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编译服务: 农业科技前沿与政策咨询快报 编译者: 李晓曼 编译时间: Nov 28, 2017 浏 览 量: 11

美国农业部(USDA)的科研人员及其合作伙伴开发了一种可移动系统——粪肥磷素提取系统MAPHEX,能够从牛粪肥中去除磷素,这样奶农就可以更灵活地决定在何处、何时以及如何使用营养素来给作物施肥。

粪肥是氮、磷等对植物生长至关重要的营养素的重要来源,可直接施用在农田。但是粪肥过多也可能会导致磷素过量,使湖泊、河流、池塘和其他水源质量变差。与USDA农业研究院(ARS)合作的宾夕法尼亚大学的环境化学家克林顿·丘奇(Clinton Church)认为,MAPHEX的理念就是从粪肥中提取出磷素,并将其浓缩成更便于处理的形态。

将粪肥从农场移动到新的施用点也并不总是可行的。例如,在ARS的牧场体系和流域管理研究单位工作的丘奇说:“对于拥有大量土地的农民,地块之间的距离长达20英里甚至20英里以上。即使作物需要磷素,但运输大量粪肥也不切实际。”使用新的处理方法来运输浓缩磷素是降低成本的一种选择。

丘奇及其同事开发测试MAPHEX的目的在于让农民不仅从他们的粪肥中提取磷素,并且把它作为增值产品来进行贩卖。为了实现该目标,团队把有螺旋钻压力机、离心机、真空过滤装置的组件和其他部件安装在两个平板挂车上,这样整个系统就能直接被开到农场使用。根据乳牛场生产规模的大小,该系统可以每天工作一次或几天工作一次。宾夕法尼亚州有很多小型乳牛场,每个牛场有100到150头奶牛不等。据丘奇说,这套可移动系统以10天为一个单位,轮流服务于10个小型农场。对于较大的农场,例如拥有2000头牛的农场,该系统可24小时连续运行。

MAPHEX有3个工作阶段,随着阶段的增加,要去除的纤维颗粒直径逐渐减小,会逐渐提取出其他的含磷固体物质。此外,最后两个阶段之间还要经过化学处理,将溶解的磷转化为可过滤的颗粒。从粪肥中提取的水含有粪肥大部分的氮素,将成为农场“灌溉施肥”—即用灌溉方法对作物进行施肥的理想选择。从粪肥中提取的纤维和其他浓缩固体形态的含磷颗粒,将被用于非农作物田地的施肥,或作为植物和土壤改良剂被卖到幼儿园等场所。MAPHEX的第一阶段处理后得到的固体物也可以作为牛的铺底料。现在的铺底原料主要是粪肥固体,与之相比,新的铺底料磷含量更低,营养元素也更不易被释放到环境中产生污染。这些固体还可以用于制作生物可降解盆,其释放的微量营养素可以滋养并维持盆中植物的生长。另外,MAPHEX工作速度很快,在大约10分钟内,可以把250加仑粪肥中99%的磷提取出来,提取的同时还可以去除粪肥的气味。

MAPHEX团队于今年9月开始在乳牛场展示其正在申请专利的系统,欢迎各界人士就其商业潜力进行问询。

(编译 李晓曼)

  
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