牛糞在肥料及改良基質中的資源化應用.pdf

農機市場 2022 12 產業(yè)研究 規(guī)模化 專業(yè)化的牛養(yǎng)殖業(yè)日益發(fā)展 牛糞堆積對環(huán)境造成的污染日趨嚴重 多數(shù)的牛 糞并未進行無害化處理 牛糞污染已經(jīng)成為鄉(xiāng)村 主要污染源之一 牛糞中含有大量有機質和氮 磷 鉀及植物所必需的中量 微量元素 各 種 生物 酶和微生物 大量研究發(fā)現(xiàn)牛糞經(jīng)工藝處理合理 利用可以應用到土壤改良 肥料 能源 利用 飼料 等方面 本文通過國內外文獻資料查閱 綜述牛 糞應用于農作物肥料的相關研究進展 為牛糞資 源化利用提供理論及實踐依據(jù) 牛糞 土壤改良基質 有機肥料 資 源化 研究進展 X713 隨著國民經(jīng)濟穩(wěn)固發(fā)展 標準化規(guī)模養(yǎng)殖水 平不斷邁上新臺階 我國每年生產肉蛋奶1 5億 多噸 產生畜禽糞污約38 億噸 仍有 40 未有效 處理和利用 畜禽養(yǎng)殖所產生的糞便對我國海河 流域的污染日益劇增 1 在美國 60 的河流都受 到畜禽糞便的污染影響 2 2020 年 FAO 最新報告 顯示中國奶產量位居全球第四位 占全球奶產量 的4 左右 3 奶業(yè)在我國很多地區(qū)作為鄉(xiāng)村振興 發(fā)展的主要抓手 據(jù)統(tǒng)計 2012 年我國奶牛存欄 量約 1440 萬頭 一頭牛一天的排泄物大概有20 公斤之多 牛糞日排泄量高達約30 萬噸 4 大量 牛糞堆積容易造成環(huán)境污染 主要表現(xiàn)為土壤污 染 水污染以及大氣污染三方面 固體糞渣用作 發(fā)酵生產有機肥 飼料等 但將牛糞制作飼料 存 在很大的安全隱患 5 本文總結了牛糞制成肥料 及改良基質應用于農作物土壤的相關研究進展 為牛糞在農業(yè)上更合理的開發(fā)利用提供理論及實 踐依據(jù) 1 牛糞成分及含量 牛糞是一種很好的有機肥料及土壤改良基質 來源 在飼養(yǎng)場中牛糞含水量約在60 80 6 若要加工成肥料或土壤改良基質 需降低牛糞含 水量 牛糞中含有豐富的營養(yǎng)物質及礦質元素 含有機質14 5 其中氮 N 0 30 0 45 磷 P2O5 0 15 0 25 鉀 K2O 0 10 0 15 7 同時含粗蛋白 12 90 32 50 粗纖維以及鈣 葉 黃素等多種元素 8 牛糞與豬糞 雞糞等其他畜禽類糞便比較 其 養(yǎng)分和有機質含量較低 較為遲效 但經(jīng)加工處 理后能制成高效肥料和較好的土壤改良基質 9 2 牛糞肥料及土壤改良基質 牛糞經(jīng)處理所制成的肥料和土壤改良基質中 有機質含量豐富 有利于提高土壤的有機質含 量 提高土壤肥力 改善土壤理化性狀 改良土壤 結構并達到改善土壤中植物根際環(huán)境的效果 化 肥是不可替代的 2 1牛糞有機肥及改良基質發(fā)酵工藝 2 1 1牛糞常見發(fā)酵方式 在發(fā)酵工藝方面 有厭氧發(fā)酵和好氧堆肥兩 種類型 厭氧發(fā)酵獲得固體廢料 沼氣及沼液 厭 氧發(fā)酵中干式厭氧發(fā)酵是將畜禽糞便在發(fā)酵前不 用添加大量的水 而是在固態(tài)狀態(tài)下裝入密閉的 容器中進行厭氧發(fā)酵 有的牛糞厭氧發(fā)酵還會添 加蘑菇渣等物質 發(fā)酵過程不斷產生的沼氣被收 牛糞在肥料及改良基質中的資源化應用 周冰穎1 雷海霞2 先旭東1 1 重慶市風景園林技工學校 重慶 渝中 400042 2 信陽市農業(yè)科學院 河南信陽 464000 2020 年重慶市科技局技術創(chuàng)新與應用發(fā) 展專項面上項目課題 牛糞厭氧 好氧分段式發(fā)酵關鍵 技術研發(fā)與應用 cstc2020jscx msxmX0050 農機市場2022 12 產業(yè)研究 集并儲存在儲氣罐里 生產過程沒有沼液產生 最后得到的沼渣便是固態(tài)有機肥 可對其進行進 一步加工形成有機肥 也有利用牛糞加蘑菇渣進 行厭氧發(fā)酵獲得沼液轉化為液體有機肥應用 10 厭氧發(fā)酵的溫度一般設置高溫 中溫和自然溫度 三個處理 高溫好氧堆肥技術大多通過牛糞與秸稈混合 進行好氧堆肥 常見的工藝為條垛式堆肥和太陽 能發(fā)酵槽式堆肥 其中條垛式堆肥受天氣影響較 大 且占地面積高 太陽能發(fā)酵槽式堆肥一年四 季均無影響但造價太高 6 好氧堆肥過程時間較 長 加入微生物菌劑可以加快牛糞腐熟的時間 在一定程度可以提高堆肥產品肥效 11 蚯蚓加入 畜禽糞便腐熟可以達到增效的效果 12 在劉鵬利 用蚯蚓對不同配比牛糞和玉米秸稈堆肥效果的影 響的實驗中發(fā)現(xiàn)牛糞與玉米秸稈的C N 為 28 時 高溫處理下牛糞與秸稈混合物料的腐熟度較 高 加入蚯蚓輔助堆肥可以起到良好的效果 13 有實驗在牛糞好氧堆肥物料中加入1 的硫磺 酸 提高了銨態(tài)氮及有效硫的含量 14 在好氧堆 肥的同時利用高溫處理還可以殺滅部分病原微生 物 2 1 1有機肥 常見的牛糞有機肥有固體肥和液體肥兩類 固體肥是利用牛糞經(jīng)好氧堆肥腐熟后在加入含有 氮 磷 鉀的無機肥料以及其他添加物等 再按一 定比例進行配比 粉碎制成顆粒劑肥或粉狀肥 其中顆粒劑肥的含水量 20 15 液體肥是應用 牛糞加其它原料如蘑菇渣混合進行厭氧發(fā)酵獲得 沼液轉化制成液體有機肥 2 2土壤改良基質 牛糞改良基質有兩種類型 一種為牛糞好氧 腐熟物與其它物料配比制成的固體土壤改良基 質 作用接近有機肥在農作物上的使用 另一種 是以牛糞在缺氧或無氧條件高溫分解制作成生物 炭 用于改良農作物土壤的改良基質 牛糞為原 料作為土壤改良劑 碳源及肥料緩釋載體制成的 生物炭在礦質及營養(yǎng)元素含量上高出植物性的生 物炭 16 牛糞生物炭還能使土壤中重金屬鈍化 3 牛糞肥料及改良基質在作物上的應 用 牛糞有機肥和改良基質現(xiàn)目前在作物上使用 量逐年提高 兩者能在一定程度上改善土壤肥 力 調節(jié)土壤結構 在小麥種植上利用牛糞堆肥替代20 化肥的 實驗發(fā)現(xiàn)可以增加小麥拔節(jié)期群體數(shù) 用牛糞有 機肥替代75 化肥氮可以提高小麥氮效率和產 量 降低土壤中硝態(tài)氮的殘留量 17 在牛糞中加 入洋蔥混合腐熟在使用蚯蚓消化制成有機肥能有 效改善番茄栽培土壤的理化性質 牛糞與洋蔥體 10 1 配比混合培育的蚯蚓糞應用在番茄栽培土 壤混合可以提高番茄的維生素C含量 提高果實 風味 18 在茶葉種植土使用50 100 牛糞有機 肥替代化肥可以明顯降低酚氨比 提高茶葉品 質 牛糞有機肥的施用可以提高土壤酶活性 實 驗 中 連續(xù) 年施牛糞有機肥后發(fā)現(xiàn)在一定范圍 內 牛糞有機肥使用的比例越高 茶葉種植土肥 力提升越大 19 是提高土壤肥力的有效措施 同 時改善土壤理化性質 在我國藏區(qū)青稞種植土加 入牛糞生物炭混合 可促進青稞生長 同時提高 青稞籽粒產量 實驗發(fā)現(xiàn)30 牛糞生物質炭基肥 替代化肥施入的處理效果最佳 20 根據(jù)土壤自身 營養(yǎng)及礦質元素含量配比牛糞生物炭可以在一定 程度上提高作物產量 4 總結與展望 我國畜牧業(yè)近年來持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展 牛奶產區(qū) 自身有限的場地有限 大量的牛糞堆積造成的巨 大壓力極大的影響日常生產秩序 對環(huán)境污染的 加重 牛糞的資源化利用迫在眉睫 在將牛糞應用于肥料和改良基質是牛糞資源 化利用的較好途徑 與牛糞混合發(fā)酵采用較多的 為農田廢棄物秸稈 不僅提高秸稈回收利用率 減少了焚燒秸稈對環(huán)境的污染 在蘑菇產業(yè)中 蘑菇渣通常是閑置不加利用 蘑菇渣是很好的土 壤改良劑及生物修復劑 但在目前發(fā)酵工藝方面 仍為傳統(tǒng)的好氧堆肥方式發(fā)酵較多 時間耗費較 長 對場地面積要求較高 太陽能好氧堆肥發(fā)酵 的費用較高 雖然通過微生物菌劑的添加可以縮 短發(fā)酵時間 但的還需尋找更優(yōu)的牛糞發(fā)酵工 藝 牛糞生物炭是近年來牛糞利用的熱點話題 牛糞生物炭的制備時間短 在一定配比下能有效 提高土壤肥力及結構 修復生態(tài)環(huán)境 將牛糞應用在農業(yè)上具有較大的潛力 變廢 農機市場 2022 12 產業(yè)研究 為寶 改善農田土壤 進一步改良工藝 創(chuàng)新新技 術后期還能應用至城市綠化養(yǎng)護中 改良城市種 植土壤 發(fā)揮牛糞生態(tài)應用價值 1 朱梅 吳敬學 張希三 海河流域畜禽養(yǎng) 殖污染負荷研究 J 農業(yè)環(huán)境科學學報 2010 29 08 1558 1565 2 BoothA M HagedornC GravesA K et SourcesoffecalpollutioninVirginia sBlack waterRiver JournalofEnvironmentalEngineering 2003 129 6 547 552 3 孫志華 張丹輝 劉浩 2020 年國際奶業(yè) 發(fā)展概況及我國奶業(yè)形勢分析展望 J 中國奶 牛 2021 05 51 54 4 潘海燕 張鑫 原子吸收法測定土壤中銅 鋅鉛鎘 J 環(huán)境工程 2005 01 68 69 5 國輝 袁紅莉 耿兵 劉雪 趙永坤 朱昌 雄 牛糞便資源化利用的研究進展 J 環(huán)境科學 與技術 2013 36 05 68 75 6 孫長征 馬學良 黃華 利用牛糞生產商 品有機肥工藝技術與設備 J 中國奶牛 2008 10 57 60 7 劉建華 牛糞污染的無害化處理和資源 化利用 J 農產品加工 2019 11 77 79 8 楊月麟 李俊賢 李濤 冉金鑫 陳思懷 牛糞生物利用研究進展 J 河南農業(yè) 2016 17 75 76 9 MulbryW WestheadEK PizarroC et al Recyclingofmanurenutrients useofalgal biomassfromdairymanuretreatmentasaslowrelease fertilizer J BioresourceTechnology 2005 96 4 451 458 10 王悅 張志強 張潤 牛糞沼液轉化液體 有機肥及應用研究 J 山東化工 2018 47 21 4 11 沈根祥 尉良 錢曉雍 李媛 微生物菌 劑對農牧業(yè)廢棄物堆肥快速腐熟的效果及其經(jīng)濟 性評價 J 農業(yè)環(huán)境科學學報 2009 28 05 1048 1052 12 AtiyehRM EdwardsCA SublerS etal Pigmanurevermicompostasacomponentofa horticulturalbeddingplantmedium effectson physicochemicalpropertiesandplantgrowth J BioresourTechnol 2001 78 1 11 20 13 劉鵬 利用蚯蚓對不同配比牛糞和玉米 秸稈堆肥效果的影響 J 中國畜禽種業(yè) 2022 18 06 37 39 14 顧文杰 張發(fā)寶 徐培智 解開治 唐拴 虎 堆肥反應器中硫磺對牛糞好氧堆肥的保氮效 果研究 J 植物營養(yǎng)與肥料學報 2011 17 1 224 230 15 王永穎 張盛南 陳紫劍 等 天津市規(guī) ?；翀雠＜S肥料化利用應用模式分析 J 天津 農業(yè)科學 2022 28 S1 38 41 16 武雅麗 林靜雯 牛曉巍 崔曉涵 李艷 卉 牛糞生物炭對土壤污染改良及修復的應用 J 環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟 2021 41 03 65 69 17 聶勝委 許紀東 張巧萍 等 牛糞堆肥 替代20 化肥對小麥產量及經(jīng)濟效益的影響 J 山西農業(yè)科學 2020 48 07 1073 1078 18 安娜 新型牛糞 洋蔥蚯蚓糞對土壤改 良修復及番茄生長發(fā)育的影響 J 農業(yè)開發(fā)與裝 備 2021 09 146 147 19 郭龍 李陳 劉佩詩 常 楓 周曉天 張寧 祝尊友 翁亞偉 馬友華 牛糞有機肥替代 化肥對茶葉產量 品質及茶園土壤肥力的影響 J 水土保持學報 2021 35 06 264 269 20 孫全平 彭君 索朗措姆 秦基偉 譚海運 楊素濤 普布貴吉 牛糞生物質炭基肥對青稞生 長 產量及氮素利用的影響 J 中國農學通報 2021 37 30 19 24