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JIA 专题 农业固体废弃物的资源化利用
作者:管理员    发布于:2026-01-10 19:13    文字:【】【】【
摘要:我国是农业大国,每年会产生大量的农业固体废弃物,其中畜禽粪便年产量约38亿吨,作物秸秆年产量约9亿吨,农产品加工废弃物年产量约2亿吨。农业固体废弃物作为重要的可再生资源

  我国是农业大国,每年会产生大量的农业固体废弃物,其中畜禽粪便年产量约38亿吨,作物秸秆年产量约9亿吨,农产品加工废弃物年产量约2亿吨。农业固体废弃物作为重要的可再生资源,具有巨大的资源化利用潜力和价值,对其进行合理的资源化不仅有利于环境保护,而且能够创造极大的经济效益。进入21世纪以来,已有大量的研究利用微生物转化(好氧和厌氧)的方式实现畜禽粪便的资源化,但目前还缺乏关于作物秸秆和农产品加工废弃物微生物转化过程中微生物多样性变化及其与不同种类重金属互作关系的研究。另外,昆虫转化(蚯蚓和黑水虻等)是一种新兴的、具有高附加值的农业固体废弃物处理方式,但目前对该过程中重金属不同形态的转化特征、微生物功能特点和转化机制等研究较少。鉴于此,本专题组织了这方面的论文,报道了相关研究方向的最新进展。其中,.(2021)报道了作物秸秆堆肥过程中堆体微生物多样性的变化规律;Cui.(2021)研究发现通过在秸秆和猪粪联合好氧堆肥中添加磷矿石可以改变堆体微生物群落结构,从而降低堆体内重金属的生物有效性;Liu.(2021)主要研究了Trichoderma guizhouense在甜菊糖渣固态发酵中孢子的产量及其对玉米生长的影响;Wang.(2021)研究了黑水虻转化猪粪过程中重金属移动性和生物有效性的变化;Zhang总结了黑水虻转化畜禽粪便过程中微生物的功能特点、影响因素及机制。我们希望通过此专题相关文章的发表可以推动不同农业固体废弃物相关资源化利用过程中的基础和应用研究。

  Dynamics of microbial diversity during the composting of agricultural straw农作物秸秆堆肥过程中微生物多样性的动态变化✺CHANG Hui-qing, ZHU Xiao-hui, WU Jie, GUO Da-yong, ZHANG Lian-he, FENG Yao本研究采用高通量测序法,对添加添加剂的农作物秸秆好氧堆肥过程(升温、高温、降温和腐熟四个阶段)中微生物多样性动态变化进行研究。此外,还对堆肥过程中理化参数的变化进行分析。添加尿素或尿素与微生物菌剂配合添加,可延长堆体高温发酵时间。C/N比和发芽指数变化表明,添加剂直接改变了堆肥的理化性质,影响了细菌和真菌的多样性和丰富度,有利于堆肥化。在高温阶段,秸秆中添加尿素+微生物制剂处理(SNW),其真菌和细菌丰度(OTU)、多样性指数(Shannon)和丰富度指数(Chao)较单独秸秆处理(S)显著增加。不同堆肥阶段,细菌和真菌门、属两级优势菌的相对丰度存在差异。在高温阶段,厚壁菌门和变形菌门的丰度依次为SNWSNS。葡萄球菌属、芽孢杆菌属和热裂菌属在中温阶段的丰度顺序相同。子囊菌占线%以上。随着堆肥过程的进程,子囊菌的丰度逐渐降低。子囊菌在高温期的丰度顺序为SSNSNW。曲霉属的丰度占线%,并在前两个采样周期内丰度增加。曲霉丰度大小顺序为SNWSNS。此外,主成分分析(PCA)表明,稻草和稻草+尿素处理的群落组成相似,中温期(第1天)S、SN和SNW处理的细菌群落与其他3个阶段(分别在第5、11和19天)观察到的细菌群落不同,而真菌群落在堆肥过程只表现出轻微的变化。典型相关分析(CCA)和冗余分析(RDA)表明,总碳(TC)、NO3

  -N(NN)、电导率(EC)和pH值与群落组成高度相关。因此,本研究表明添加剂有助于农作物秸秆堆肥腐熟,并且有利于堆肥品质的改善。

  CFU g-1鲜重,最佳发酵条件为:甜叶菊渣:米糠比例为1:1、pH为3.0、氨基酸添加比例为6.67%、培养基含水量60%、接种比例10%、固体发酵厚度为3 cm和发酵时间为4天。木霉菌固体菌种单独施用和与化肥联用相比无木霉菌对照,都轻微提高了玉米苗期的生物量但均无显著性差异。然而,木霉菌固体菌种与有机肥联用相比有机肥,显著地提高了玉米苗期的生物量。另外,木霉菌的施用能够显著的改变玉米苗期的土体微生物群落。我们发现3个被鉴定为Trichoderma和Chaetomium属的OTUs在土体和根际都被木霉菌显著激发。值得注意的是,木霉菌固体菌种与有机肥联用显著激发了OTU_3(Phymatotrichopsis)进而促进了土壤的生产力。本研究表明甜叶菊渣是优质的木霉菌固体发酵原料,并且发现木霉菌固体菌种需与有机肥联用。

  Black soldier fly: A new vista for livestock and poultry manure management黑水虻:畜禽粪便管理的新途径✺ZHANG Ji-bin, ZHANG Jia, LI Jia-hui, Jeffery K. TOMERLIN, XIAO Xiao-peng, Kashif ur REHMAN, CAI Min-min, ZHENG Long-yu, YU Zi-niu由于消费者的需求,未来集约化畜禽养殖场的数量预计将大幅增加。不幸的是,这种需求也导致了大量粪便的产生,如果管理不当,会对环境造成威胁。用亮斑扁角水虻进行的生物转化表明,这种担忧可以减轻,黑水虻再转化畜禽粪便的同时可以生产有价值的产品(如蛋白质、甲壳素、生物柴油和肥料)。本文分析了影响黑水虻幼虫转化过程的影响因素、微生物的作用以及黑水虻幼虫将畜禽粪便转化为有价值产品的机理。综述了黑水虻幼虫转化技术在降低有害物质及其相关病原体危害方面的作用,并对黑水虻幼虫转化畜禽粪便的经济性进行了讨论。

  中国农业科学院与中国农学会联合主办、农业信息研究所承办的英文学术期刊。创刊于2002年,月刊,主编为中国工程院院士万建民。JIA专注刊登作物学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、资源环境、食品科学、农业经济与管理等国际农业科学前沿热点领域的综述、研究论文、简报以及评述等,全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD)平台OA出版。2020年SCI影响因子2.848,位于科睿唯安JCR农业综合学科Q1区,位列中科院分区农林类期刊二区。2019–2023年获中国科协等七部委“中国科技期刊卓越行动计划”重点期刊项目资助