農(nóng)業(yè)綜合

不同來源畜禽糞的養(yǎng)分和污染物組成

單英杰，章明奎

摘要：目的：隨著集約化養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，畜禽糞產(chǎn)量越來越高，這些畜禽糞可作為有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用，使所含的養(yǎng)分得到循環(huán)利用。為了有效地利用畜禽糞并保護(hù)環(huán)境，需要配套相關(guān)管理措施。目前，畜禽糞便利用已考慮的環(huán)境問題主要集中在N和P養(yǎng)分對(duì)地表水和地下水的污染方面。隨著銅等微量元素和抗生素作為防病藥物在畜禽養(yǎng)殖飼料中應(yīng)用的增加，畜禽糞已成為農(nóng)田土壤重金屬（Cu、Zn和As等）和抗生素的重要來源。如果這些畜禽糞在農(nóng)用時(shí)只考慮其對(duì)土壤N、P等養(yǎng)分的貢獻(xiàn)而不考慮重金屬等的污染問題，可能會(huì)導(dǎo)致土壤重金屬和抗生素的積累，直接影響食品安全。為了減輕這些污染物對(duì)土壤的污染風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)畜禽糞中養(yǎng)分元素和污染物質(zhì)進(jìn)行鑒定顯得非常重要。方法：從浙江省采集了155個(gè)代表性畜禽糞樣（包括93個(gè)豬糞樣，31個(gè)雞糞樣，18個(gè)鴨糞樣和13個(gè)牛糞樣）。畜禽糞樣中重金屬元素（Cr、Cu、Ni、Pb、Cd、As、Hg和Zn）和K、P分析采用HNO3-HClO4消化，用ICP-OES測(cè)定P、K、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn，用原子熒光分光光度計(jì)法測(cè)定As和Hg，用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定Cd和Pb。全氮采用開氏法測(cè)定。四環(huán)素類抗生素用pH為4的EDTA-McIlvaine緩沖液提取，用高效液相色譜法測(cè)定。應(yīng)用Excel 2003軟件統(tǒng)計(jì)最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，應(yīng)用SPSS軟件進(jìn)行方差分析（LSD法）和主成分分析。結(jié)果：畜禽糞中Cd、Cr、Hg、Ni和Pb等重金屬含量較低，但Cu和Zn含量普遍較高。Cu和Zn含量分別在18.56～1788.04 mg·kg-1和12.46～10056.68 mg·kg-1之間，平均值分別為525.38 mg·kg-1和897.14 mg·kg-1。畜禽糞中As的含量有較大的變化，在0.69～76.43 mg·kg-1之間，平均值為10.01 mg·kg-1。與我國農(nóng)用污泥污染物控制的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB4284—84）相比，Cu、Zn和As的超標(biāo)率分別為53.55%、43.87%和0.65%。畜禽糞中Cu和Zn的變化有相似趨勢(shì)，均是規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)明顯高于農(nóng)戶家庭養(yǎng)殖。無論是規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)的畜禽糞還是農(nóng)戶家庭養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽糞，Cu和Zn含量均以豬糞最高，其次為雞糞和鴨糞，牛糞最低。規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的豬糞、雞糞、鴨糞和牛糞中Cu的平均含量分別為農(nóng)戶家庭養(yǎng)殖的5.45倍、2.96倍、5.73倍和2.21倍；規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的豬糞、雞糞、鴨糞和牛糞中Zn的平均含量分別為農(nóng)戶家庭養(yǎng)殖的4.75倍、2.13倍、3.60倍和3.60倍。畜禽糞中四環(huán)素、土霉素和金霉素等抗生素的殘留含量分別為0～16.75 mg·kg-1、0～29.60 mg·kg-1和0～11.63 mg·kg-1，平均殘留含量：土霉素（5.10 mg·kg-1）＜金霉素（2.17 mg·kg-1）＜四環(huán)素（2.01 mg·kg-1）。四環(huán)素、土霉素和金霉素的檢出率分別為61.29%、72.90%和69.03%。畜禽糞樣來源對(duì)抗生素殘留含量有很大影響，來自規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)的畜禽糞樣中抗生素的殘留濃度明顯高于農(nóng)戶家庭散養(yǎng)的畜禽糞樣，其中四環(huán)素、土霉素和金霉素的殘留濃度分別為農(nóng)戶家庭散養(yǎng)的9倍、13倍和5倍。另外，糞樣種類對(duì)抗生素的殘留含量也存在較大影響，規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞中抗生素平均殘留含量表現(xiàn)為：豬糞＞雞糞＜牛糞＜鴨糞。畜禽糞中N、P和K等營養(yǎng)元素含量分別在9.80～43.60 g·kg-1、7.98～54.30 g·kg-1和8.76～35.20 g·kg-1之間，平均值分別為23.63 g·kg-1、24.81 g·kg-1和20.72 g·kg-1；P/N在0.40～2.98之間，平均為1.08。規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)豬糞中N、P和K平均含量顯著高于農(nóng)戶家庭養(yǎng)殖。主成分分析結(jié)果也表明，規(guī)?；B(yǎng)殖的畜禽糞與農(nóng)戶家庭養(yǎng)殖的畜禽糞在物質(zhì)組成上存在明顯差異，主要體現(xiàn)在Cu、Zn、Ni、As、四環(huán)素、土霉素、金霉素、P和鹽分含量的差異上。結(jié)論：規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞中P、K、Cu、Zn、As和抗生素殘留量明顯高于農(nóng)戶家庭小規(guī)模養(yǎng)殖的畜禽糞，豬糞重金屬和抗生素含量高于其他畜禽糞。部分畜禽糞中高濃度Cu和Zn等重金屬的存在不僅增加了其利用難度和處置費(fèi)用，而且也給其資源化利用帶來很大的限制和風(fēng)險(xiǎn)。規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞中高含量Cu、Zn和抗生素的殘留要求畜禽糞應(yīng)嚴(yán)格控制用量。

來源出版物：中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 20(1): 80-86

入選年份：2015

油菜苗期抗旱性評(píng)價(jià)及抗旱相關(guān)指標(biāo)變化分析

謝小玉，張霞，張兵

摘要：目的：季節(jié)性干旱是油菜生產(chǎn)的主要自然災(zāi)害之一，可能發(fā)生在油菜生長的各個(gè)時(shí)期，在我國甘藍(lán)型油菜主產(chǎn)區(qū)（長江流域）易出現(xiàn)的季節(jié)性干旱主要是秋旱和春旱。秋旱不僅減少油菜的播種面積，而且使油菜減產(chǎn)。探討油菜苗期的抗旱性，為甘藍(lán)型油菜抗旱種質(zhì)的篩選提供可借鑒的指標(biāo)、方法，同時(shí)為抗旱育種、栽培提供材料和理論依據(jù)。方法：在遮雨網(wǎng)室對(duì)10個(gè)油菜種質(zhì)苗期進(jìn)行不同程度的干旱脅迫，于脅迫的第0、5、10、15、20、25 d分別取樣測(cè)定葉片相對(duì)含水量、葉面積、丙二醛（MDA）、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量和SOD、POD活性等8個(gè)指標(biāo)的變化。采用單項(xiàng)指標(biāo)抗旱系數(shù)、綜合抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)、隸屬函數(shù)系數(shù)、加權(quán)抗旱指數(shù)、聚類分析、灰色關(guān)聯(lián)度分析相結(jié)合的方法，對(duì)其抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并對(duì)不同類型種質(zhì)抗旱相關(guān)指標(biāo)的變化進(jìn)行分析。結(jié)果：被考查的各指標(biāo)對(duì)干旱脅迫的反應(yīng)程度各異，其中脯氨酸含量、POD活性對(duì)干旱脅迫的反應(yīng)遲鈍，而葉片相對(duì)含水量反應(yīng)敏感；根據(jù)抗旱性量度值（D值）和加權(quán)抗旱指數(shù)的大小對(duì)10個(gè)材料的抗旱性進(jìn)行排序，排序結(jié)果基本一致，根據(jù)抗旱性量度值聚類結(jié)果，將10個(gè)油菜種質(zhì)劃分為抗旱性強(qiáng)、抗旱性中等和抗旱性差3個(gè)抗旱級(jí)別；8個(gè)指標(biāo)與綜合抗旱指數(shù)的密切程度反映的抗旱指標(biāo)的準(zhǔn)確性與抗旱性量度值分析結(jié)果吻合；抗旱相關(guān)指標(biāo)的變化表現(xiàn)為干旱脅迫下，3個(gè)抗旱級(jí)別的材料的葉片的相對(duì)含水量和葉面積抗旱系數(shù)隨干旱脅迫時(shí)間的延長和脅迫程度的增大其下降幅度變大，且抗旱性強(qiáng)的材料比抗旱性差的材料下降幅度?。籑DA含量相對(duì)值在干旱脅迫下增加，20 d后下降，抗旱性強(qiáng)的材料增加幅度和下降幅度均低于抗旱性差的材料；脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的相對(duì)值總體呈上升趨勢(shì)；抗旱性強(qiáng)的材料脯氨酸含量的相對(duì)值增加幅度較大，而抗旱性差的材料在脅迫20 d后及中等抗旱材料在重度干旱脅迫20 d后下降?？扇苄蕴呛涂扇苄缘鞍缀康南鄬?duì)值上升幅度與油菜種質(zhì)的抗旱性和脅迫程度成正比，抗旱性強(qiáng)的材料可溶性糖含量的相對(duì)值表現(xiàn)為先快速增加，15 d后快速下降；可溶性蛋白在重度干旱脅迫的20 d達(dá)最大，然后下降；抗旱性差的材料的可溶性糖和可溶性蛋白含量相對(duì)值始終保持在較低水平；SOD和POD活性相對(duì)值總體呈上升趨勢(shì)，抗旱性強(qiáng)的材料SOD活性相對(duì)值和抗旱性弱的材料POD活性相對(duì)值保持在較低水平，抗旱性中等和抗旱性差的SOD活性相對(duì)值和材料抗旱性強(qiáng)的材料POD活性相對(duì)值先上升，然后下降。MDA含量相對(duì)值與品種抗旱性呈負(fù)相關(guān)，而脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量和POD活性相對(duì)值與品種抗旱性呈正相關(guān)。結(jié)論：采用綜合抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)、加權(quán)抗旱指數(shù)、隸屬函數(shù)系數(shù)、聚類分析、灰色關(guān)聯(lián)度等相結(jié)合的方法對(duì)油菜苗期抗旱性進(jìn)行評(píng)估，可以較好地揭示指標(biāo)性狀與抗旱性的關(guān)系。在連續(xù)干旱脅迫下，葉片相對(duì)含水量、丙二醛、葉面積可作為油菜抗旱種質(zhì)篩選的依據(jù)。94005、中雙11號(hào)和中雙9號(hào)為抗旱性強(qiáng)的種質(zhì)，可用于抗旱性育種和栽培。在抵御干旱脅迫引起的傷害中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)和POD發(fā)揮了十分重要的作用。

來源出版物：中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 46(3): 476-485

入選年份：2015

下沉式日光溫室內(nèi)溫光環(huán)境分析

王倩，張海濤，劉旭，等

摘要：目的：下沉式日光溫室是中國原創(chuàng)性結(jié)構(gòu)型式的一種溫室，溫室內(nèi)溫度和光照環(huán)境與一般溫室有差異，且下沉式日光溫室是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)建成的，缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo)，因此對(duì)下沉式日光溫室的研究多僅限于其結(jié)構(gòu)優(yōu)化改良方面。本文擬通過對(duì)下沉式日光溫室內(nèi)氣溫、后墻內(nèi)表面溫度和太陽總輻射進(jìn)行多點(diǎn)連續(xù)測(cè)定，研究下沉式日光溫室內(nèi)溫度和光照的變化規(guī)律，并與非下沉式日光溫室進(jìn)行對(duì)比分析，以期對(duì)下沉式日光溫室的管理和作物生產(chǎn)提供理論依據(jù)。方法：溫度測(cè)點(diǎn)布置在溫室中部縱向的一個(gè)橫截面內(nèi)，在距離地面0.5、1.0、2.0 m三個(gè)高度分別布置測(cè)點(diǎn)，并在日光溫室外距南墻1.0 m離地面1.0 m高度處設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，將溫度自動(dòng)記錄儀放在日光溫室內(nèi)，每處測(cè)點(diǎn)放置一個(gè)溫度傳感器，與多通道溫度熱流測(cè)試系統(tǒng)相連，設(shè)置30 min存儲(chǔ)間隔，2011-12-20開始測(cè)定，2012-03-30結(jié)束。太陽總輻射測(cè)點(diǎn)布置在溫室內(nèi)距地面0.5 m和1.0 m的兩個(gè)平面上，測(cè)點(diǎn)分布所示，同時(shí)在溫室外空曠處設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)定室外太陽總輻射。選取連續(xù)3個(gè)晴日即2012年1月3—5日連續(xù)測(cè)量3 d，每日測(cè)量8次，時(shí)間分別為9：00、10：00、11：00、12：00、13：00、14：00、15：00、16：00。先用太陽輻射儀測(cè)定溫室外太陽總輻射，隨即由南向北、由上向下、由西向東進(jìn)行溫室內(nèi)太陽總輻射測(cè)定，再迅速按照相反的順序測(cè)定一遍，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的兩次測(cè)定數(shù)據(jù)的平均值作為該點(diǎn)的觀測(cè)值。結(jié)果：冬季下沉式日光溫室內(nèi)溫度和太陽總輻射的變化規(guī)律：（1）晴天溫室內(nèi)氣溫和后墻內(nèi)表面溫度至13：00達(dá)到最高，分別為35.53℃和41.8℃，氣溫升高速率為6.48℃/h，室內(nèi)外平均溫差為17.47℃，差溫為14.20℃。（2）陰天溫室內(nèi)氣溫和后墻內(nèi)表面溫度至14：00達(dá)到最高，分別為15.83℃和15.35℃，氣溫升高速率為1.27℃/h，室內(nèi)外平均溫差為9.78℃，差溫為2.47℃。（3）小雪天溫室內(nèi)后墻內(nèi)表面溫度在13：00最高，為18.71℃，氣溫下降速率為0.10℃/h，室內(nèi)外平均溫差為5.67℃，差溫為-0.19℃。（4）溫室內(nèi)平均最低溫度為7.35℃。（5）晴天溫室內(nèi)太陽總輻射透過率為25%～80%，室內(nèi)外太陽總輻射呈直線正相關(guān)（y＝0.7718x-72.999），室內(nèi)太陽總輻射的日變化呈拋物線趨勢(shì)（y＝-12769x2+13853x-3255）。結(jié)論：下沉式日光溫室內(nèi)氣溫高出黃淮改良型日光溫室5～8℃，后墻內(nèi)表面最高溫度高出18℃左右，晴天下沉式日光溫室內(nèi)外溫差比北京地區(qū)日光溫室高約6℃，陰天高約2℃，說明下沉式日光溫室增溫保溫性能優(yōu)于普通溫室。依據(jù)室內(nèi)外太陽總輻射相關(guān)關(guān)系和室外太陽總輻射可以推測(cè)出溫室內(nèi)平均太陽總輻射，根據(jù)需要采取補(bǔ)光等措施，合理進(jìn)行溫室的光照管理。下沉式日光溫室在南沿有個(gè)立面，使其內(nèi)太陽總輻射在空間分布上更復(fù)雜，需要根據(jù)其特點(diǎn)合理安排作物種植，形成合理的群體結(jié)構(gòu)，以期充分利用溫室內(nèi)空間。

來源出版物：中國農(nóng)業(yè)氣象, 2013, 34(1): 37-42

入選年份：2015

應(yīng)用Penman-Monteith模型估算稻田蒸散的誤差分析

劉斌，胡繼超，趙秀蘭，等

摘要：目的：蒸散是土壤-植物-大氣連續(xù)體中水分傳輸過程的重要環(huán)節(jié)之一，模型各參量誤差都會(huì)影響模擬精度。本文利用微分誤差理論分析土壤熱通量、儲(chǔ)熱項(xiàng)、表面層阻力和空氣動(dòng)力學(xué)阻力對(duì)PM模型（Penman-Monteith模型）模擬稻田蒸散的誤差貢獻(xiàn)；并針對(duì)稻田水層和空氣穩(wěn)定度特性，分別采用儲(chǔ)熱項(xiàng)修正和穩(wěn)定度修正驗(yàn)證表明模擬精度變化，揭示稻田誤差貢獻(xiàn)強(qiáng)弱，以期為精確定量稻田蒸散提供依據(jù)。方法：理論分析部分，忽略空氣密度和水汽壓誤差，以凈輻射、土壤熱通量、表面層阻力、空氣動(dòng)力學(xué)阻力為變量對(duì)蒸散函數(shù)微分，得出最大蒸散敏感性表達(dá)式；并根據(jù)已知稻田各參數(shù)量級(jí)關(guān)系確定其對(duì)蒸散誤差的貢獻(xiàn)比例，同時(shí)分別對(duì)各參數(shù)誤差按10個(gè)百分點(diǎn)的遞度從0增加至100%展現(xiàn)誤差貢獻(xiàn)關(guān)系。數(shù)據(jù)分析部分，鑒于稻田儲(chǔ)熱對(duì)能量平衡項(xiàng)及大氣穩(wěn)定度對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)項(xiàng)的影響，通過儲(chǔ)熱項(xiàng)和穩(wěn)定度修正前后數(shù)據(jù)對(duì)比，表明修正后各生育期逐時(shí)蒸散變化。其中儲(chǔ)熱項(xiàng)修正中，以忽略土壤儲(chǔ)熱及水層儲(chǔ)熱模擬得出的蒸散量為原始值，然后依次添加土壤儲(chǔ)熱、水層儲(chǔ)熱修正水面熱通量得到土壤儲(chǔ)熱修正蒸散和水層儲(chǔ)熱修正蒸散；穩(wěn)定度修正中，利用大氣穩(wěn)定度與空氣動(dòng)力學(xué)阻力關(guān)系得出穩(wěn)定度修正蒸散。結(jié)果：（1）理論分析表明：按照一般量級(jí)關(guān)系，凈輻射、土壤熱通量、儲(chǔ)熱項(xiàng)、表面層阻力、空氣動(dòng)力學(xué)阻力誤差分別為5%、10%、100%、20%和20%時(shí)，對(duì)蒸散誤差的貢獻(xiàn)率分別為26.8%、5.36%、53.6%、11.11%、3.17%。（2）土壤儲(chǔ)熱和水層儲(chǔ)熱在9：00～11：00對(duì)能量平衡項(xiàng)的改變較大。忽略10 cm土壤儲(chǔ)熱、水層儲(chǔ)熱導(dǎo)致7：00～14：00蒸散偏大，其中移栽—拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗期明顯，土壤儲(chǔ)熱偏大幅度分別為0.04～0.073、0.02～0.11，水層儲(chǔ)熱偏大幅度分別為0.006～0.038、0.003～0.015；15：00開始，忽略土壤儲(chǔ)熱和水層儲(chǔ)熱模擬低估蒸散值，且10 cm土壤儲(chǔ)熱較水層儲(chǔ)熱更明顯。（3）移栽—拔節(jié)期白天大氣穩(wěn)定度下降導(dǎo)致蒸散變化幅度相對(duì)較??；抽穗—開花期、成熟期白天大氣不穩(wěn)定度增大，降低了空氣動(dòng)力學(xué)阻力，促進(jìn)白天蒸散。由于移栽—拔節(jié)期大氣穩(wěn)定大致呈中性，故對(duì)蒸散影響較小，變幅小于0.005。而拔節(jié)—抽穗期大氣穩(wěn)定度較其他時(shí)期大，蒸散變化更劇烈。各時(shí)期空氣動(dòng)力學(xué)阻力經(jīng)過大氣穩(wěn)定度校正，逐時(shí)蒸散分別平均減小0.00064、0.0134、0.0055、0.0024。結(jié)論：蒸散模擬誤差隨參量相對(duì)誤差的增大而增大，不可忽視土壤儲(chǔ)熱和水層儲(chǔ)熱的作用。儲(chǔ)熱項(xiàng)修正降低了晝夜蒸散誤差，但晝夜誤差的不一削弱了總體修正幅度。10 cm土層儲(chǔ)熱相比水層儲(chǔ)熱能量分配比例更大，對(duì)蒸散模擬影響也更大。不同時(shí)期受水層厚度影響水層儲(chǔ)熱表現(xiàn)不一，移栽—拔節(jié)期水層儲(chǔ)熱作用較其 他時(shí)期更大而在成熟期并無顯著作用。大氣穩(wěn)定度對(duì)不同時(shí)期蒸散表現(xiàn)不同。移栽—拔節(jié)期大氣層結(jié)以近中性為主，對(duì)蒸散影響較?。黄渌鼤r(shí)期大氣層結(jié)以近中性、弱穩(wěn)定性為主，修正效果表現(xiàn)為降低蒸散。晝、夜蒸散變化所受大氣穩(wěn)定度的影響亦不同，夜間大氣穩(wěn)定度增強(qiáng)對(duì)蒸散的抑制作用增大，白天則相反，總體上，大氣穩(wěn)定度增強(qiáng)導(dǎo)致蒸散值降低；但抽穗—灌漿期和成熟期正午大氣不穩(wěn)定度增強(qiáng)促進(jìn)稻田蒸散。

來源出版物：中國農(nóng)業(yè)氣象, 2015, 36(1): 24-32

入選年份：2015