆肥添加Fe2O3可有效降低含硫臭气排放，可使鸡粪堆肥过程中硫化氢（H2S）、二甲基二硫醚（Me2SS）和甲硫醚（Me2S）分别减少38.81%、73.59%和42.59%，累计减少总硫损失63.17%。总体而言，外源添加Fe2O3不会影响堆肥进程和腐熟度，可显著降低含硫臭气排放，增加产品中硫含量。

• 国内外畜禽养殖粪肥还田利用研究进展

  张克强,杜连柱,杜会英,沈仕洲

  养殖粪肥还田利用是解决畜禽养殖污染问题的根本出路，也是破解农业面源污染难题、践行绿色发展理念的重要举措。本文以固体粪肥和液体粪肥为主要研究对象，在充分查阅国内外文献的基础上，介绍了粪肥分类、标准及粪肥农田利用主要技术，重点分析了粪肥还田对农田土壤中有机质、氮、磷含量影响及抗生素、抗性基因污染水平，概述了固体粪肥和液体粪肥还田的主要机械设备，并针对粪肥还田技术创新、监测体系、环境与安全风险和还田补贴等提出了具体建议。

• 基于沼液浓缩的液态有机肥利用现状与展望

  崔文静,李施雨,李国学,陈清,李赟,张邦喜,罗文海

  厌氧发酵是解决有机废弃物处理与资源化利用的有效手段，然而发酵残余物——沼液的处理利用成为限制厌氧发酵技术发展的关键因素。沼液中富含养分及活性物质，可作为有机肥还田，在农田承载力和运输成本的双重约束下，沼液浓缩制肥技术迅速发展。沼液浓缩不仅可以减少储存和运输成本，还可以大幅度提高单位体积沼液中的养分含量，复配成高品质有机肥，分离后的水还可回用或达标排放。本文通过查阅文献，根据现阶段的沼液浓缩技术及浓缩液利用现状，分析了不同浓缩技术的优缺点及浓缩液制肥潜力，并对沼液的应用潜力提出了展望及建议。

• 洱海流域不同有机肥替代对土壤理化性质及油菜产量的影响

  万辰,马瑛骏,张克强,王风,沈仕洲

  为探究洱海流域油菜种植合理的施肥方式，研究不同有机肥替代对土壤理化性质及油菜产量的影响，在云南大理农田生态系统国家野外观测研究站进行油菜田间试验。田间试验设置不施肥（CK）；常规化肥施用（CF）；以CF氮素折纯计算，设30%固体、液体有机肥替代（T1、T4）；70%固体、液体有机肥替代（T2、T5）；100%固体、液体有机肥替代（T3、T6），共8个处理。结果表明：与试验前土壤相比，除CF和T6处理土壤全氮含量提升2.66%和6.57%外，各施肥处理土壤全氮和全磷含量有下降趋势，T1、T2、T3土壤全磷含量与有机肥配施比例增加呈正相关，而T4、T5、T6呈负相关，施用液体有机肥使土壤铵态氮、硝态氮、有效磷含量在短时间内大幅提高；除T4处理外，有机肥的施用对土壤有机质含量均有提升作用，其中T5处理效果最好，提升了28.66%；T1、T2、T4处理均导致土壤容重较试验前土壤上升，上升幅度分别为15.84%、16.83%、17.82%；液体有机肥替代处理均导致土壤pH值较试验前土壤有所下降，单施液体有机肥下降幅度最大，降低5.17%；与CF处理相比，随着有机肥替代比例增加，油菜株高、角果长度、单株角果数、千粒质量、油菜产量均呈下降趋势，T1~T6处理油菜产量减少18.06%~76.65%，30%有机肥替代（T1、T4）与CF处理差异较小。综合考虑不同施肥处理对环境和油菜产量的影响，30%固体有机肥替代（T1）是较优的施肥方式。

• 不同施肥模式对洱海流域稻田土壤中耐药基因污染的影响

  韩秉君,沈仕洲,杨凤霞,高文萱,丁永祯,张克强

  为探究不同施肥模式对洱海流域稻田土壤抗生素耐药基因（ARGs）和可移动遗传元件（MGEs）的影响，通过长期田间定位试验，采用高通量荧光定量PCR技术及实时荧光定量PCR技术相结合的方法，对不同施肥模式下稻田土壤中的144种ARGs和10种MGEs进行检测，全面解析了稻田ARGs的污染状况及空间分布规律。结果表明：不同施肥处理土壤中ARGs分布特征不同，其赋存绝对丰度水平整体呈现施用粪肥 > 施用缓控释肥 > 施用化肥 > 不施肥；施加粪肥土壤中的ARGs的赋存多样性和MGEs的种类显著高于其他处理土壤，不施肥模式则显著低于其他处理模式（P<0.05）。不同ARGs的相对丰度在稻田土壤柱中出现垂直迁移富集趋势，但其在不同土层中的富集程度存在差异。不同施肥模式稻田土壤各土层中的优势ARGs为多重耐药类（占比均值为60.3%）、氨基糖苷类（占比均值为10.5%）和四环素类（占比均值为7.5%），其水平多与MGEs丰度显著相关（P<0.05），表明MGEs促进了稻田土壤中ARGs的传播，加剧了土壤中ARGs的积累富集。研究表明，不同施肥模式对稻田土壤中ARGs和MGEs的分布规律有显著影响，不同深度土层中ARGs的富集程度各异。

• 水旱轮作条件下畜禽有机肥氮素矿化特征

  沈仕洲,万辰,马瑛骏,胡玉康,王风,张克强

  为探究水旱轮作条件下不同畜禽有机肥氮素矿化特征，试验设置空白、羊粪、牛粪、鸡粪和猪粪共5个处理，采用田间原位培养法监测了不同有机肥施用后300 d内铵态氮和硝态氮的矿化规律。结果表明：有机肥矿化过程中矿质氮主要为铵态氮，而硝态氮含量很低；不同有机肥处理的铵态氮含量总体呈先上升后逐渐稳定的变化趋势，鸡粪处理的铵态氮含量显著高于其他有机肥处理；不同有机肥处理的硝态氮含量呈波动下降趋势，硝态氮含量在前30 d迅速下降，不同有机肥处理间硝态氮含量差异随时间延长逐渐减小；雨季淹水条件促进有机肥矿化作用，但抑制了硝化作用发生，各有机肥处理的净氮矿化速率在雨季淹水条件培养下较高，旱季好气条件下有机肥矿化速率平稳，无明显上升或下降，各有机肥处理的净氮矿化速率较低；各有机肥处理的净氮矿化速率在培养前期较高，集中在前60 d，不同处理间差异显著，其中鸡粪和牛粪处理显著高于其他处理，培养后期各处理的净氮矿化速率较低且稳定，不同处理间差异较小。经过300 d培养，鸡粪、牛粪、羊粪和猪粪处理的氮素累积矿化量分别为32.99、17.60、13.90、12.83 mg·kg-1，总体来看各处理氮素矿化效果表现为鸡粪 > 牛粪 > 羊粪 > 猪粪。

• 长期粪肥还田条件下稻米品质及氮肥利用率

  孙国峰,王鑫,盛婧,张丽萍,王子臣,周炜

  为明确等氮量粪肥替代化肥对水稻产量、稻米品质与氮肥利用率的长期累积效应，本文基于长期定位田间试验，于第8~9a采用2种粪肥（猪粪、沼液）和2个氮替代比例（50%、100%）处理，对水稻产量、稻米品质及氮素吸收与利用进行研究。结果表明：等氮量猪粪、沼液和化肥处理水稻产量差异不显著。与化肥相比，等氮量猪粪、沼液处理提高了整精米率和稻米食味值，有助于改善稻米食味品质，其主要原因是降低了稻米蛋白质含量。等氮量猪粪处理降低了稻米垩白粒率和垩白度，有利于改善稻米外观品质；沼液处理对稻米外观品质影响较小。水稻氮肥吸收利用率（NUE）整体呈现等氮量沼液 > 化肥 > 猪粪处理的规律，并与氮肥生理利用率、稻米胶稠度呈显著负相关。其中，沼液处理年均NUE为41.9%~44.0%，高于化肥处理（40.7%），主要原因是增加了稻草氮含量。但与化肥相比，50%沼液、100%沼液和50%猪粪处理NUE差异均不显著，而100%猪粪处理显著降低了NUE。等氮量猪粪、沼液替代化肥有助于改善稻米食味品质；等量沼液、半量猪粪氮替代对水稻产量及NUE影响较小，而全量猪粪氮替代会显著降低水稻NUE。

• 秋闲期沼液施用对黑土区土壤氮素损失的影响

  刘聪,郑瑶琪,刘爽,刘庆平,闫立龙

  为探讨非种植期施用沼液的可行性，采用喷施加深翻及注施方式于2018年10月和2019年10月将不同氮素替代量的沼液施于东北黑土中，研究了黑土区作物收割后（秋闲期）沼液施用对玉米土壤有机质含量的影响，考察了黑土区玉米土壤铵态氮挥发和铵态氮及硝态氮淋溶特性。结果表明：沼液施用能够增加土壤有机质含量，注施沼液对土壤有机质的升高幅度要高于喷施处理。秋闲期在低温条件下以喷施加深翻的方式施用沼液能够减少土壤氨挥发量。秋闲期当喷施氮素替代量在135 kg·hm-2·d-1以下时可以施用沼液，此时未发生铵态氮和硝态氮淋溶风险，而采用注施方式时，即使沼液氮素替代量为90 kg·hm-2·d-1时仍有潜在发生铵态氮淋溶的风险。两年试验结果初步表明，黑土区秋闲期采用合理的氮素替代量及施用方式施用沼液是可行的。

• 沼液施用条件下水稻秧苗生长限制因子分析

  张丽萍,孙国峰,王子臣,宗焦,周炜,盛婧

  为提升稻田沼液施用条件下水稻秧苗生长的安全性，设置5个不同浓度沼液处理，对秧苗生长指标和土壤理化性状进行分析研究。结果表明，过量沼液施用增加了土壤溶液中NH4+-N浓度和EC值，导致秧苗生长受到抑制，鲜质量和株高降低，根系黄化率升高。土壤溶液NH4+-N浓度和EC值与秧苗鲜质量极显著负相关（P<0.01）。土壤溶液中NH4+-N浓度在沼液低量施用后较为稳定，超量施用后较为敏感，可作为指示指标。土壤中NH4+-N浓度是限制秧苗生长的关键因子，秧苗对土壤溶液中NH4+-N耐受的最大安全阈值为90.8 mg·L-1，对沼液-水混合液中NH4+-N的最大安全消纳阈值为314.0 mg·L-1。

• 牛场粪水施用对华北小麦/玉米产量及氮损失的影响

  赵自超,付龙云,李彦,姚利,田忠红,井永苹,仲子文,王艳芹

  为探讨牛场粪水施用对作物产量、氮素利用率和氮素损失的影响，本研究以小麦和玉米为研究对象，在华北地区进行了田间试验，以不施氮肥为对照（CK），遵循等氮量原则，设置4个氮肥处理：常规化肥（撒施，CF）、粪水化肥配施（化肥撒施，粪水浇灌，CSF）、粪水浇灌（CS）和粪水深施（CSD）。结果表明：施氮肥处理相比不施氮肥显著增加了作物产量和氮素损失。相比常规化肥处理，施用粪水处理不会降低小麦籽粒和青贮玉米产量，且施用粪水能提高作物氮素利用率，CSD处理的效果最好。相比CF处理，CSF和CS处理不管在小麦季还是在玉米季都会增加氨挥发量，在小麦季分别增加了5.6%和27.1%，在玉米季分别增加了7.8%和14.7%。CSD处理相比CF处理则会降低氨挥发量，小麦季和玉米季分别减少了15.3%和12.6%。不管在小麦季还是在玉米季，相比化肥处理，施用粪水都能显著降低氮淋失量；与CF处理相比，CSF、CS和CSD处理的小麦季的氮淋失量分别减少了38.5%、66.7%和35.8%，玉米季的氮淋失量分别减少了22.6%、39.2%和57.8%。研究表明，粪水深施是华北地区在保证作物产量的情况下，提高氮素利用率和降低氮素损失的有效措施。

• 化肥减施下粪水替代对设施白菜氮利用与土壤氮盈余的影响

  程娟,付莉,翟中葳,肖能武,杨柳,刘福元,杜会英,杜连柱,张克强

  为促进丹江口水源涵养区绿色发展，提升氮素利用率，控制农业面源污染，利用田间小区试验，研究化肥减施及减施下粪水替代对设施白菜产量、土壤无机氮累积量及氮素盈余的影响。结果表明，化肥减施20%对设施白菜产量影响不显著，相同施氮量下粪水替代白菜产量显著高于化肥减施处理，可以提高白菜对氮的利用能力。土壤硝态氮累积量随种植茬数的增加呈增加趋势，且显著高于土壤铵态氮累积量。化肥减施处理氮素盈余量较常规施肥处理降低了23.38%，化肥减施粪水替代处理氮素盈余量比常规施肥处理降低了29.24%~30.65%，氮素盈余量与土壤有机质含量和土壤硝态氮累积量呈显著正相关。研究表明，化肥减施下粪水替代在保证设施白菜产量的同时，提高了氮素利用率，是降低氮素盈余的有效措施。

• 猪场粪水施用对设施白菜及土壤重金属的影响

  程娟,刘沐衡,肖能武,杨柳,杜会英,杜连柱,张克强

  为了研究养殖粪水在农田施用过程中对重金属含量积累、有效性增强以及形态变化等产生的影响，采取田间小区试验，探究了猪场粪水施用对设施白菜地上部重金属含量和土壤重金属全量、有效态含量及形态的影响。结果表明：粪水施用后，低量粪水施用处理与优化施肥（NOPT）处理白菜地上部Cu、Zn、Cr、Cd含量无显著差异，白菜地上部Cu、Zn、Cr、Pb、As、Cd含量均未超出《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）安全限值要求。经过4茬设施白菜种植后，相较于NOPT处理，561kg·hm-2粪水施用处理显著增加了土壤Cu、Zn、Cr含量，281 kg·hm-2粪水施用处理土壤中Cu、Zn（0~20 cm土层除外）、Pb、Cr、Cd、As含量与NOPT处理差异不显著，且含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）安全限值。施用化肥和粪水显著提高了土壤有效态Cu、Zn含量，施用粪水处理对土壤中Cr、Pb、As、Cd形态影响较小，但显著增加了铁锰结合态Zn含量。相关分析表明，土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、Pb含量与土壤有机质、速效磷、全氮、硝态氮含量存在显著正相关关系，与pH值呈显著负相关关系。研究表明，连续4茬施用猪场粪水未造成设施白菜和土壤中重金属含量超标，显著增强了Cu、Zn的有效性且显著增加了铁锰结合态Zn含量。

• 牛场粪水添加外源添加物施用后对土壤氨挥发的影响

  刘沐衡,王贵云,张彦东,杜艳芹,翟中葳,刘福元,杜会英,张克强

  为了控制并且减少牛场粪水还田氨挥发的产生量，采取室内培养的方法，研究牛场粪水添加不同外源添加物（腐植酸、硫酸、生物炭、柠檬酸）施用后对土壤氨挥发的影响，通过硼酸吸收法监测土壤氨挥发量，筛选牛场粪水还田最优添加物以减弱土壤氨挥发。结果表明，牛场粪水添加酸性外源添加物后施用于碱性土壤，会降低土壤氨挥发损失，酸性添加物对氨挥发抑制效果为柠檬酸 > 腐植酸 > 硫酸；牛场粪水中添加腐植酸处理土壤氨挥发量降低幅度达46.62%，且在培养的第14 d全氮含量高于其他处理；高脲酶活性可促进氨挥发增加，增加土壤硝态氮含量。研究表明，腐植酸作为外源添加物添加于牛场粪水还田后有利于降低土壤氨挥发量。

• 养殖肥液灌溉土壤磷淋失阻控：镧改性生物炭

  赵迪,张理胜,罗元,张克强,王风

  为探究镧改性生物炭伴施养殖肥液灌溉条件下土壤磷素的淋溶特征和阻控效果，采用土柱模拟试验对比镧改性生物炭和石膏、沸石传统阻控剂对磷淋溶的阻控特征，及镧改性生物炭不同添加量（1%、3%和5%）和不同施用方式（0~20 cm和0~10 cm混合）的影响效果。结果表明：磷淋失阻控效果呈现镧改性生物炭 > 石膏 > 沸石，且镧改性生物炭处理阻控效果最好（P<0.05）；镧改性生物炭施加处理总磷淋失量比对照处理削减了16.3%~58.3%，随镧改性生物炭施加量增加削减效果显著升高，这主要是因为生物炭对磷酸盐和有机磷发生了吸附；镧改性生物炭0~20 cm和0~10 cm施用方式总磷淋失量分别削减23.4%~58.3%和16.3%~45.0%，全土层混合削减效果更显著（P<0.05）；镧改性生物炭对正磷酸盐和有机磷的吸附机制主要是沉淀作用与络合作用。研究表明，在有机无机复合磷素输入条件下，镧改性生物炭的应用能够明显阻控磷淋失。

• 季铵盐改性秸秆阻控养殖肥液灌溉土壤氮淋失

  张理胜,赵迪,薄录吉,张克强,王风

  为探究养殖肥液灌溉条件下，季铵盐改性秸秆对土壤氮素淋失的影响及阻控效果，通过室内土柱模拟试验，研究了季铵盐改性秸秆不同施用量（质量分数为0%、1%、2%、4%）和施用方式（0~10 cm混合、0~20 cm混合、10 cm处作为隔层）对不同形态氮素（总氮、硝态氮和有机氮）的影响。结果表明：在试验施用量范围内，季铵盐改性秸秆施加量越大对氮素淋失阻控的效果越好，2%和4%季铵盐改性秸秆施加处理的淋溶液中总氮、硝态氮、有机氮淋失量分别比对照（仅施用养殖肥液）降低了47.1%、51.8%、24.7%和78.7%、83.2%、57.6%，且两处理间均达到5%显著差异水平。3种施用方式对土壤氮素淋失的影响不显著，但0~10 cm混合与0~20 cm混合处理与对照相比，季铵盐改性秸秆的施加能抑制养殖肥液灌溉过程中铵态氮向硝态氮的转化，从而降低氮素淋失风险。此外养殖肥液灌溉氮素淋失以硝态氮为主。研究表明，季铵盐改性秸秆施用是阻控养殖肥液灌溉土壤氮淋失的有效措施。