牛粪模拟储存期间NH3、CO2、CH4排放特征及减排措施研究

来源 :青海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tonyyu9
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粪便储存期间NH3的排放是人为NH3排放的主要来源之一,NH3是重要的大气和水体污染物之一。本研究模拟测定牛粪在储存过程中NH3,CO2,CH4排放速率及其不同处理下NH3挥发和CO2,CH4排放特征,探究青藏高原地区牛粪在储存过程中氨气和温室气体排放规律,以期为青藏高原地区养殖业NH3减排、粪肥保氮提供必要的调控措施和一定的科学参数与依据。本研究采用通气法,设置4个调控氨挥发的抑制剂处理,进行14天的连续监测,分析测定牛粪的理化性质,探讨了不同储存时间段NH3的排放特征,并深入了解牛粪理化性质与NH3排放之间的关系,提出了降低牛粪氨挥发的调控措施。主要研究结果如下:(1)牛粪模拟储存期间含水量从625%逐渐递减到350%(第14天),牛粪温度呈现先上升后下降的趋势,最高温出现在第2天(16.5°C),最低温出现在第13天(13.6°C)。牛粪储存期间pH总体呈现碱性,平均pH值为10.06,牛粪铵态氮第2天达到最大值7.3 g.kg-1,第13天出现最低值(2.2 g.kg-1),储存期铵态氮平均含量为4.7 g.kg-1,牛粪硝态氮在储存期整体呈下降趋势,储存期硝态氮平均含量为0.062 g.kg-1。(2)模拟储存期间牛粪NH3排放速率整体变化规律是随时间先上升后逐渐下降。第1天NH3排放量最低,仅为37.6 mg,第3天达到最大值170.0 mg。储存期牛粪NH3累积排放量为1773.7 mg。牛粪储存期CO2排放速率整体呈现先增加后降低的趋势。第1天CO2排放速率最低,仅为7.2μmol.m-2.s-1,第7天CO2排放速率最高,达到17μmol.m-2.s-1,第14天CO2排放速率为10.9μmol.m-2.s-1。14天储存期牛粪中CO2平均排放速率为12.7μmol.m-2.s-1,CO2累计排放量为674.36 g.m-2。牛粪储存期间CH4气体排放速率逐渐升高,第1天CH4排放速率仅为0.01μmol.m-2.s-1,第14天排放速率达到0.15μmol.m-2.s-1。整个储存期牛粪CH4平均排放速率为0.06μmol.m-2.s-1,牛粪CH4累积排放量为2.98 g.m-2。(3)牛粪模拟储存期间累积氨挥发量(NH3-N)占到牛粪总氮量的29.73%。累积碳挥发量(CO2-C和CH4-C)占牛粪总碳量的6.60%。(4)牛粪储存期添加不同类型抑制剂后氨排放速率均表现出以下动态变化特征:NH3排放量分别在第3天和第8天出现两个排放高峰,从第8天以后逐渐下降,到第14天时NH3排放量达最低值。CK处理14天内NH3积量排放累为1773.7 mg,N处理NH3排放累积量为1258.4 mg,D处理NH3累积排放量1713.5mg,N+D处理NH3累积排放量为1252.9 mg,M处理排放累积量1832.7 mg。总体上,抑制NH3挥发效果最好的是N处理和N+D处理,与对照比,分别抑制了29.05%和29.06%NH3的排放。(5)牛粪储存期添加不同类型抑制剂后CO2排放速率呈现先上升后逐渐下降的变化趋势,而CH4排放速率呈现前期稳定、后期指数式增长的变化趋势。添加不同类型抑制剂后,CK处理14天内CO2累计排放量674.36 g.m-2,M处理排放量为664.63g.m-2,D处理累积排放量为616.00 g.m-2。N+D处理排放量为524.18 g.m-2,N处理累积排放量为559.77 g.m-2。CK、M、D、N+D、N处理14天CH4累计排放量分别为2.98 g.m-2、2.63 g.m-2、0.64 g.m-2、2.08 g.m-2和1.03 g.m-2。牛粪中添加脲酶抑制剂NBPT也可以有效降低牛粪中CO2和CH4的排放量。
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