生物质炭对城市污泥堆肥温室气体排放的影响

采用城市脱水污泥为研究对象,设置两种堆肥处理(试验组:添加水稻生物质炭;对照组:未添加生物质炭),考察污泥堆肥过程温室气体动态变化特征以及添加生物质炭的影响。结果表明:生物质炭能提高堆体温度、延长堆体高温期、加快堆体腐熟,减少堆体TC(总碳)、TOC(总有机碳)和氮素损失(特别是减少NH_4~+-N的损失),两种处理TC、TOC和TN(总氮)均呈显著性差异(P0.05)。CH_4排放主要集中在高温期和降温期,占CH_4总排放量的76.40%~82.40%,添加生物质炭会促进CH_4排放。CO_2排放主要集中在高温期和降温期,占排放总量的78.77%~78.83%,添加生物质炭能减少CO_2排放。超过84%的N_2O排放集中在腐熟期,添加生物质炭能减少堆肥过程中N_2O排放,试验组N_2O累积排放量比对照组低18.94%。添加生物质炭对污泥堆肥处理具有一定的温室气体减排作用,试验组与对照组CO_2排放当量(以干污泥计)分别为60.21 kg·t~(-1)和67.19 kg·t~(-1),添加生物质炭能减排温室气体10.39%。     

不同通风速率对堆肥腐熟度和含氮气体排放的影响

NH3和N2O等含氮气体的排放不仅对堆肥腐熟度和堆肥产品的品质产生影响,同时也与环境污染有直接关系.以鸡粪、秸秆和干草皮为堆肥原料,采用好氧堆肥的方法,探讨了不同通风速率对堆肥腐熟度及NH3和N2O等含氮气体排放变化的影响.结果表明,通风速率为0.01、0.1、0.2 m3·min-1·m-1的处理高温期持续时间分别为0、11、7 d;0.1 m3·min-1·m-3的堆肥积温为16 176.4℃·h,在各处理中为最高;到堆肥结束时,各处理的全碳降解率分别为9.87%、24.94%、19.01%,总氮增加率分别为19.67%、32.00%、12.14%,其中处理A2的有机质降解及总氮增加效果最好.对堆肥产物腐熟度的测试结果表明,除通风速率为0.01 m3·min-1·m-3不能达到堆肥腐熟外,其他两个处理均达到了要求.氨气累积释放量与通气速率有关,通气速率越大,越有利于氨气的挥发.低的通气量可能会促成N2O的生成,到堆肥结束时,3个处理的N2O平均排放率分别为6.2、2.37、1.5 mg·kg-1·d-1.     

不同碳氮比条件对鸡粪和稻壳高温堆肥腐熟度的影响

不同C/N比条件是鸡粪和稻壳高温堆肥腐熟度过程的关键因素。试验通过控制鸡粪和稻壳的添加量调节堆体初始C/N(20、25、30 3个处理),研究不同碳氮比对堆肥过程中堆体温度、pH值、EC、C/N、腐殖酸等理化指标的影响，探索鸡粪和稻壳高温堆肥的最适C/N。研究结果表明，在堆肥过程中，各处理的C/N呈下降趋势，堆肥结束后3个处理最终C/N分别为14、17和18,除初始C/N为20的A1处理略低于标准，其余两处理均达到腐熟度标准。各处理的pH值先降低后快速升高最后又降低，堆肥结束后pH值分别为8.36、8.4和8.28,均满足堆肥产品标准。3个处理的GI值分别为52%、95.1%和76.6%,只有C/N为25的A2达到完全腐熟标准，而且A2处理的堆体腐殖酸含量也较高，因此建议鸡粪稻壳初始C/N比为25。     

不同碳氮比对牛粪好氧堆肥腐熟过程的影响

【目的】探究有效处理畜禽粪便与秸秆废弃物的方法,建立以牛粪有机肥为原料的高效堆肥工艺.【方法】以牛粪和玉米秸秆为原料,设置C/N为15、20、25、30、35的5个处理组,研究不同碳氮比原料对好氧堆肥过程中堆温、pH、矿质态氮含量、总养分含量、种子发芽指数等指标的影响.【结果】C/N为30的处理组升温最快,且60℃以上高温维持时间最长;各处理组的铵态氮含量均随堆肥逐渐下降,硝态氮含量逐渐上升;至堆肥结束时,C/N为30的处理组铵态氮含量下降了24.26%,铵态氮损失最少;C/N_(15)～C/N_(35)各处理组总有机碳含量随堆肥的腐熟不断下降,至堆肥结束分别降解了25.93%、35.22%、43.22%、43.58%、47.88%.堆肥结束时,各处理的C/N值分别为13.4、13.4、13.2、15.0和15.3,总养分含量均有所增加,且C/N为25时增幅最大,为45.79%;种子发芽指数(GI)随C/N的增加而增高,堆肥结束时C/N为15和20的处理组基本腐熟,其余处理已完全腐熟.【结论】在实际生产中,牛粪与秸秆C/N在25～30之间有利于堆体腐熟和养分保持.     

寒区条垛式和槽式堆肥工艺的比较研究

条垛式堆肥和槽式堆肥属于开放式堆肥系统,被广泛应用于畜禽粪便的堆肥中。为了筛选出适合寒区的堆肥模式,比较了寒区普遍采用的条垛式和槽式堆肥的堆肥效果和堆肥化过程中温室气体排放。结果显示,在相同翻堆条件下,条垛式堆肥和槽式堆肥的堆体温度分别在第2 d和第10 d达到50℃,维持时间分别为22 d和1 d。堆肥初始C/N为25∶1,堆肥结束,C/N分别为18.4∶1和20.0∶1。条式堆肥CO2的排放量与槽式堆肥相差不大,但是NH3的排放量约为槽式堆肥的4倍。从腐熟度和营养含量角度比较,条垛式堆肥效果优于槽式堆肥。     

不同堆肥条件对种子发芽指数影响的研究

研究了添加外源微生物菌荆、调理剂及堆肥C/N比、堆肥初始水分、翻堆频率对猪粪堆肥腐熟度指标种子发芽指数(GI值)的影响.结果表明,添加外源菌剂和调理剂可以促进堆肥腐熟,与单一菌剂相比,复合菌剂的作用效果更明显,木屑作为调理剂的效果优于砻糠;堆肥C/N比为25,初始水分在60%～70%情况下,利于堆肥的腐熟;在堆肥过程中,翻堆频率越大,堆肥腐熟越快;在优化堆肥条件下,20d左右堆肥GI值达到80%以上(腐熟).     

花生壳生物炭用量对猪粪堆肥温室气体和NH3排放的影响

为研究不同花生壳生物炭添加比例对猪粪堆肥过程中温室气体和NH3排放的影响。利用强制通风静态堆肥技术,研究0(对照)、3%、6%和9%花生壳生物炭添加比例(质量比)对猪粪堆肥过程CO_2、CH_4、N_2O和NH_3排放和堆肥性质的影响。结果表明:添加生物炭能够延长堆肥高温期持续天数,使pH提高0.09～0.13个单位,EC提高11.7%～50.6%;各堆肥处理CO_2、CH_4和N_2O排放速率均随发酵时间的延长呈先升高后降低的趋势,且CO_2、CH_4和N_2O排放速率均与pH具有显著的相关性;随生物炭用量的增加,猪粪堆肥过程中CO_2排放速率表现为先升高后降低的变化趋势,其中以3%生物炭添加比例处理最高,其平均CO_2排放速率比对照增加12.9%;N_2O排放和NH_3挥发均以9%生物炭添加比例处理最低,分别比对照降低12.5%和29.9%。综上,在整个堆肥过程中,花生壳生物炭的添加降低了N_2O和CH_4的累积排放量,且随花生壳生物炭添加比例的增加,温室气体减排效应增大。     

堆体规模对牛粪堆肥氨气和温室气体排放的影响

【目的】分析堆体规模对牛粪堆肥过程中氨气和温室气体排放的影响,为减少温室气体排放提供参考。【方法】采用牛粪与锯末混合物进行堆肥,调节含水率约为66%,牛粪、锯末混合物的质量分别为109.24,217.52和429.53kg,每周翻堆2次。通过发酵棚+INNOVA 1412i多种气体分析仪+INNOVA 1409-24多点采样器测量系统,对3种规模堆肥过程中氨气和温室气体排放进行不间断测试,每小时测量1次进气口和排气口氨气、氧化亚氮、甲烷和二氧化碳的质量浓度,进而对堆肥过程中的温室气体排放进行分析与评价。【结果】单位质量堆肥的氨气、甲烷和氧化亚氮排放率随着堆体规模的增加而增大,CO_2排放率则随堆体规模增加而减小。NH_3-N和N_2O-N分别占堆体初始总氮的12.59%~17.44%和3.29%~4.62%,CH_4-C和CO_2-C分别占堆体初始总有机碳的0.31%~0.41%和20.70%~30.98%。各处理单位质量堆肥的总温室气体排放量(CO_2基础)为241.20~257.36g/kg。【结论】牛粪堆肥过程中,增加堆体规模能降低总温室气体排放量。     

猪粪固体自然堆放方式下含氮气体排放规律及其影响因素研究

针对我国畜禽固体废弃物自然堆放管理过程中含氮气体排放欠缺系统研究、排放规律尚不清晰的现状,以长江流域生猪固体废弃物典型自然堆放方式为例,采用静态箱-气相色谱法、化学发光法、磷酸甘油溶液吸收法对猪粪固体堆放下N2O、NOx和NH33种主要含氮气体排放进行了一个堆肥周期的系统观测,深入研究了猪粪固体堆放管理方式下3种含氮气体排放规律及其影响因素。一个堆放周期的试验结果表明:在固体贮存堆体最初含水量较多的情况下,NH3前期排放较多,后期排放比较少,受堆体氨态氮浓度影响较大。N2O和NOx的排放规律基本相同,都呈现前期排放量较小,后期排放增多的态势,这与降雨导致的酸性环境加剧硝化反硝化作用有关。堆体表面与堆体内部剖面N2O的排放趋势基本相同,而堆体下部土壤剖面的N2O受堆体影响较小。     

添加过磷酸钙对蔬菜废弃物堆肥中氨气及温室气体排放的影响（英文）

为研究过磷酸钙不同添加量对蔬菜废弃物堆肥过程中氨气和温室气体排放的影响,以生菜的废弃菜叶和玉米秸秆为原料,以过磷酸钙肥料为添加剂,进行了27 d的曝气供氧堆肥,对堆肥过程中的氨挥发和温室气体排放(N_2O、CH_4和CO_2)进行了监测.试验共设6个处理,除CK处理(不添加过磷酸钙)外,其余处理依次根据混合物料初始总氮物质量的5%、10%、15%、20%和25%的比例添加过磷酸钙。结果表明:添加过磷酸钙对减少堆肥过程中的氨挥发和温室气体排放均有明显效果,氨挥发总量较CK减少了4.0%~16.7%,总温室气体CO_2排放当量减少了10.2%~20.8%。堆肥过程中排放的NH_3对温室效应的贡献相对较大,各处理NH_3的CO_2排放当量为59.90~81.58kg/t,占4种气体总CO_2排放当量的69%~77%。蔬菜废弃物堆肥过程中适量添加过磷酸钙是减少氨挥发和温室气体排放并提高堆肥品质的有效措施。     

不同供氮水平对春小麦产量、氮肥利用率及氮平衡的影响

【目的】研究施氮量对春小麦产量、氮肥利用率、土壤中硝态氮累积及氮平衡的影响,旨在了解在宁夏引黄灌区减少施氮量的可行性。【方法】通过田间小区试验,设置0、120、240、360 kg/hm24个施氮量,探讨不同施氮水平对作物和环境的影响。【结果】施用氮肥可显著提高春小麦的籽粒产量、籽粒蛋白质含量及成熟期地上部总吸氮量,但过量施用氮肥对籽粒增产和蛋白质含量提高不显著。氮肥利用率随着施氮量的增加呈现降低趋势,根据差值法计算结果,当施氮量分别为120、240、360 kg/hm2时春小麦的氮肥利用率分别为27.2%、24.3%、18.2%,表明多达81.8%～72.8%的氮肥没有被作物吸收利用。氮平衡计算的结果进一步表明,未被当季小麦利用的肥料主要以无机氮的形式存在于0～150cm土层内,施氮量分别为120、240、360 kg/hm2时氮肥的土壤残留率依次为41.6%、33.1%和29.7%,而相应的表观损失率为31.2%、42.6%、52.1%。【结论】综合考虑春小麦产量、品质和环境安全,本试验条件下,春小麦的合理施氮量应控制在120～240 kg/hm2之间。     

氮素形态及配比对烤烟的氮素利用率及品质的影响

为探求有利于烤烟生长发育及产质量形成的氮肥形态,采用田间小区试验,研究了不同氮素形态配比对烤烟氮肥利用率及烟叶品质的影响。结果表明,与不施氮肥的对照相比,硝态氮和铵态氮肥都有利于烟叶产量的形成;在施肥的各处理之间烟株生物量及氮肥利用率最高的为硝铵比1∶1的处理;而烟叶中氮、烟碱和蛋白质的含量最高的为铵态氮处理;总糖、还原糖则是硝态氮处理效果最好。综合考虑各处理烟叶化学指标可知,按硝铵比1∶1的比例施用氮肥对烟叶产质量最好。     

无氮肥投入条件下黑麦生长过程中土壤酸解氮的消长动态

取沙、壤、粘3种质地的潮土，采用盆栽试验，应用Bremmner法测定黑麦不同生育时期土壤酸解氮及各组分氮含量。结果表明，3种质地的土壤氮素主要以酸解氮为主，占土壤全氮的70％以上，在酸解氮中，氨基酸氮和酸解未知态氮为主要成分，其次为氨态氮，最低为氨基糖态氮。黑麦生长过程中，在无氮肥投入条件下，酸解氮及各组分氮处在动态变化中，而且变化趋势相似，3种质地的氨基酸氮和酸 未知态氮相对变化率较氨态氮和氨基糖态氮大，说明质地不能改变酸解氮及各组分氮的变化趋势，但可以改变其变化程度；同样水平的全氮量，而质地不同的土壤供应速效氮的能力是沙土＞壤土＞粘土，但在无氮肥投入情况下，土壤氮素数量和质量都有所下降。     

高肥力稻田不同施氮水平下的氮肥效应和几种氮肥利用率的研究

研究了浙北地区高肥力稻田不同施氮水平下的氮肥效应和氮素利用情况.结果表明:不同施氮量下的水稻产量、渗漏水含氮量、土壤含氮量的氮肥效应明显,施氮量在150～225 kg·hm-2时产量没有显著差异,而渗漏水含氮量、土壤含氮量在施氮超过225 kg·hm-2水平下,迅速增加,有引起氮素面源污染的较大危险.氮肥利用率和生产力的结果说明,浙北地区的氮肥利用率普遍较低,氮肥吸收利用率平均只有21.55%,氮肥农学利用率在7 kg·kg-1以下,氮肥的生理利用率不到20 kg·kg-1,大大低于全国平均水平.在考虑氮肥利用率的基础上运用边际收益分析原理得出140～200 kg·hm-2可能是浙北高肥力稻田较理想的施氮水平.     

N2,N3-亚乙烯基鸟嘌呤核苷的荧光性质及与牛血清白蛋白结合作用的研究

本文合成了新型鸟苷衍生物N~2,N_3-亚乙烯基鸟嘌呤核苷(εG),研究了它在不同pH下的紫外、荧光性质,分析了εG质子化、非质子化以及去质子化型体间的分布情况。εG的荧光性质决定于它的非质子化的型体,不同介质下荧光性质研究表明εG与水存在着氢键作用,进一步增强了它的荧光强度。利用其对牛血清白蛋白(BSA)的荧光猝灭作用,探讨了二者之间的作用机理,测得其结合常数K_B=3．891×10~3L/mol,结合位点数n=1,并为εG作为荧光试剂提供了理论依据。     

控释氮肥与尿素混施对连作春玉米产量、氮素吸收和氮素平衡的影响

【目的】控释氮肥与普通尿素进行掺混施用是行之有效的一次性施肥替代技术。明确控释氮肥与尿素掺混施用对春玉米产量、氮素吸收利用以及土壤-作物系统氮素平衡的影响,为春玉米氮素养分的科学管理技术提供参考。【方法】2010和2011年在吉林省中部玉米主产区连续2年设置大田定点试验,施肥处理包括：不施氮（N0）、100%尿素（CRN0%）、15%控释氮肥+85%尿素（CRN15%）、30%控释氮肥+70%尿素（CRN30%）和45%控释氮肥+55%尿素（CRN45%）,研究控释氮肥与尿素掺混施用对春玉米连作条件下籽粒产量、氮素吸收与利用、土壤无机氮累积与矿化以及系统氮素平衡的影响,确定适宜的控释氮肥掺混比例。【结果】与尿素一次性全施相比,控释氮肥与尿素掺混施用显著提高了春玉米地上部干重和产量,不同掺混比例之间差异不显著。两季平均结果显示,玉米产量在CRN30%处理达最高（9.39 t·hm^-2）,较CRN0%处理增产9.0%（0.77 t·hm^-2）。施肥是土壤-作物系统主要的氮素输入方式,占总输入量的63.5%,播前土壤无机氮和氮素矿化分别占19.2%和17.3%。2010和2011年玉米生育期内土壤氮素的表观净矿化量分别为34.4和66.1 kg·hm^-2,两季之间越冬期各施肥处理土壤氮素矿化量为15.2-26.4 kg·hm^-2,处理间差异不显著。系统的氮素输出以植株吸收带走氮素为主要方式,平均占总输出的80.7%（68.1%-99.5%）。随控释氮肥掺混比例的增加,植株氮素吸收量和土壤无机氮残留量均呈持续上升趋势,分别在CRN30%和CRN45%处理达最高,为234.2和108.1 kg·hm^-2,较CRN0%处理分别增加18.0%和45.1%。但是,氮素表观损失随控释比例增加而大幅降低,最终导致氮素表观盈余也呈下降趋势,CRN30%处理降至最低的114.4 kg·hm^-2,较CRN0%处理减少38.4%。控释氮肥与尿素掺混处理表层土壤（0-30 cm）的无机氮含量明显高于CRN0%处理,而深层土壤（30-90 cm）则较低,表明其氮素下移趋势较小。两季平均结果表明,氮肥的表观利用率由CRN0%处理的50.1%显著提高至CRN30%处理的69.4%,表观残留率在控释氮肥掺混施用后均显著提高,而表观损失率从CRN0%处理的37.3%显著下降至CRN45%处理的6.0%。【结论】控释氮肥与尿素掺混施用可促进春玉米获得高产,增加植株氮素吸收,而且维持了较高的土壤氮素水平并减少损失,从而提高氮肥利用率。当前生产条件下,东北春玉米施氮185 kgN·hm^-2条件下适宜的控释氮肥掺混比例在30%左右。     

氮肥运筹对水稻产量和氮素吸收利用的影响

通过调查安庆市主要稻田氮肥利用和水稻的需肥特性,研究了氮肥不同施用量对水稻产量和农学利用率、氮肥运筹对水稻产量形成和氮素吸收利用的影响。结果表明：水稻氮肥前、中后期施用比例在（4～6）：（4～6）之间能形成适宜的穗数和穗粒数,有利于水稻高产和提高氮肥利用率。     

土壤氮素矿化与土壤供氮能力——Ⅱ.矿化氮量与作物吸氮量的关系

根据土壤氮素矿化势和氮素矿化累积计算了不同时期土壤氮素矿化量。结果表明,两种方法计算出来的矿化氮量均与作物吸氮量有良好相关,而前者效果更优。作物吸收的氮素大约等于土壤矿化氮的2/5,等于土壤中起始NO_3~--N和作物生长期间矿化氮之和的2/3。这一结果为定量预测作物不同生长时期土壤供氮和确定氮肥适宜用量、施用时期提供了有用依据。     

应用~(15)N研究金丝小枣的吸氮规律

在微区条件下,通过春、夏、秋三个季节对金丝小枣施用~(15)N 标记的尿素,研究发现夏施时枣树能利用25%左右的肥料氮,且吸收速度很快,有利于当年果实的高产。秋施时 N 的利用率只有12%,近一半仍保留在土壤中,而春施约72%的 N 损失掉。春秋枣树的吸氮速度都较低,此时施用氮肥必然导致利用率低,经济效益也低。夏季是金丝小枣的最佳施氮时期。