典型覆盖物对堆存牛粪氨气和温室气体排放影响研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:acmi99
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养殖场粪污的大面积堆积造成了大量氨气(NH3)与温室气体的排放,引发的环境污染问题和温室效应成为当今全球的研究热点。快速准确检验不同管理方式对养殖场粪尿气体排放的影响是筛选高效管理措施、降低养殖业环境影响的重要环节。对养殖场粪污氨减排技术进行筛选,有利于养殖业粪污统一高效管理,以及相关控制政策和减排技术标准制定。本研究利用自动化控制技术,将气体浓度在线检测(Innova1412i)和传统动态箱技术相结合,加上气体自动采集系统,构建了养殖场废弃物气体排放自动监测系统;结合牛粪存储过程中碳氮比(C/N)、氮磷比(N/P)等指标的变化,利用该系统分三个系列试验分别探究了覆盖不同厚度(0.5 cm、1.0 cm和2.0 cm)的秸秆(JG)、糠醛渣(KZ)和醋糟(CZ)分别对牛粪堆存过程中的NH3和温室气体排放的影响,并用醋糟冲洗后的固液部分模拟了降雨冲刷对醋糟减排能力的影响。主要结论如下:(1)JG、KZ、CZ试验的空白(CK)处理,即自然堆放牛粪NH3排放速率峰值均在第一天就达到,分别为207.88、112.77和93.67 mg·m-2·h-1,随后迅速降低,皆在一周之内就达到较低的排放水平。JG和CZ试验覆盖组的牛粪NH3排放速率初期均低于12 mg·m-2·h-1,随后逐渐升高,分别在第6和第14天之后,各处理NH3排放速率趋于一致。KZ试验覆盖处理的牛粪NH3排放速率开始为6587 mg·m-2·h-1,同CK处理一起在第二天便迅速下降至15 mg·m-2·h-1以下。(2)JG试验覆盖组前6天的NH3减排率分别达到37.36%、61.49%和87.21%,整个试验周期(21天)的减排率分别降至25.78%、46.14%和70.17%。KZ试验各处理第一天的NH3累积排放量占整个试验周期(7天)的71.43%91.42%,覆盖组试验期间的NH3减排率分别达到35.75%、31.76%和54.56%。CZ试验覆盖组前14天的NH3减排率分别达到2.29%、35.22%和84.97%,整个试验周期(21天)的减排率又降至-5.87%、15.58%和60.25%。添加醋糟冲洗液对NH3排放无显著影响,而覆盖冲洗后的醋糟依然达到了81.34%的NH3减排率。(3)覆盖不同厚度的秸秆、糠醛渣均降低了二氧化碳(CO2)排放量,增加了氧化亚氮(N2O)和甲烷(CH4)排放量,CO2排放量分别降低12.44%33.93%、30.84%60.37%,N2O排放量分别增加119.66%177.88%、26.61%105.05%,CH4排放量分别增加36.48%181.32%、13.64%79.38%。覆盖醋糟降低了9.12%20.55%的CO2排放量,增加了100.00%163.82%的CH4排放量。覆盖冲洗后醋糟的牛粪CO2、N2O、CH4排放量也产生了同样的变化,而添加醋糟冲洗液对各温室气体排放量均没有显著影响。换算成CO2当量(CO2-eq),2 cm糠醛渣覆盖组增加了34.59%温室气体排放量,2 cm醋糟覆盖组降低了16.87%温室气体排放量,其余各组温室气体排放量无显著变化。(4)三个试验均在试验后检测到TN、TP含量的升高,TAN、TOC含量的降低。相应地,除CZ试验的CK组外,计算所得C/N试验后均显著低于初始值(P<0.05)。各试验初始发芽指数(GI)均低于50%,试验后均有不同程度的升高。JG、KZ试验CK组GI显著高于1 cm和2 cm覆盖组(P<0.05),CZ试验CK组和覆盖组则都显著增加至100%以上。综上所述,对于堆存牛粪,覆盖是一种简便高效的NH3减排技术,并能起到保育氮素、改善牛粪质量的作用。且覆盖醋糟对温室气体也有减排作用,还能促进种子萌发。
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