应用反演式气体扩散模型测定奶牛养殖场氨排放特征研究

本研究采用反演式气体扩散技术与开路激光测定装置相结合的研究方法,测定了集约化奶牛养殖场(产奶量接近我国平均水平)的季节氨排放,旨在研究奶牛养殖过程中氨排放的日排放特征、季节排放特征及排放强度。结果表明:奶牛养殖场氨的日排放规律表现出中午高、夜间低的特征,该特征是由风速和温度的复合影响所致。不同季节的氨气日排放速率范围为119.5~191.0g/(head·d)(变异系数为19%),其中以冬季最低,夏季和春季最高,因此温度的季节性差异是主要原因。各季节氨气排放速率平均为160.9g/(head·d),相应的年排放因子为58.7kg/(head·年),其氨氮(NH3-N)损失占饲料氮素的34.5%,排放强度(生产1t标准牛乳的氨气排放量)为17.1kg。在未来还应加强开放型奶牛场N循环对饲料氮素的损失系数及其排放强度的影响的研究。     

冬春两季奶牛胃肠道甲烷排放量变化的研究

于冬春两季选用相同28头体况良好的中国荷斯坦奶牛,记录奶牛饲料干物质、粗蛋白、能量、中性洗涤纤维等摄入量,在呼吸代谢室测定奶牛胃肠道甲烷排放量,研究冬春两季奶牛胃肠道甲烷排放量变化规律.结果表明,冬季泌乳牛干物质采食量显著高于春季;春季青年牛和泌乳牛胃肠道甲烷排放量和甲烷转化因子均显著高于冬季;胃肠道甲烷排放量随着干物质采食量增加而线性增加,回归方程显示春季斜率(22.36)明显高于冬季(17.04),说明奶牛春季胃肠道甲烷排放的转化效率高于冬季.这可能是因冬春两季的温度和光照时间等因素引起.相比冬季,春季奶牛甲烷转化因子较高,导致其胃肠道甲烷排放显著提高.春季甲烷转化因子显著高于冬季,这可能因季节影响奶牛对日粮的消化利用、瘤胃发酵方式和日粮能量利用效率.     

吉林省中部地区畜禽养殖温室气体排放特征

为了解吉林省中部地区畜禽养殖温室气体的排放量和空间分布特征,根据联合国政府间气候变化化专门委员会(intergovernmental panel on climate change,简称IPCC)(2006)提供的方法,通过获取2005—2015年吉林省中部地区畜禽产量和排放因子,估算农业畜禽养殖温室气体排放量。结果表明,2005—2014年平均甲烷排放总量为1 175.70万t CO2-eq/年,氧化亚氮排放总量243.66万t CO2-eq/年;2005—2015年期间畜禽温室气体排放量呈先上升后下降趋于平缓趋势,2007—2010年排放量高于11年平均值(1 419.36万t CO2-eq/年),这与吉林省其他牛、猪、奶牛和山羊养殖数量变化有着明显关系;2005—2015年四平市、吉林市、榆树市、农安县和德惠市平均温室气体排放量为6 719.9万t CO2-eq,占吉林省中部温室气体排放量的44.21%。     

精料补充料对放牧奶牛肠道中甲烷排放量和产奶量的影响

虽然在反刍动物日粮中添加精料补充料被认为是一种有效的肠道甲烷减排策略,但有关在放牧条件下精料补充料对肠道甲烷排放量的影响研究很少。选择经产的荷斯坦黑白花奶牛24头,采用交叉实验设计,研究两个精料水平对放牧奶牛两个阶段的肠道甲烷排放和产奶量的影响。每个阶段持续4周,其中饮食适应期3周和测量期1周,两个阶段间没有间隔。饮食处理组包括两个精料水平(1、5 kg;以饲喂原样作基础),在每日挤奶时提供给每头牛同等的饲料。在每个阶段的最后一周,采用六氟化硫气体示踪技术,对多年生黑麦草牧场放牧的奶牛肠道甲烷的排放进行测定。同时,每日甲烷测量期间测定产奶量和体重,每周测定1次乳成分和体况评分(BCS)。同时在甲烷测量期间,根据能量需求模型和动物记录以及日粮组成估算每日奶牛的牧草采食量。在第1阶段中,相较于补充精料1 kg的奶牛,补充精料5 kg的奶牛牧草摄入量减少了1.8 kg DM·d-1,而在第2阶段,牧草摄入量减少4.4 kg DM·d-1。两个时期,产奶量均随着精料水平的增加而增加,每千克精料DM平均增加牛奶0.68 kg。精料饲养水平对乳中脂肪、蛋白质和总固形物含量没有显著影响(P0.05)。在第2阶段,补充精料5 kg·d-1奶牛的乳糖含量增加。第1阶段增加精料水平能够增加体重和BCS,但第2阶段没有相同效果。相对于精料1 kg补充料,饲喂精料5 kg补充料在第1阶段增加甲烷排放量34 g·d-1,在第2期增加甲烷排放量41 g·d-1。然而,每单位饲料采食量(干物质或总能量)或产奶量(总值或能量校正值)的甲烷排放量并不受精料补饲水平的影响。得出结论,充足放牧条件下(充足供应优质牧草)适度补充精料能使产奶量和甲烷排放量同时增长,所以产奶量和单位甲烷排放量均未受到影响。因此,对放牧草场奶牛给予适度的精料补充不是有效的肠道甲烷减排策略。     

灵武市规模化养殖场水污染物特征初探

对灵武规模化养殖场开展粪便废水污染特征研究,监测结果表明,灵武养殖场水污染物中的总氮、总磷、化学需氧量(COD)和5日生化需氧量(BOD5)均超过国家相关排放浓度标准,排放量均未超标,但污染负荷较高;总氮年排放总量达到4.86 t,COD达到19.92 t,总磷0.17 t,各项指标浓度冬季明显高于夏季,但污染负荷差异不大;养殖业水污染物对试验监测区下游干支沟排水的水质影响较大,排水中的总氮、总磷和COD均有不同程度超标,且冬春季>夏秋季。     

奶牛场水冲粪-固液分离系统氨排放的季节变化特征

【目的】分析奶牛场水冲粪 固液分离系统在不同季节的氨排放特征及影响因素,为明确该系统的工艺改进方向和环境影响的定量评估提供依据。【方法】于2017-2018年,按季节（春季、夏季、秋季和冬季）在采用水冲粪 固液分离系统的奶牛场采集固液分离后的废水和粪渣,采用通气法测定废水和粪渣在贮存和堆积过程的氨排放速率,分析废水和粪渣及整个固液分离系统氨排放的季节变化特征。【结果】废水温度（-4.1~35 ℃）主要受气温影响,且与气温差异不明显,其变化存在显著的季节差异;而粪渣堆体温度（5.0~63 ℃）主要受堆体有机质降解程度的影响,与气温有明显差异,不同季节的粪渣在堆积前中期无明显的季节差异。废水贮存过程中pH呈波动变化,但长期处于8.0 左右,而堆积过程粪渣pH总体呈下降趋势。废水贮存过程中,氨排放速率主要受气温和废水pH影响,春季、夏季和秋季氨的排放高峰期分别集中于贮存中后期、前中期和前期,冬季无明显的排放高峰期;随着贮存时间推移,废水氨累积排放量呈增加趋势,至试验结束时（49 d）,NH₃累积排放量从高到低依次为夏季（177.24 mg/kg）、春季（168.13 mg/kg）、秋季（162.00 mg/kg）和冬季（144.93 mg/kg）。粪渣堆积过程中,氨排放速率受粪渣堆体温度、pH和翻堆频率的叠加影响。随着贮存时间推移,氨累积排放量呈增加趋势,至试验结束时（49 d）,春季、夏季、秋季和冬季的NH₃累积排放量分别为0.36,0.42,0.54,0.67 g/kg,与气温无直接关系。废水是水冲粪 固液分离系统氨排放的主要来源,占整个系统氨排放量的58%~83%。【结论】对于奶牛场水冲粪 固液分离系统而言,控制废水的氨排放,尤其是夏季废水贮存过程的氨排放是奶牛场减少粪污氨排放的关键环节,降低废水的pH可以显著降低废水贮存过程的氨排放。     

长三角地区典型季节规模化奶牛场氨排放特征研究

为掌握长三角地区规模化奶牛场氨排放特征,通过在线高分辨率监测系统对典型规模化奶牛场的棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存环节进行连续监测,获取不同环节、不同季节的氨排放信息,并计算得到本地化氨排放系数及排放强度。结果表明：规模化奶牛场棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的年均氨排放浓度分别为（2.53±0.88）、（2.68±1.72）mg·m^-3和（2.44±1.73）mg·m^-3,氨浓度季节变化趋势总体表现为夏季>秋季>春季>冬季,夏季为冬季的2.3~4.2倍。不同环节氨排放小时变化存在明显差异,主要受日气象因子变化、畜禽活动和清粪管理等因素影响。温度是影响奶牛养殖氨排放水平的主要气象因素,与棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的氨浓度水平均呈极显著正相关关系,相关系数分别达到0.914、0.817和0.942,而风速和大气压强则与各环节氨排放浓度呈负相关关系。基于在线监测获得了奶牛养殖氨排放本地化系数,棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的年均氨排放系数分别为（13.14±5.17）、（7.71±5.17）kg·头^-1·a^-1和（9.72±4.47）kg·头^-1·a^-1,全年合计氨排放系数为30.57 kg·头^-1·a^-1。采用本地实测氨排放系数,建立了长三角地区规模化牛场氨排放清单,2018年长三角地区规模化牛场氨排放总量为3.39万t,氨排放主要集中在安徽省中北部和江苏省北部等集约化畜禽养殖规模较大的地区,夏季氨排放总量和强度最高,达到了1.36万t和151 t·d^-1,是冬季的3倍多。     

笼养肉鸡不同季节CH4和CO2排放研究

为研究规模化肉鸡场温室气体排放系数,给我国畜牧业温室气体清单编制和选择减排技术提供依据,选择山东某商业化肉鸡养殖场,对肉鸡生产过程中CO2和CH4的排放情况进行了研究。利用多功能气体分析仪对肉鸡舍CH4和CO2的浓度进行测定,肉鸡舍通风量测定则采用风机风量现场测定系统,根据不同季节连续5d测试结果计算提出肉鸡的CH4和CO2排放因子。结果表明:肉鸡在36～42d龄间的CH4和CO2的排放因子分别为(0.276±0.19)g·d-1·bird-1(58.9±37.2g·d-1·AU-1),154.4±45.7g·d-1·bird-1(33.5±8.0kg·d-1·AU-1),不同季节CH4排放因子存在显著差异,夏季最高为0.552g·d-1·bird-1,冬季最低为0.111g·d-1·bird-1,春季和秋季分别为0.187g·d-1·bird-1和0.254g·d-1·bird-1;CO2排放因子夏秋季节差异不显著,分别为186.8g·d-1·bird-1和179.8g·d-1·bird-1,但显著高于春季(163.4g·d-1·bird-1)和冬季(87.4g·d-1·bird-1);分析表明,鸡舍通风量...     

天津市植被单萜烯排放量估算及时空分布特征

基于改进的GLoBEIS模型,使用实际观测的小时气象数据和遥感图像解译的土地利用类型数据,对天津市2013年植被排放的单萜烯(BTMT)总量进行了估算和时空分布特征分析。结果表明:2013年天津市BTMT排放总量达到2 877.80t(以C计,下同),排放强度为0.25t·km~(-2)·a~(-1)。BTMT的排放具有明显的日变化、月变化和季节变化特征:中午高,夜间低;8月份最高,1月份最低;夏季排放量最大,冬季排放量最小。其空间特征与土地利用类型密切相关,BTMT的排放主要分布在林地面积较大的区域,并且在市内6区和滨海新区排放量较小。最后,对BTMT排放量的估算进行了不确定性分析。     

太湖地区规模奶牛场粪尿年产生量估算

为了估算规模化奶牛养殖场产污与排污量,采用源强估算法监测与估算奶牛场的泌乳牛和育成牛4个季节的粪尿产生量,同时监测了奶牛饲料氮磷摄入量与奶牛在运动场的粪尿产生量。结果表明:①每头泌乳牛日平均排泄粪便32.03 kg、尿20.93 kg,育成牛日平均排泄粪便13.58 kg、尿7.60 kg;泌乳牛日平均氮、磷产生量分别为274.23 g和95.93 g,育成牛每日氮、磷产生量分别为54.15 g和18.05 g,泌乳牛排泄量明显大于育成牛。②泌乳牛磷摄入量与磷排泄量呈线性相关(P0.05),r=0.935 9;氮排泄量与饲料氮摄入量相关性不显著。③奶牛夏季在运动场上粪尿产生量占粪尿总产生量的30%左右,冬季占10%左右。     

垃圾填埋场CH4产气模型的研究

通过对各种产气模型的比较,选择Marticorena模型对垃圾填埋场CH4的产气量进行预测,并通过加速降解生化试验,测定垃圾最大产CH。潜能为55．86m^2／t,并估算到2020年填埋场的CH4产生量将达到98．4亿Nm^3。     

水稻物质生产对稻田甲烷排放的影响

以研 究水稻 物质生产 对稻田 甲烷排 放影响为 目的的 大田与 盆栽 试验于１９９４ —１９９５ 年在美国德克萨斯州进行。对同期观测的稻田甲烷排放量与水稻干物质积累资料的分析表明, 在类似的气候、土壤及水稻栽培管理条件下, 稻田甲烷排放的季节总量随水稻生产力水平的提高而增加; 甲烷日排放通量与水稻干物质积累呈正相关;水稻生长中、后期的物质生产对甲烷排放的贡献大于前期。     

Assessing methane emissions from global space-borne observations

In the past two centuries, atmospheric methane has more than doubled and now constitutes 20% of the anthropogenic climate forcing by greenhouse gases. Yet its sources are not well quantified, introducing uncertainties in its global budget. We retrieved the global methane distribution by using spaceborne near-infrared absorption spectroscopy. In addition to the expected latitudinal gradient, we detected large-scale patterns of anthropogenic and natural methane emissions. Furthermore, we observed unexpectedly high methane concentrations over tropical rainforests, revealing that emission inventories considerably underestimated methane sources in these regions during the time period of investigation (August through November 2003).     

华南稻区不同施肥模式下土壤CH4和N2O排放特征

通过田间试验研究了不同施肥模式对华南稻田CH4和N2O排放的影响。研究结果表明:水稻生育期内,CH4排放呈单峰曲线,不同水稻季CH4排放峰出现的时间和峰值不同,晚稻CH4排放峰出现的时间早于早稻,且峰值明显高于早稻。由三季水稻观测数据可知:稻田CH4排放通量范围分别为-0.29~14.83、-6.09~31.54、-0.11~22.87 mg·m-2·h-1,而不同生长季N2O排放数据表明稻田N2O排放通量非常小且N2O排放规律不明显;稳定性氮肥结合甲烷抑制剂(SN)处理CH4季节排放总量最低,与农民习惯施肥处理(FP)相比,SN处理均能明显降低CH4季节排放量,降幅分别达34.1%、28.4%和7.7%。分析单位产量CH4和N2O增温潜势可知,两季水稻SN处理较FP处理全球增温潜势分别降低了31.0%和17.8%。综上认为,华南稻-稻连作种植体系下,CH4气体是稻田全球增温潜势增加的主要温室气体,SN施肥模式可作为该区域稻田温室气体减排的一项重要措施。     

不同施肥条件对稻田温室气体排放特征的影响

采用静态箱-气相色谱监测体系研究了上海郊区3种不同施肥条件下稻田系统温室气体(GHGs)排放特征及其全球增温潜能(GWP)。研究结果表明:施肥能显著增加稻田系统CO2的排放通量,但不同施肥条件对其影响差异不显著;施用有机肥能显著增加稻田系统CH4的排放通量,同时也能显著降低稻田N2O排放通量。整个水稻生育期,不施肥CK处理的GWP最低,为14 852 kg CO2·hm-2。相较于CK处理,施用尿素的CT处理、有机无机混施的MT处理和施用有机肥的OT处理分别增加了86.9%、111.5%和134.3%的稻田GWP,表明施肥会增加稻田土壤GHGs的GWP。     

稻田温室气体排放与减排研究综述

水稻是我国最重要的粮食作物之一,甲烷和氧化亚氮作为稻田两大温室气体,在全球温室效应中起着很大作用。文章综述了水分管理条件、施肥方式、品种选择差异、农作模式差异及土壤气候条件等因素对稻田甲烷和氧化亚氮排放的主要因素,并从综合温室效应方面提出品种和栽培措施、合理施肥和用药、改进农作制度、发展农村沼气能等技术措施,为发展稻田低碳提供一定的参考。     

施铁对普通野生稻田甲烷排放的影响

为了探究施铁对普通野生稻田甲烷的减排效果，对1个根表铁膜形成能力较强的普通野生稻居群进行了水泥池小区对比试验，观测了施铁处理和对照的CH₄排放速率、土壤孔隙水Fe2+浓度和根表铁膜。结果表明:施铁导致CH₄总排放量减少了29.51%，在普通野生稻生长前期CH₄减排效应尤为明显。移栽后第19 天，施铁小区的土壤孔隙水Fe2+浓度为0.57 mmol·L?1 ，显著大于对照小区。根生物量和单株根表铁膜数量在施铁处理和对照之间的差异随植株年龄增大而增大。因此，施铁措施对具有厚铁膜潜力的普通野生稻居群的CH₄减排能起到明显的促进作用。     

灌溉对农田温室效应贡献及土壤碳储量影响研究进展

农田碳库是全球碳库最活跃的部分,对管理措施变化的响应十分敏感。灌溉技术作为中国旱作农业的重要管理措施,其变化势必会对农田温室效应贡献及土壤碳固存能力产生重要影响,但相关试验数据及机理研究迄今仍十分缺乏。文章综述了灌溉对农田土壤呼吸及其不同组分、氧化亚氮（N2O）与甲烷（CH4）源汇通量以及农田土壤碳储量变化的定量影响,比较了上述参数变化对不同灌溉方式、灌溉量、灌溉频率、灌溉年限以及灌溉水质等的差异响应,剖析了可能的影响机制。分析表明：（1）灌溉通常将增加土壤的碳排放,但土壤呼吸与灌溉量间并非线性关系。在水分亏缺条件下,土壤呼吸与灌溉量呈现正相关,而过量灌溉则会降低土壤呼吸;灌溉影响土壤呼吸的温度敏感性（Q10）,Q10与灌溉量之间呈抛物线关系,漫灌方式下土壤呼吸的温度敏感性高于滴灌;不同灌溉方式下土壤呼吸不同组分的贡献率及其对水分变化的响应存在较大差异,灌溉对根系呼吸的影响较对土壤微生物呼吸的影响更为显著,滴灌条件下根系呼吸对土壤呼吸的贡献率显著大于漫灌;灌溉水质与灌溉深度显著影响土壤温室气体释放总量,开展充分的市政污水处理能够为国家和地区换取更多的碳排放信用。（2）水分管理是减缓农田N2O与CH4排放的重要措施,水分状况对N2O与CH4的产生过程与排放途径均存在重要影响;水分管理对CH4和N2O排放的影响往往存在明显的消长关系,采用全球增温潜势（GWPs）等综合性评价指标才能更加准确与全面地反映灌溉及其不同方式所带来的农田温室效应贡献变化。（3）水分变化对土壤有机碳存在增加、降低或不显著等多种可能影响。不同气候、土壤类型下表层有机碳含量变化对灌溉的响应存在明显不同,灌溉在相对干旱地区对土壤有机碳的增加效应更为显著;不同组分有机碳对灌溉方式变化响应的敏感度以及响应方向存在差异,对于某种灌溉方式影响效应的评价须从农业节水、增加土壤有机碳储量以及提高活性有机碳利用率等多角度进行综合分析。迄今为止,灌溉对土壤主要温室气体排放及土壤有机碳储量的影响效应仍存在较大不确定性,今后应加强不同灌溉方式之间的对比研究,尤其是灌溉方式改变后土壤温室气体排放空间差异性的变化;重点关注灌溉及其方式变化对温室气体综合增温潜势以及生态系统碳源汇功能的影响;加强不同灌溉方式的长期与短期效应的比较;深化灌溉驱动农田温室效应变化的微生物学驱动机制的研究等。     

Studies on Methane Emissions from Pastoral Farming in New Zealand

The aim of this paper was to give a basic understanding of studies on methane emissions of New Zealand, as we know the agriculture of New Zealand is pastoral farming, most livestock animals are grazed in pasture, and quantities of methane were released from the digestive tract and animals excreta. In New Zealand some 50% greenhouse gases （GHG） sources are attributed to agriculture and one third is methane from livestock enteric formation. For many years, many researchers have been exploiting the techniques and methods to measure the emission of methane of New Zealand, further more studing the available options to alleviate the methane emissions. Their pioneering work and successful experiences including the determined methods and mitigation strategies are worth learning for scholars around the world. Some of their approaches were not only suitable for New Zealand grazed livestock, but for many other countries, even the animals are intensively bred in pen. The calorimeter/respiration chamber is the most exactly method in present, but it needs expensive equipments and skilled manipulators, so there are still some difficulty in applying this approach extensively in practice. Sulfur hexafluoride （SF6） trace technique is much adopted for grazed livestock evaluating the methane emission, though its veracity was doubted by some researchers, it is still a good option in present for studying the GHG emissions for grazing animals. By measuring the rumen volatile fatty acid （VFA） concentration to estimate the methane emission is a relatively simple approach, it is just only a rough evaluation, and it is unsuitable for exact study, but this method may be used in China for extensively raised ruminant. In present China, the ruminants are fed in an extensively managed state, the diversities of roughage and animals varieties caused difficult to exactly estimate the methane emission. So exploiting the available options is much important for constituting the exhaustive emission inventory. This review just maybe a good reference for researchers to carry out their studies in years and acquired great achievements in methane mitigation area. outline some practical techniques of New Zealand, those this field, after all New Zealand have been persisting many     

布鲁氏菌病对荷斯坦牛泌乳性能的影响

[目的]研究不同产犊季节、胎次及泌乳阶段布鲁氏菌病对奶牛泌乳性能的影响。[方法]收集南方地区某奶牛场297头奶牛2014年的DHI生产性能测定记录,采用多因素方差法分析布鲁氏菌病阴性与阳性奶牛不同产犊季节、胎次和泌乳阶段对奶牛泌乳性能(日产奶量、体细胞数、体细胞评分、奶损失、尿素氮、产奶高峰日、90 d产奶量)的影响。[结果]不同产犊季节、胎次和泌乳阶段对奶牛的体细胞数、体细胞评分、奶损失、高峰日的影响达到极显著水平(P0.01),而对其他泌乳性能无显著影响。布鲁氏菌病对荷斯坦奶牛的日产奶量、体细胞数、体细胞评分、奶损失、产奶高峰日具有极显著影响(P0.01),对尿素氮和90 d产奶量的影响达到显著水平(P0.05),不同产犊季节、泌乳阶段、胎次、测定季节等对奶牛的生产性能均有一定的影响。[结论]该研究结果可为提高奶牛的泌乳性能及牛奶质量提供可靠的理论依据。