中國農大新聞網訊 近日，《農業(yè)科學與工程前沿》（英文簡稱FASE）出版了2023年第3期題為“畜禽廢棄物資源化與碳中和”的專輯。中國農業(yè)大學劉志丹教授、浙江大學林宏建研究員、中國農業(yè)大學張帥教授、農業(yè)農村部農村經濟研究中心金書秦研究員、中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所朱志平研究員、河南農業(yè)大學胡建軍教授、西北農林科技大學姚義清教授、東北農業(yè)大學孫勇教授、華中農業(yè)大學晏水平教授共同組織了本期專輯，主要關注畜禽廢棄物的資源化處理與低碳發(fā)展方面的最新進展和觀點。

本期專輯共有12篇論文，包括來自國內外學者和同行的研究。圍繞（1）畜禽養(yǎng)殖糞污源頭減排，（2）生物處理，（3）熱化學轉化，（4）碳捕獲、利用與封存，（5）種養(yǎng)一體化模式五個主題進行詳細論述，同時提出建議。幫助讀者系統(tǒng)了解畜禽養(yǎng)殖低碳發(fā)展的研究進展。

隨著居民對肉蛋奶的需求不斷提高，我國畜禽養(yǎng)殖規(guī)�；�趨勢明顯，工廠化養(yǎng)殖主體數量不斷擴大。然而，規(guī)�；�畜禽養(yǎng)殖場面臨著生產環(huán)境、空氣質量、糞污處理及資源利用等諸多影響其綠色可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。其中，畜禽廢棄物含有諸多營養(yǎng)物質，如氮和磷，同時也含有一些對環(huán)境有害的物質，如重金屬、抗生素和抗性基因。畜禽糞污科學處理與資源化利用有利于消減污染物、減少養(yǎng)分流失、促進規(guī)�；�畜禽養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，進而實現(xiàn)資源節(jié)約和生態(tài)循環(huán)的可持續(xù)畜牧業(yè)。

為了減少碳排放、助力碳中和，需要在整個供應鏈上減少畜禽養(yǎng)殖過程中的溫室氣體排放，同時考慮糞污的處理和增值利用。通過利用現(xiàn)代工程和生物技術的力量，有可能開發(fā)出可持續(xù)和生態(tài)友好的糞便回收方法。這不僅維護了生態(tài)系統(tǒng)安全和區(qū)域生態(tài)穩(wěn)定，也為構建低碳、高效的畜禽廢棄物利用模式奠定了基礎，符合生態(tài)文明理念。

考慮到全球對實現(xiàn)碳中和的激勵和對農業(yè)綠色發(fā)展需求的不斷增長，《農業(yè)科學與工程前沿》（英文）出版了“禽廢棄物物資源化與碳中和”專輯。與以往關于畜禽廢棄物處理問題的研究不同，本期專輯試圖探討“新興的碳中和全球共識”與“畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求”對現(xiàn)代畜糞管理技術、工程、市場和政策產生的影響。具體而言，本期專輯涉及五個廣泛的主題領域：（1）畜禽養(yǎng)殖糞污源頭減排，（2）生物處理，（3）熱化學轉化，（4）碳捕獲、利用與封存，（5）種養(yǎng)一體化模式。

在本期專輯中，張樂禮、劉志丹等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023509）從碳中和視角綜述了中國畜禽糞污資源化技術與管理系統(tǒng)。與以往畜禽糞污處理相關研究不同的是，該文從“以資源化為導向”的糞污處理思路深入到“以減污降碳協(xié)同為導向”的思路，歸納了畜禽糞污碳排放的影響因素及其影響機理，綜述了碳交易體系現(xiàn)狀及發(fā)展?jié)摿�，并從糞污處理技術、方法學、交易機制和養(yǎng)殖方式、經濟、政策、飲食結構的調整等方面提出提升畜禽糞污碳減排潛力的對策和建議，旨在為中國畜禽糞污管理系統(tǒng)碳減排方法學的成立、碳交易體系的形成和發(fā)展提供參考。

畜禽養(yǎng)殖糞污源頭減排

研究已證實，飼料生產過程是動物生產中碳排放的主要來源。目前，將營養(yǎng)策略應用于動物生產是緩解環(huán)境壓力、節(jié)約飼料資源的一個新視角。孫健、李蒙蒙等通過《反芻動物甲烷排放機理及營養(yǎng)減排策略的研究進展》（DOI: 10.15302/J-FASE-2023504）一文詳細介紹了反芻動物甲烷生成的起源——瘤胃微生物群，以及反芻動物甲烷生成的主要途徑。此外，根據最新發(fā)表的研究成果，該文還總結了飼糧養(yǎng)分、微生物和化學的調控策略。周丹妮、林宏建等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023510）開發(fā)和評估了一種用于監(jiān)測商業(yè)生產中平養(yǎng)肉雞體重的自動無應力稱重平臺。該平臺的平均準確率為99.5%，標準差為2.3%。精確的每日體重監(jiān)測將使養(yǎng)殖戶在肉雞養(yǎng)殖過程中，能有效地優(yōu)化飼養(yǎng)模式和環(huán)境控制。辛宜聰、劉德釗等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023501）對養(yǎng)豬場排放的以氨氣為代表的空氣污染物進行了比較。通過基于流體動力學的三維模擬結果和與現(xiàn)場數據的比較，他們發(fā)現(xiàn)多層豬舍的氨分散距離遠大于單層豬舍，為今后多層豬舍的發(fā)展提供依據。

生物處理

厭氧消化和堆肥等生物處理技術可以在溫和條件下將畜禽糞便轉化為有價值的資源，還可以減少溫室氣體污染和對化石燃料的依賴，從而為清潔、安全和可持續(xù)的農業(yè)做出貢獻。本期收錄了兩篇關于該主題的論文。（1）黃金芝、姚義清等（DOI: 10.15302/J-FASE-2022471）比較了在單一基質（干玉米秸稈和鮮玉米秸稈）和與牛糞共消化條件下產甲烷的潛力，得出鮮玉米秸稈具有更高的甲烷生產效率。（2）占源航等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023506）將堿性預處理與空氣混合，進一步增強小麥秸稈和畜禽糞污的聯(lián)合厭氧消化。堿處理促進了底物降解，空氣混合使微生物活性增強，共同促進了甲烷的生成。

熱化學轉化

近年來，畜禽廢棄物因其對生態(tài)系統(tǒng)和公共衛(wèi)生的不利影響而成為一項重大的環(huán)境挑戰(zhàn)。熱轉化技術，如熱解、水熱轉化、氣化和燃燒，為畜禽廢棄物的可持續(xù)管理和增值提供了有希望的途徑。B. Brian HE等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023507）通過探究牛糞水熱碳化過程中重金屬含量的變化，證明牛糞水熱炭作為富磷有機肥和/或土壤改劑用于農業(yè)應用是可行的。此外，考慮到原料特性，畜禽糞污的供熱化學轉化是一種更經濟可行的替代方案。胡玉琳等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023490）模擬了木屑與馬鈴薯皮共氣化過程。他們發(fā)現(xiàn)農業(yè)有機廢物，包括木屑和馬鈴薯皮，可以產生有價值的合成氣，認為共氣化制備合成氣是馬鈴薯皮回收利用的一種可行、環(huán)保的選擇。另外，張亞軍、姚森等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023500）通過模擬牛糞的熱解氣化過程，發(fā)現(xiàn)利用最優(yōu)反應條件可使產氫量最大化，蒸汽氣化能有效提高產氫量。

碳捕獲、利用與封存

碳捕獲、利用與封存是一個從源頭捕獲CO2并再利用或儲存的過程，進而避免其進入大氣。孫濤等（DOI: 10.15302/J-FASE-2022473）利用中空纖維膜接觸器中通過可再生氨水溶液（RAA），改變RAA吸附劑、雜質濃度、CO2負荷和反應溫度來研究RAA去除CO2和H2S的性能。他們的論文提供了有趣的結果，揭示了沼氣中幾乎所有的H2S都可以被RAA去除，并且在0.5 mol·L−1 RAA的條件下可以去除約90%的CO2。

種養(yǎng)一體化模式

綠色農業(yè)發(fā)展的關鍵在于建立生態(tài)一體化的農牧業(yè)體系。在此背景下，本專輯納入了兩篇值得關注的論文（DOI: 10.15302/J-FASE-2023480；DOI: 10.15302/J-FASE-2023503）。它們體現(xiàn)了一種綜合作物-畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)的可能性，其系統(tǒng)利用具有成本效益的高濃度粉煤灰，顯著去除化學需氧量COD和總磷（TP），確保工藝的經濟可行性。此外，光催化處理為厭氧消化廢水和其他類型廢水的后處理提供了希望。

組稿專家簡介

劉志丹

中國農業(yè)大學環(huán)境增值能源實驗室教授、博士生導師。長期從事農業(yè)農村廢棄物處理與能源資源化、能源‒水‒環(huán)境‒材料交叉研究。入選2022年國際先進材料學會（IAAM）會士�，F(xiàn)任中國農業(yè)大學首批青年科學家創(chuàng)新團隊負責人，連續(xù)入選愛思唯爾中國高被引學者，入選全球前2%頂尖科學家、全球前10萬名科學家、中國可再生能源學會優(yōu)秀青年科技人才、北京市青年拔尖人才。

林宏建

浙江大學農業(yè)工程學科研究員。研究方向為智能家禽養(yǎng)殖技術、精準家禽養(yǎng)殖設備、家禽健康和廢物管理。在家禽生長數字化模型、家禽養(yǎng)殖智能感知和管理決策等方面取得重要進展�，F(xiàn)任中國農業(yè)工程學會畜牧工程分會主任，綠色飼料與健康養(yǎng)殖國家工程研究中心成員，農業(yè)農村部環(huán)境農業(yè)裝備與信息化重點實驗室成員。美國農業(yè)與生物工程學會可再生能源專業(yè)委員會主席、中國農業(yè)機械學會理事、家禽科學學會理事。

張帥

中國農業(yè)大學動物科學技術學院教授，博士生導師�，F(xiàn)任農業(yè)農村部飼料工業(yè)中心教研處處長、國家畜牧標準委員會委員、中國高新技術產業(yè)化研究會飼料分會常務理事、中國畜牧獸醫(yī)學會動物營養(yǎng)分會理事、中國畜牧協(xié)會智能畜牧分會理事、中國畜牧雜志編委會委員。研究方向為養(yǎng)豬生產中實現(xiàn)精確和可持續(xù)營養(yǎng)的數學模型，以及養(yǎng)豬生產中飼養(yǎng)策略和系統(tǒng)的環(huán)境影響評價。

金書秦

曾就讀于北京科技大學、中國人民大學、荷蘭瓦赫寧根大學，2010年獲環(huán)境經濟學博士學位，現(xiàn)任農業(yè)農村部農村經濟研究中心可持續(xù)發(fā)展研究處處長、研究員，綠色發(fā)展小組首席專家，畜禽廢棄物資源化利用技術指導委員會委員，農業(yè)資源與環(huán)境標準化技術委員會委員，重點流域農業(yè)面源污染控制委員會委員。在農業(yè)資源經濟和環(huán)境保護政策方面有10多年的專業(yè)經驗。

朱志平

中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員。2007年獲中國農業(yè)大學博士學位。參與了家畜糞便處理和利用的研究，研究重點是畜牧業(yè)的氨和溫室氣體減排。農業(yè)農村部畜禽糞便資源化利用專家指導委員會成員。

胡建軍

教授，河南農業(yè)大學機電工程學院院長�，F(xiàn)任農業(yè)農村部可再生能源新材料與裝備重點實驗室副主任，擔任河南省特聘教授和河南省農業(yè)生物環(huán)境與能源工程首席科普專家。在生物質能研究和開發(fā)領域有著豐富的經驗，特別是在農業(yè)廢棄物的處理和利用、生物質能利用和生物炭土壤改良方面。

姚義清

西北農林科技大學教授，主要研究方向為生物質能源轉化與資源利用。曾入選中國“海外高層次人才計劃”專家、陜西省“高層次人才計劃”專家。在中國蘭州大學獲得生物能源博士學位。曾在美國華盛頓州立大學生物系統(tǒng)工程系從事博士后助理研究。農業(yè)農村部西部農村可再生能源開發(fā)利用科學觀測實驗站副主任，水肥一體化產業(yè)聯(lián)盟副主任，美國化學會會員、美國微生物學會會員。

孫勇

東北農業(yè)大學教授，博士生導師。在25年的工作中，專注于寒區(qū)氣候特征和農業(yè)廢棄物資源特性研究，致力于農業(yè)廢棄物資源化利用技術及配套設備的研究�，F(xiàn)任黑龍江省農業(yè)廢棄物綜合利用產業(yè)技術協(xié)同創(chuàng)新與推進體系首席專家，中國農業(yè)機械學會能源與動力分會副主任委員，中國可再生能源學會生物質能源專業(yè)委員會委員。

晏水平

華中農業(yè)大學工學院教授。2009年獲浙江大學博士學位。主要研究方向為開發(fā)可再生CO2吸附劑，篩選新型CO2吸附劑，改造CO2捕集工藝，實現(xiàn)低成本的沼氣、煙氣等富CO2氣流中的CO2捕集，加強CO2在農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的固定。

期刊簡介

Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 簡稱FASE，2014年2月創(chuàng)刊，是由中國工程院、中國農業(yè)大學和高等教育出版社聯(lián)合主辦的一種國際化英文季刊。

FASE旨在為農業(yè)科學與工程領域的研究人員提供論文發(fā)表與學術交流的國際化平臺，服務對象包括兩院院士和國內外的研究人員，內容涵蓋農業(yè)科學、農業(yè)技術/工程、農業(yè)經濟、農業(yè)政策及管理等可促進當前與未來農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的學科。

FASE 刊承擔著面向國內外科研工作者，報道農業(yè)科學與工程領域最新研究成果和前沿進展，開展學術交流，促進學科發(fā)展，提升我國在該領域的學術影響力等重要使命。所錄文章包括綜述（Review）、研究論文（Research article）、學術快報（Letter）、數據（Data）、評論（Comments）、觀點（Perspectives）、科學新聞（Science News）等，特別注重刊登農業(yè)科學與工程發(fā)展前沿學科及與其他學科交叉融合的研究成果。

專輯鏈接：https://journal.hep.com.cn/fase/EN/volumn/volumn_4419.shtml

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