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我国三大粮食作物粪肥还田推广应用路径探索

中国农业资源与区划 2024年

作者：周璇杜森徐洋傅国海胡江鹏吴雨清全国农业技术推广服务中心中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所

[目的]畜禽粪污是我国最主要且优质的有机肥料资源，约占有机肥资源的67%[1]。受养殖业和种植业规模化发展影响，传统农业循环模式逐渐转变，种养脱节问题日益凸显。大量畜禽粪污未被有效利用，不仅造成了巨大的资源浪费，同时也增加了... 详细信息

[目的]畜禽粪污是我国最主要且优质的有机肥料资源，约占有机肥资源的67%[1]。受养殖业和种植业规模化发展影响，传统农业循环模式逐渐转变，种养脱节问题日益凸显。大量畜禽粪污未被有效利用，不仅造成了巨大的资源浪费，同时也增加了农业面源污染风险。[方法]文章以三大粮食作物为例，从畜禽粪污资源化利用途径、大田作物粪肥还田潜力和我国粪肥还田发展情况等方面对我国畜禽粪污资源化利用概况进行阐述，深入分析我国三大粮食作物粪肥还田技术推广应用的限制因素并提出对策与建议，以期为加快推进粪肥在三大粮食作物上的大面积推广应用提供参考。[结果] （1）肥料化是当前应用最为广泛的畜禽粪污资源化利用途径，未来我国畜禽粪污还田的潜力主要是在大田粮食作物上；（2）从作物养分需求角度测算粪肥还田潜力，我国三大粮食作物基本可以消纳每年产生的畜禽粪污，但在实际生产中，经济效益、区域农业生产条件等多重因素叠加影响了粪肥的还田利用效率；（3）我国大田粮食作物粪肥还田利用受粪肥还田造成的生产成本增加、还田窗口期短、专业社会化服务缺乏、粪肥施用存在安全风险和田间配套设施设备缺乏等因素影响；（4）从种植端出发，坚持“以地定畜、以种定养、以养促种”原则，构建合理的种养结构布局，通过加快粪肥还田服务组织培育，加强对粪肥原料监管，建立污染防控的限量指标体系，筛选适宜的粪肥施用机械，制定适应不同区域的粪肥还田技术方案，打造示范区，强化培训宣传等手段，推进三大粮食作物粪肥还田利用。[结论]新形势下，发展绿色种养循环农业，重点在大田作物上推广粪肥就地就近还田利用，是补足我国畜禽粪污资源化利用短板，破解当前种养脱节难题，促进农业绿色低碳发展的重要支撑。

关键词：畜禽粪污粪肥就地就近还田利用粮食作物绿色种养循环农业

施用粪肥旱地农田土壤中抗生素的吸附与迁移规律

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环境科学 2024年

作者：刘昕悦程建华唐翔宇浙江农林大学林业与生物技术学院亚热带森林培育国家重点实验室

吸附和迁移是抗生素在土壤中的重要环境行为，能够决定粪肥源抗生素在环境中的去向，然而以长期施用粪肥土壤为对象的相关研究却较为缺乏.因此，以浙江省长期施用不同粪肥(鸡粪和猪粪)的红壤、黄壤以及石灰土为对象，通过批量平衡吸附... 详细信息

吸附和迁移是抗生素在土壤中的重要环境行为，能够决定粪肥源抗生素在环境中的去向，然而以长期施用粪肥土壤为对象的相关研究却较为缺乏.因此，以浙江省长期施用不同粪肥(鸡粪和猪粪)的红壤、黄壤以及石灰土为对象，通过批量平衡吸附实验和填装土柱穿透实验，研究4种常用兽用抗生素(磺胺二甲基嘧啶、氟苯尼考、强力霉素和恩诺沙星)在土壤中吸附和迁移行为.结果表明，线性和 Freundlich模型均能较好地拟合目标抗生素的等温吸附线；线性模型对弱吸附性抗生素(磺胺二甲基嘧啶和氟苯尼考)的拟合效果更好，而 Freundlich模型对强吸附性抗生素(强力霉素和恩诺沙星)的拟合效果则更好.抗生素的吸附特征受到土壤类型和粪肥种类的双重影响.磺胺二甲基嘧啶和氟苯尼考的线性吸附常数 (Kd)与土壤有机碳含量、pH值均呈显著的线性正相关，其吸附主要受控于土壤有机质，非静电作用(氢键、疏水相互作用等)在吸附中起主导作用；强力霉素和恩诺沙星的吸附参数则与土壤pH、有机碳含量和阳离子交换量均未表现出显著的相关性，多种吸附机制(疏水相互作用、氢键、静电相互作用等)共同起作用.磺胺二甲基嘧啶和氟苯尼考在土柱中表现出高穿透率(分别在 37.5%～92.3%和 45.8%～112.6%范围内)，易于淋失；强力霉素和恩诺沙星在土柱中则未发生穿透，几乎完全为土壤所滞留.磺胺二甲基嘧啶和氟苯尼考的最大相对浓度、穿透率均与 Kd呈显著的线性负相关，因此，利用基于批量平衡实验和土柱实验建立的回归方程，可由吸附常数预测抗生素淋失潜力.

关键词：土壤粪肥抗生素吸附迁移

施用粪肥对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性的影响

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山西农业大学学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 70-78页

作者：柏凯栋孙力扬王晋峰靳东升李建华徐明岗山西农业大学资源环境学院山西晋中030800 山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室山西太原030031

[目的]本研究旨在探明粪肥施用对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性Q_(10)的影响及主要驱动因素,为制定合理的农业管理措施、减少农田土壤CO_(2)排放提供科学依据。[方法]本研究在中国知网、万方数据和Web of Science数据库收集国内外关... 详细信息

[目的]本研究旨在探明粪肥施用对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性Q_(10)的影响及主要驱动因素,为制定合理的农业管理措施、减少农田土壤CO_(2)排放提供科学依据。[方法]本研究在中国知网、万方数据和Web of Science数据库收集国内外关于施用粪肥对土壤呼吸温度敏感性影响的相关文献,用关键词“粪肥”、“土壤呼吸”、“温度敏感性”和“中国北方”进行检索,共提取已公开发表的16篇文献中试验数据104组。采用整合分析(Meta-analysis)探讨不同粪肥施用条件下各因素对土壤呼吸温度敏感性的影响。[结果]粪肥施用可显著提高土壤呼吸温度敏感性,平均提升幅度为8.11%。施肥类型中,猪粪对土壤呼吸温度敏感性的增幅(12.72%)显著高于鸡粪的增幅(5.56%);粪肥施用量≤15000 kg·hm^(-2)对土壤呼吸温度敏感性的增幅最大(11.48%);单施粪肥的增幅(11.96%)显著高于粪肥配施化肥的增幅(5.22%)。土壤有机碳含量≥12 g·kg^(-1)时土壤呼吸温度敏感性的增幅(7.17%)显著高于6~12 g·kg^(-1)水平(2.23%)时的增幅;土壤初始pH≥7的增幅(8.11%)显著高于pH粪肥施用量>15000 kg·hm^(-2)对土壤呼吸温度敏感性的增幅最小,可以有效减缓农田土壤的碳排放,以达到应对全球变暖现状的目的。此外,土壤有机碳含量是影响粪肥施用下中国北方农田土壤呼吸温度敏感性变化的主要驱动因素。

关键词：粪肥土壤呼吸温度敏感性北方整合分析

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粪肥替代化肥对苹果生物学性状和产量的影响

云南农业科技 2024年第1期 11-14页

作者：赵会玉单庆绕卢俊媛王劲松顾朝令张亚东曲靖市土壤肥料工作站云南麒麟655000

研究粪肥替代化肥对曲靖市红壤地区苹果生物学性状和产量、产值的影响。结果表明,施用粪肥可改善苹果的生物学性状,与不施肥处理相比,苹果产量增加21246.75 kg·hm-2;从效益分析看,施用粪肥经济效益明显好于单施化肥。

关键词：粪肥替代化肥苹果生物学性状产量产值

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东台市稻、麦、西瓜粪肥还田技术模式(上)

农家致富 2024年第2期 22-23页

作者：颜士敏荀贤玉江苏省耕地质量与农业环境保护站 210036 东台市耕地质量保护站

一、小麦“粪肥还田+配方肥+沼液追肥”技术模式小麦品种:镇麦12号。种植时间与方式:10月下旬,种肥同播。土壤种类与肥力水平:水稻土、盐土,中等及以上肥力。1.施肥技术基肥中有机肥(沼渣)替代化肥占总用肥量的16.8%,追肥中有机肥(沼液... 详细信息

一、小麦“粪肥还田+配方肥+沼液追肥”技术模式小麦品种:镇麦12号。种植时间与方式:10月下旬,种肥同播。土壤种类与肥力水平:水稻土、盐土,中等及以上肥力。1.施肥技术基肥中有机肥(沼渣)替代化肥占总用肥量的16.8%,追肥中有机肥(沼液)替代化肥占总用肥量的21.5%,全生育期总替代化肥率38.3%。

关键词：用肥量肥力水平土壤种类施肥技术配方肥沼液粪肥种肥同播

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高邮市水稻、蔬菜粪肥还田技术模式

农家致富 2024年第4期 22-23页

作者：陈宇刘晔江苏省耕地质量与农业环境保护站 210036 高邮市农业农村局

一、水稻“腐熟粪肥+配方肥”技术模式1.前期处理利用畜禽粪污与农作物秸秆等农业有机废弃物进行发酵堆肥。采用条垛式或槽式翻抛发酵工艺,在有机物料中添加0.1%~0.2%的腐熟菌剂,利用好氧翻抛设备翻抛增氧,当堆肥温度达55~70℃时进行翻... 详细信息

一、水稻“腐熟粪肥+配方肥”技术模式1.前期处理利用畜禽粪污与农作物秸秆等农业有机废弃物进行发酵堆肥。采用条垛式或槽式翻抛发酵工艺,在有机物料中添加0.1%~0.2%的腐熟菌剂,利用好氧翻抛设备翻抛增氧,当堆肥温度达55~70℃时进行翻抛。堆肥所需天数取决于温度、水分和腐熟度等,夏天一般15~25天,冬天一般20~30天。高温可杀死畜禽粪污中的病菌、虫卵和杂草种子,以达到无害化的目标。

关键词：杂草种子前期处理配方肥还田技术农业有机废弃物增氧畜禽粪污粪肥

施肥旱作农田土壤中人类病原菌群落组成及动态变化特征

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第1期50卷 98-108页

作者：齐明慧程建华唐翔宇浙江农林大学林业与生物技术学院省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室四川成都610041

采集浙江省杭州、嘉兴、衢州、金华、龙游5个地区长期施用鸡粪、猪粪或化肥的农田土壤进行室内培养实验,然后采用高通量测序及序列比对方法分析供试土壤细菌和人类病原菌(human pathogenic bacteria,HPB)群落组成,旨在进一步探究施用粪... 详细信息

采集浙江省杭州、嘉兴、衢州、金华、龙游5个地区长期施用鸡粪、猪粪或化肥的农田土壤进行室内培养实验,然后采用高通量测序及序列比对方法分析供试土壤细菌和人类病原菌(human pathogenic bacteria,HPB)群落组成,旨在进一步探究施用粪肥后土壤中HPB群落组成差异及动态变化特征。结果表明:在160个供试土壤样品和2种粪肥样品中共比对到75种HPB,其中优势HPB为巨大芽孢杆菌(Bacillus_megaterium_QM_B1551,24.2%)和拜氏梭菌(Clostridium_beijerinckii_NCIMB_8052,23.1%);施用猪粪处理的土壤中细菌和HPB的香农(Shannon)指数均有所降低,而施用鸡粪或化肥处理的土壤中细菌和HPB多样性无明显变化。主坐标分析结果表明,施用粪肥处理的土壤细菌群落组成与未施肥对照之间具有显著差异,尤其是施用猪粪处理差异最显著(P粪肥处理的土壤中大部分HPB的相对丰度高于未施肥对照,并随培养时间的延长而不断下降。方差分解分析结果表明,土壤理化性质、细菌群落及两者交互作用是土壤中HPB变异的重要因素。综上所述,施用粪肥处理的土壤中HPB的变化特征主要受肥料类型、土壤类型、土壤理化性质及固有细菌群落的影响。

关键词：人类病原菌粪肥细菌群落土壤动态变化

洱海流域有机肥全量替代化肥满足水稻氮素营养并减少土壤气态活性氮排放

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植物营养与肥料学报 2024年第2期30卷 252-267页

作者：吴茜虞雷宝坤徐卓颖续勇波李孙宁云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南省农业科学院环境资源研究所云南昆明650200 云南农业大学烟草学院云南昆明650201

【目的】洱海流域是云南重要的水资源和生态屏障,为治理和防止水体富营养化,近年来推广了全面禁用化肥、推广有机肥的措施。研究该流域代表性有机肥资源(绿肥、牛粪、猪粪和鸡粪)全量替代化肥对水稻氮素利用及稻田气态活性氮排放的影响... 详细信息

【目的】洱海流域是云南重要的水资源和生态屏障,为治理和防止水体富营养化,近年来推广了全面禁用化肥、推广有机肥的措施。研究该流域代表性有机肥资源(绿肥、牛粪、猪粪和鸡粪)全量替代化肥对水稻氮素利用及稻田气态活性氮排放的影响,从减排增效角度探讨粪肥、绿肥全量替代化肥的环境可行性。【方法】于2021—2022年在云南省大理市开展了两年两季水稻田间试验。共设置6个处理:不施肥对照(CK),绿肥(GM)、牛粪(CD)、猪粪(PM)、鸡粪(CM)全量替代化肥和单施等氮量化肥(CF)处理。从施肥后第1天起,按照检测方法要求的频率,采用田间原位密闭室间歇抽气-酸碱滴定法监测稻田氨挥发,同时测定田面水中全氮和可溶性有机氮含量。每次施肥后采用田间原位静态暗箱-气象色谱法监测稻田N_(2)O排放。水稻收获后测产,并分析水稻植株和籽粒氮素吸收量。【结果】综合两年数据来看,CM、GM和PM处理水稻产量、地上部氮素累积量和氮肥回收利用率与CF处理无显著差异,说明绿肥、猪粪和鸡粪全量替代化肥均能保障水稻产量、地上部氮素累积量和氮肥回收利用率。与CF相比,2021和2022年3个有机肥全量替代化肥处理分别降低稻田NH_(3)挥发速率65.15%~85.61%和91.51%~96.25%,减少稻田NH_(3)累积挥发量89.81%~96.04%和97.19%~98.72%,降低NH_(3)挥发损失率89.81%~96.04%和97.15%~98.79%。有机肥全量替代化肥处理稻田N_(2)O累积排放量较CF处理减少了56.21%~72.39%(P<0.05)。【结论】绿肥、猪粪和鸡粪全量替代化肥能在保障水稻产量、地上部氮素累积量和氮肥回收利用率的同时,显著减少稻田NH_(3)挥发和N_(2)O排放,是减排增效的环保型施肥措施。

关键词：粪肥绿肥气态活性氮氮素利用率稻田

洱海流域有机肥全量替代化肥对稻田温室气体排放的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：吴茜虞雷宝坤徐卓颖续勇波李孙宁云南农业大学资源与环境学院云南省农业科学院环境资源研究所云南农业大学烟草学院

在洱海流域全面禁施含氮磷化肥的背景下，为明确绿肥、牛粪、猪粪和鸡粪全量替代化肥对稻田温室气体(N2O、CH4)排放特征及其关键影响因素，于2021—2022年在云南省大理市古生村开展水稻田间试验，研究6个施肥处理[不施肥(CK)、绿肥全量... 详细信息

在洱海流域全面禁施含氮磷化肥的背景下，为明确绿肥、牛粪、猪粪和鸡粪全量替代化肥对稻田温室气体(N2O、CH4)排放特征及其关键影响因素，于2021—2022年在云南省大理市古生村开展水稻田间试验，研究6个施肥处理[不施肥(CK)、绿肥全量替代化肥(GM)、牛粪全量替代化肥(CD)、猪粪全量替代化肥(PM)、鸡粪全量替代化肥(CM)和单施化肥(CF)]的温室气体(N2O、CH4)排放特征。结果表明：稻田N2O排放主要在施肥后一周内。有机肥全量替代处理减少56.21%～72.39%的稻田N2O排放(P<0.05)，但会增加144.12%～355.76%的稻田CH4排放(P<0.05)，较单施化肥CF处理显著增加119.65%～308.15%温室气体增温效应和164.97%～318.96%排放强度。牛粪(CD)处理温室气体增温效应和温室气体排放强度均低于其余有机肥处理，但该处理较化肥(CF)处理减少了水稻产量。鸡粪(CM)处理产量最大(10 220.32±954.53)kg·hm-2，增温效应和排放强度低于GM和PM处理。土壤温度(0～5 cm)、土壤含水量(SWC)、土壤无机氮、气温及降雨量是影响温室气体排放通量的关键因子。本研究中，鸡粪全量替代(CM)处理较优于其他有机肥处理，能在稳产的前提下减少增温效应和排放强度。

关键词：粪肥绿肥温室气体稻田