中國(guó)農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 近日，《農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程前沿》（英文簡(jiǎn)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(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)劉志丹教授、浙江大學(xué)林宏建研究員、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)張帥教授、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)村經(jīng)濟(jì)研究中心金書秦研究員、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)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(nóng)業(yè)大學(xué)胡建軍教授、西北農(nóng)林科技大學(xué)姚義清教授、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)孫勇教授、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)晏水平教授共同組織了本期專輯，主要關(guān)注畜禽廢棄物的資源化處理與低碳發(fā)展方面的最新進(jìn)展和觀點(diǎn)。

本期專輯共有12篇論文，包括來(lái)自國(guó)內(nèi)外學(xué)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(xué)轉(zhuǎn)化，（4）碳捕獲、利用與封存，（5）種養(yǎng)一體化模式五個(gè)主題進(jìn)行詳細(xì)論述，同時(shí)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(jìn)展。

隨著居民對(duì)肉蛋奶的需求不斷提高，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖規(guī)�；�趨勢(shì)明顯，工廠化養(yǎng)殖主體數(shù)量不斷擴(kuò)大。然而，規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)面臨著生產(chǎn)環(huán)境、空氣質(zhì)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如氮和磷，同時(shí)也含有一些對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，如重金屬、抗生素和抗性基因。畜禽糞污科學(xué)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(jìn)規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而實(shí)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(gè)供應(yīng)鏈上減少畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中的溫室氣體排放，同時(shí)考慮糞污的處理和增值利用。通過(guò)利用現(xiàn)代工程和生物技術(shù)的力量，有可能開(kāi)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(hù)了生態(tài)系統(tǒng)安全和區(qū)域生態(tài)穩(wěn)定，也為構(gòu)建低碳、高效的畜禽廢棄物利用模式奠定了基礎(chǔ)，符合生態(tài)文明理念。

考慮到全球?qū)��?shí)現(xiàn)碳中和的激勵(lì)和對(duì)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展需求的不斷增長(zhǎng)，《農(nóng)業(yè)科學(xué)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(guān)于畜禽廢棄物處理問(wèn)題的研究不同，本期專輯試圖探討“新興的碳中和全球共識(shí)”與“畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求”對(duì)現(xiàn)代畜糞管理技術(shù)、工程、市場(chǎng)和政策產(chǎn)生的影響。具體而言，本期專輯涉及五個(gè)廣泛的主題領(lǐng)域：（1）畜禽養(yǎng)殖糞污源頭減排，（2）生物處理，（3）熱化學(xué)轉(zhuǎn)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(lè)禮、劉志丹等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023509）從碳中和視角綜述了中國(guó)畜禽糞污資源化技術(shù)與管理系統(tǒng)。與以往畜禽糞污處理相關(guān)研究不同的是，該文從“以資源化為導(dǎo)向”的糞污處理思路深入到“以減污降碳協(xié)同為導(dǎo)向”的思路，歸納了畜禽糞污碳排放的影響因素及其影響機(jī)理，綜述了碳交易體系現(xiàn)狀及發(fā)展?jié)摿Γ�并從糞污處理技術(shù)、方法學(xué)、交易機(jī)制和養(yǎng)殖方式、經(jīng)濟(jì)、政策、飲食結(jié)構(gòu)的調(diào)整等方面提出提升畜禽糞污碳減排潛力的對(duì)策和建議，旨在為中國(guó)畜禽糞污管理系統(tǒng)碳減排方法學(xué)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(shí)，飼料生產(chǎn)過(guò)程是動(dòng)物生產(chǎn)中碳排放的主要來(lái)源。目前，將營(yíng)養(yǎng)策略應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)是緩解環(huán)境壓力、節(jié)約飼料資源的一個(gè)新視角。孫健、李蒙蒙等通過(guò)《反芻動(dòng)物甲烷排放機(jī)理及營(yíng)養(yǎng)減排策略的研究進(jìn)展》（DOI: 10.15302/J-FASE-2023504）一文詳細(xì)介紹了反芻動(dòng)物甲烷生成的起源——瘤胃微生物群，以及反芻動(dòng)物甲烷生成的主要途徑。此外，根據(jù)最新發(fā)表的研究成果，該文還總結(jié)了飼糧養(yǎng)分、微生物和化學(xué)的調(diào)控策略。周丹妮、林宏建等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023510）開(kāi)發(fā)和評(píng)估了一種用于監(jiān)測(cè)商業(yè)生產(chǎn)中平養(yǎng)肉雞體重的自動(dòng)無(wú)應(yīng)力稱重平臺(tái)。該平臺(tái)的平均準(zhǔn)確率為99.5%，標(biāo)準(zhǔn)差為2.3%。精確的每日體重監(jiān)測(cè)將使養(yǎng)殖戶在肉雞養(yǎng)殖過(guò)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(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)排放的以氨氣為代表的空氣污染物進(jìn)行了比較。通過(guò)基于流體動(dòng)力學(xué)的三維模擬結(jié)果和與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的比較，他們發(fā)現(xiàn)多層豬舍的氨分散距離遠(yuǎn)大于單層豬舍，為今后多層豬舍的發(fā)展提供依據(jù)。

生物處理

厭氧消化和堆肥等生物處理技術(shù)可以在溫和條件下將畜禽糞便轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的資源，還可以減少溫室氣體污染和對(duì)化石燃料的依賴，從而為清潔、安全和可持續(xù)的農(nóng)業(yè)做出貢獻(xiàn)。本期收錄了兩篇關(guān)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(zhì)（干玉米秸稈和鮮玉米秸稈）和與牛糞共消化條件下產(chǎn)甲烷的潛力，得出鮮玉米秸稈具有更高的甲烷生產(chǎn)效率。（2）占源航等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023506）將堿性預(yù)處理與空氣混合，進(jìn)一步增強(qiáng)小麥秸稈和畜禽糞污的聯(lián)合厭氧消化。堿處理促進(jìn)了底物降解，空氣混合使微生物活性增強(qiáng)，共同促進(jìn)了甲烷的生成。

熱化學(xué)轉(zhuǎn)化

近年來(lái)，畜禽廢棄物因其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和公共衛(wèi)生的不利影響而成為一項(xiàng)重大的環(huán)境挑戰(zhàn)。熱轉(zhuǎn)化技術(shù)，如熱解、水熱轉(zhuǎn)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(guò)探究牛糞水熱碳化過(guò)程中重金屬含量的變化，證明牛糞水熱炭作為富磷有機(jī)肥和/或土壤改劑用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用是可行的。此外，考慮到原料特性，畜禽糞污的供熱化學(xué)轉(zhuǎn)化是一種更經(jīng)濟(jì)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(guò)程。他們發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢物，包括木屑和馬鈴薯皮，可以產(chǎn)生有價(jià)值的合成氣，認(rèn)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(guò)模擬牛糞的熱解氣化過(guò)程，發(fā)現(xiàn)利用最優(yōu)反應(yīng)條件可使產(chǎn)氫量最大化，蒸汽氣化能有效提高產(chǎn)氫量。

碳捕獲、利用與封存

碳捕獲、利用與封存是一個(gè)從源頭捕獲CO2并再利用或儲(chǔ)存的過(guò)程，進(jìn)而避免其進(jìn)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(guò)可再生氨水溶液（RAA），改變RAA吸附劑、雜質(zhì)濃度、CO2負(fù)荷和反應(yīng)溫度來(lái)研究RAA去除CO2和H2S的性能。他們的論文提供了有趣的結(jié)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(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵在于建立生態(tài)一體化的農(nóng)牧業(yè)體系。在此背景下，本專輯納入了兩篇值得關(guān)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(xué)需氧量COD和總磷（TP），確保工藝的經(jīng)濟(jì)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(jiǎn)介

劉志丹

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境增值能源實(shí)驗(yàn)室教授、博士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期從事農(nóng)業(yè)農(nóng)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(guó)際先進(jìn)材料學(xué)會(huì)（IAAM）會(huì)士�，F(xiàn)任中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)首批青年科學(xué)家創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，連續(xù)入選愛(ài)思唯爾中國(guó)高被引學(xué)者，入選全球前2%頂尖科學(xué)家、全球前10萬(wàn)名科學(xué)家、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)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(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)科研究員。研究方向?yàn)橹悄芗仪蒺B(yǎng)殖技術(shù)、精準(zhǔn)家禽養(yǎng)殖設(shè)備、家禽健康和廢物管理。在家禽生長(zhǎng)數(shù)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(jìn)展�，F(xiàn)任中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)畜牧工程分會(huì)主任，綠色飼料與健康養(yǎng)殖國(guó)家工程研究中心成員，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境農(nóng)業(yè)裝備與信息化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成員。美國(guó)農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)會(huì)可再生能源專業(yè)委員會(huì)主席、中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)理事、家禽科學(xué)學(xué)會(huì)理事。

張帥

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師�，F(xiàn)任農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料工業(yè)中心教研處處長(zhǎng)、國(guó)家畜牧標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)委員、中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)飼料分會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)分會(huì)理事、中國(guó)畜牧協(xié)會(huì)智能畜牧分會(huì)理事、中國(guó)畜牧雜志編委會(huì)委員。研究方向?yàn)轲B(yǎng)豬生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)精確和可持續(xù)營(yíng)養(yǎng)的數(shù)學(xué)模型，以及養(yǎng)豬生產(chǎn)中飼養(yǎng)策略和系統(tǒng)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)。

金書秦

曾就讀于北京科技大學(xué)、中國(guó)人民大學(xué)、荷蘭瓦赫寧根大學(xué)，2010年獲環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)村經(jīng)濟(jì)研究中心可持續(xù)發(fā)展研究處處長(zhǎng)、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(shù)指導(dǎo)委員會(huì)委員，農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員，重點(diǎn)流域農(nóng)業(yè)面源污染控制委員會(huì)委員。在農(nóng)業(yè)資源經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)政策方面有10多年的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

朱志平

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員。2007年獲中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位。參與了家畜糞便處理和利用的研究，研究重點(diǎn)是畜牧業(yè)的氨和溫室氣體減排。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜禽糞便資源化利用專家指導(dǎo)委員會(huì)成員。

胡建軍

教授，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院院長(zhǎng)。現(xiàn)任農(nóng)業(yè)農(nóng)村部可再生能源新材料與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，擔(dān)任河南省特聘教授和河南省農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程首席科普專家。在生物質(zhì)能研究和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，特別是在農(nóng)業(yè)廢棄物的處理和利用、生物質(zhì)能利用和生物炭土壤改良方面。

姚義清

西北農(nóng)林科技大學(xué)教授，主要研究方向?yàn)樯�物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化與資源利用。曾入選中國(guó)“海外高層次人才計(jì)劃”專家、陜西省“高層次人才計(jì)劃”專家。在中國(guó)蘭州大學(xué)獲得生物能源博士學(xué)位。曾在美國(guó)華盛頓州立大學(xué)生物系統(tǒng)工程系從事博士后助理研究。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西部農(nóng)村可再生能源開(kāi)發(fā)利用科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站副主任，水肥一體化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副主任，美國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)員、美國(guó)微生物學(xué)會(huì)會(huì)員。

孫勇

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。在25年的工作中，專注于寒區(qū)氣候特征和農(nóng)業(yè)廢棄物資源特性研究，致力于農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)及配套設(shè)備的研究�，F(xiàn)任黑龍江省農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新與推進(jìn)體系首席專家，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)能源與動(dòng)力分會(huì)副主任委員，中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)生物質(zhì)能源專業(yè)委員會(huì)委員。

晏水平

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院教授。2009年獲浙江大學(xué)博士學(xué)位。主要研究方向?yàn)殚_(kāi)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(shí)現(xiàn)低成本的沼氣、煙氣等富CO2氣流中的CO2捕集，加強(qiáng)CO2在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的固定。

期刊簡(jiǎn)介

Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 簡(jiǎn)稱FASE，2014年2月創(chuàng)刊，是由中國(guó)工程院、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和高等教育出版社聯(lián)合主辦的一種國(guó)際化英文季刊。

FASE旨在為農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究人員提供論文發(fā)表與學(xué)術(shù)交流的國(guó)際化平臺(tái)，服務(wù)對(duì)象包括兩院院士和國(guó)內(nèi)外的研究人員，內(nèi)容涵蓋農(nóng)業(yè)科學(xué)、農(nóng)業(yè)技術(shù)/工程、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)政策及管理等可促進(jìn)當(dāng)前與未來(lái)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的學(xué)科。

FASE 刊承擔(dān)著面向國(guó)內(nèi)外科研工作者，報(bào)道農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程領(lǐng)域最新研究成果和前沿進(jìn)展，開(kāi)展學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，提升我國(guó)在該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)影響力等重要使命。所錄文章包括綜述（Review）、研究論文（Research article）、學(xué)術(shù)快報(bào)（Letter）、數(shù)據(jù)（Data）、評(píng)論（Comments）、觀點(diǎn)（Perspectives）、科學(xué)新聞（Science News）等，特別注重刊登農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程發(fā)展前沿學(xué)科及與其他學(xué)科交叉融合的研究成果。

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