牛粪在肥料及改良基质中的资源化应用.pdf

农机市场 2022 12 产业研究 规模化 专业化的牛养殖业日益发展 牛粪堆积对环境造成的污染日趋严重 多数的牛 粪并未进行无害化处理 牛粪污染已经成为乡村 主要污染源之一 牛粪中含有大量有机质和氮 磷 钾及植物所必需的中量 微量元素 各 种 生物 酶和微生物 大量研究发现牛粪经工艺处理合理 利用可以应用到土壤改良 肥料 能源 利用 饲料 等方面 本文通过国内外文献资料查阅 综述牛 粪应用于农作物肥料的相关研究进展 为牛粪资 源化利用提供理论及实践依据 牛粪 土壤改良基质 有机肥料 资 源化 研究进展 X713 随着国民经济稳固发展 标准化规模养殖水 平不断迈上新台阶 我国每年生产肉蛋奶1 5亿 多吨 产生畜禽粪污约38 亿吨 仍有 40 未有效 处理和利用 畜禽养殖所产生的粪便对我国海河 流域的污染日益剧增 1 在美国 60 的河流都受 到畜禽粪便的污染影响 2 2020 年 FAO 最新报告 显示中国奶产量位居全球第四位 占全球奶产量 的4 左右 3 奶业在我国很多地区作为乡村振兴 发展的主要抓手 据统计 2012 年我国奶牛存栏 量约 1440 万头 一头牛一天的排泄物大概有20 公斤之多 牛粪日排泄量高达约30 万吨 4 大量 牛粪堆积容易造成环境污染 主要表现为土壤污 染 水污染以及大气污染三方面 固体粪渣用作 发酵生产有机肥 饲料等 但将牛粪制作饲料 存 在很大的安全隐患 5 本文总结了牛粪制成肥料 及改良基质应用于农作物土壤的相关研究进展 为牛粪在农业上更合理的开发利用提供理论及实 践依据 1 牛粪成分及含量 牛粪是一种很好的有机肥料及土壤改良基质 来源 在饲养场中牛粪含水量约在60 80 6 若要加工成肥料或土壤改良基质 需降低牛粪含 水量 牛粪中含有丰富的营养物质及矿质元素 含有机质14 5 其中氮 N 0 30 0 45 磷 P2O5 0 15 0 25 钾 K2O 0 10 0 15 7 同时含粗蛋白 12 90 32 50 粗纤维以及钙 叶 黄素等多种元素 8 牛粪与猪粪 鸡粪等其他畜禽类粪便比较 其 养分和有机质含量较低 较为迟效 但经加工处 理后能制成高效肥料和较好的土壤改良基质 9 2 牛粪肥料及土壤改良基质 牛粪经处理所制成的肥料和土壤改良基质中 有机质含量丰富 有利于提高土壤的有机质含 量 提高土壤肥力 改善土壤理化性状 改良土壤 结构并达到改善土壤中植物根际环境的效果 化 肥是不可替代的 2 1牛粪有机肥及改良基质发酵工艺 2 1 1牛粪常见发酵方式 在发酵工艺方面 有厌氧发酵和好氧堆肥两 种类型 厌氧发酵获得固体废料 沼气及沼液 厌 氧发酵中干式厌氧发酵是将畜禽粪便在发酵前不 用添加大量的水 而是在固态状态下装入密闭的 容器中进行厌氧发酵 有的牛粪厌氧发酵还会添 加蘑菇渣等物质 发酵过程不断产生的沼气被收 牛粪在肥料及改良基质中的资源化应用 周冰颖1 雷海霞2 先旭东1 1 重庆市风景园林技工学校 重庆 渝中 400042 2 信阳市农业科学院 河南信阳 464000 2020 年重庆市科技局技术创新与应用发 展专项面上项目课题 牛粪厌氧 好氧分段式发酵关键 技术研发与应用 cstc2020jscx msxmX0050 农机市场2022 12 产业研究 集并储存在储气罐里 生产过程没有沼液产生 最后得到的沼渣便是固态有机肥 可对其进行进 一步加工形成有机肥 也有利用牛粪加蘑菇渣进 行厌氧发酵获得沼液转化为液体有机肥应用 10 厌氧发酵的温度一般设置高温 中温和自然温度 三个处理 高温好氧堆肥技术大多通过牛粪与秸秆混合 进行好氧堆肥 常见的工艺为条垛式堆肥和太阳 能发酵槽式堆肥 其中条垛式堆肥受天气影响较 大 且占地面积高 太阳能发酵槽式堆肥一年四 季均无影响但造价太高 6 好氧堆肥过程时间较 长 加入微生物菌剂可以加快牛粪腐熟的时间 在一定程度可以提高堆肥产品肥效 11 蚯蚓加入 畜禽粪便腐熟可以达到增效的效果 12 在刘鹏利 用蚯蚓对不同配比牛粪和玉米秸秆堆肥效果的影 响的实验中发现牛粪与玉米秸秆的C N 为 28 时 高温处理下牛粪与秸秆混合物料的腐熟度较 高 加入蚯蚓辅助堆肥可以起到良好的效果 13 有实验在牛粪好氧堆肥物料中加入1 的硫磺 酸 提高了铵态氮及有效硫的含量 14 在好氧堆 肥的同时利用高温处理还可以杀灭部分病原微生 物 2 1 1有机肥 常见的牛粪有机肥有固体肥和液体肥两类 固体肥是利用牛粪经好氧堆肥腐熟后在加入含有 氮 磷 钾的无机肥料以及其他添加物等 再按一 定比例进行配比 粉碎制成颗粒剂肥或粉状肥 其中颗粒剂肥的含水量 20 15 液体肥是应用 牛粪加其它原料如蘑菇渣混合进行厌氧发酵获得 沼液转化制成液体有机肥 2 2土壤改良基质 牛粪改良基质有两种类型 一种为牛粪好氧 腐熟物与其它物料配比制成的固体土壤改良基 质 作用接近有机肥在农作物上的使用 另一种 是以牛粪在缺氧或无氧条件高温分解制作成生物 炭 用于改良农作物土壤的改良基质 牛粪为原 料作为土壤改良剂 碳源及肥料缓释载体制成的 生物炭在矿质及营养元素含量上高出植物性的生 物炭 16 牛粪生物炭还能使土壤中重金属钝化 3 牛粪肥料及改良基质在作物上的应 用 牛粪有机肥和改良基质现目前在作物上使用 量逐年提高 两者能在一定程度上改善土壤肥 力 调节土壤结构 在小麦种植上利用牛粪堆肥替代20 化肥的 实验发现可以增加小麦拔节期群体数 用牛粪有 机肥替代75 化肥氮可以提高小麦氮效率和产 量 降低土壤中硝态氮的残留量 17 在牛粪中加 入洋葱混合腐熟在使用蚯蚓消化制成有机肥能有 效改善番茄栽培土壤的理化性质 牛粪与洋葱体 10 1 配比混合培育的蚯蚓粪应用在番茄栽培土 壤混合可以提高番茄的维生素C含量 提高果实 风味 18 在茶叶种植土使用50 100 牛粪有机 肥替代化肥可以明显降低酚氨比 提高茶叶品 质 牛粪有机肥的施用可以提高土壤酶活性 实 验 中 连续 年施牛粪有机肥后发现在一定范围 内 牛粪有机肥使用的比例越高 茶叶种植土肥 力提升越大 19 是提高土壤肥力的有效措施 同 时改善土壤理化性质 在我国藏区青稞种植土加 入牛粪生物炭混合 可促进青稞生长 同时提高 青稞籽粒产量 实验发现30 牛粪生物质炭基肥 替代化肥施入的处理效果最佳 20 根据土壤自身 营养及矿质元素含量配比牛粪生物炭可以在一定 程度上提高作物产量 4 总结与展望 我国畜牧业近年来持续稳定发展 牛奶产区 自身有限的场地有限 大量的牛粪堆积造成的巨 大压力极大的影响日常生产秩序 对环境污染的 加重 牛粪的资源化利用迫在眉睫 在将牛粪应用于肥料和改良基质是牛粪资源 化利用的较好途径 与牛粪混合发酵采用较多的 为农田废弃物秸秆 不仅提高秸秆回收利用率 减少了焚烧秸秆对环境的污染 在蘑菇产业中 蘑菇渣通常是闲置不加利用 蘑菇渣是很好的土 壤改良剂及生物修复剂 但在目前发酵工艺方面 仍为传统的好氧堆肥方式发酵较多 时间耗费较 长 对场地面积要求较高 太阳能好氧堆肥发酵 的费用较高 虽然通过微生物菌剂的添加可以缩 短发酵时间 但的还需寻找更优的牛粪发酵工 艺 牛粪生物炭是近年来牛粪利用的热点话题 牛粪生物炭的制备时间短 在一定配比下能有效 提高土壤肥力及结构 修复生态环境 将牛粪应用在农业上具有较大的潜力 变废 农机市场 2022 12 产业研究 为宝 改善农田土壤 进一步改良工艺 创新新技 术后期还能应用至城市绿化养护中 改良城市种 植土壤 发挥牛粪生态应用价值 1 朱梅 吴敬学 张希三 海河流域畜禽养 殖污染负荷研究 J 农业环境科学学报 2010 29 08 1558 1565 2 BoothA M HagedornC GravesA K et SourcesoffecalpollutioninVirginia sBlack waterRiver JournalofEnvironmentalEngineering 2003 129 6 547 552 3 孙志华 张丹辉 刘浩 2020 年国际奶业 发展概况及我国奶业形势分析展望 J 中国奶 牛 2021 05 51 54 4 潘海燕 张鑫 原子吸收法测定土壤中铜 锌铅镉 J 环境工程 2005 01 68 69 5 国辉 袁红莉 耿兵 刘雪 赵永坤 朱昌 雄 牛粪便资源化利用的研究进展 J 环境科学 与技术 2013 36 05 68 75 6 孙长征 马学良 黄华 利用牛粪生产商 品有机肥工艺技术与设备 J 中国奶牛 2008 10 57 60 7 刘建华 牛粪污染的无害化处理和资源 化利用 J 农产品加工 2019 11 77 79 8 杨月麟 李俊贤 李涛 冉金鑫 陈思怀 牛粪生物利用研究进展 J 河南农业 2016 17 75 76 9 MulbryW WestheadEK PizarroC et al Recyclingofmanurenutrients useofalgal biomassfromdairymanuretreatmentasaslowrelease fertilizer J BioresourceTechnology 2005 96 4 451 458 10 王悦 张志强 张润 牛粪沼液转化液体 有机肥及应用研究 J 山东化工 2018 47 21 4 11 沈根祥 尉良 钱晓雍 李媛 微生物菌 剂对农牧业废弃物堆肥快速腐熟的效果及其经济 性评价 J 农业环境科学学报 2009 28 05 1048 1052 12 AtiyehRM EdwardsCA SublerS etal Pigmanurevermicompostasacomponentofa horticulturalbeddingplantmedium effectson physicochemicalpropertiesandplantgrowth J BioresourTechnol 2001 78 1 11 20 13 刘鹏 利用蚯蚓对不同配比牛粪和玉米 秸秆堆肥效果的影响 J 中国畜禽种业 2022 18 06 37 39 14 顾文杰 张发宝 徐培智 解开治 唐拴 虎 堆肥反应器中硫磺对牛粪好氧堆肥的保氮效 果研究 J 植物营养与肥料学报 2011 17 1 224 230 15 王永颖 张盛南 陈紫剑 等 天津市规 模化牧场牛粪肥料化利用应用模式分析 J 天津 农业科学 2022 28 S1 38 41 16 武雅丽 林静雯 牛晓巍 崔晓涵 李艳 卉 牛粪生物炭对土壤污染改良及修复的应用 J 环境保护与循环经济 2021 41 03 65 69 17 聂胜委 许纪东 张巧萍 等 牛粪堆肥 替代20 化肥对小麦产量及经济效益的影响 J 山西农业科学 2020 48 07 1073 1078 18 安娜 新型牛粪 洋葱蚯蚓粪对土壤改 良修复及番茄生长发育的影响 J 农业开发与装 备 2021 09 146 147 19 郭龙 李陈 刘佩诗 常 枫 周晓天 张宁 祝尊友 翁亚伟 马友华 牛粪有机肥替代 化肥对茶叶产量 品质及茶园土壤肥力的影响 J 水土保持学报 2021 35 06 264 269 20 孙全平 彭君 索朗措姆 秦基伟 谭海运 杨素涛 普布贵吉 牛粪生物质炭基肥对青稞生 长 产量及氮素利用的影响 J 中国农学通报 2021 37 30 19 24