贮存高度和锯末覆盖厚度对猪粪NH3和温室气体排放量及其增温潜势的影响

为研究贮存高度和锯末覆盖厚度对猪粪NH3和温室气体排放量及其增温潜势的影响,以猪粪为贮存材料,锯末为覆盖材料,试验设2种猪粪贮存高度(20 cm和40 cm)和3种锯末覆盖高度(0、10 cm和20 cm),共6个处理,每个处理3个重复。通过动态箱技术对猪粪贮存过程中NH3和温室气体排放进行不间断测试,每小时测量一次进气口和排气口NH3、N2O、CH4和CO2的质量浓度,进而计算增温潜势,共测量42 d。结果表明:猪粪便的贮存高度对各种气体排放量均有显著影响,与20 cm贮存高度的猪粪相比,40 cm贮存高度猪粪的NH3、N2O和CO2排放量显著降低,而CH4排放量显著增加。锯末覆盖降低了猪粪贮存过程中NH3和CO2的排放量,但是增加了CH4的排放量;锯末覆盖对不同贮存高度猪粪N2O排放量影响不同,锯末覆盖增加了20 cm贮存高度猪粪N2O排放量,却降低了40 cm贮存高度猪粪N2O排放量。各处理组单位质量猪粪排放的总温室气体增温潜势为36.62～62.83 g·kg-1(CO2基础)。覆盖可以减少猪粪贮存过程中总温室气体增温潜势11.59%～23.61%,但差异不显著。与20 cm贮存高度的猪粪相比,40 cm贮存高度显著降低了猪粪总温室气体增温潜势达36.26%～41.48%。研究表明,增加猪粪贮存高度可以减少猪粪贮存过程中总温室气体的增温潜势。     

生物基包膜抑制型尿素对土壤温室气体排放及小青菜产量的影响

为研究生物基包膜氮肥对土壤温室气体排放及小青菜(Brassica chinensis)产量的影响,采用密闭式静态箱-气相色谱法测定盆栽试验条件下施用不同类型包膜尿素对土壤温室气体的排放特征,探究不同类型包膜尿素对土壤温室气体排放综合增温潜势(GWP)、排放强度(GHGI)及小青菜产量的影响。结果表明:抑制型尿素(I)、生物基包膜尿素(CRU)、生物基包膜抑制型尿素(CIRU)能够显著降低N_2O、CO_2、CH_4 3种温室气体的累积排放量。与普通尿素(U)相比,处理I、CRU和CIRU的N2O累积排放量显著降低了20.79%～79.52%,CO_2的累积排放量显著降低了46.53%～62.24%,CH4的累积排放量显著降低了25.38%～30.11%。与处理U相比,处理I、CRU和CIRU的GWP分别显著降低了40.44%、60.66%和65.02%;温室气体GHGI与GWP呈现出同样的趋势,处理I、CRU和CIRU分别显著降低了26.32%、70.53%和78.95%。与其他处理相比,处理CIRU具有最优的温室气体减排效果。处理CIRU的小青菜产量最高,为1 960.00 kg·hm~(-2),较处理U显著增产68.00%。研究表明,生物基包膜抑制型尿素在提高小青菜产量的同时还可以减少菜地温室气体排放及氮素气态损失。     

花生壳生物炭对潮土和红壤理化性质和温室气体排放的影响

为探讨花生壳生物炭用于农田土壤改良的效果,采用盆栽试验,结合静态箱-气相色谱法研究了施用不同剂量(0、0.5%、1%、2%、4%)花生壳生物炭对红壤和潮土的理化性质及温室气体排放变化特征的影响。结果表明,施用生物炭对潮土温室气体排放的影响较大,且两种土壤表现出不同的排放特征。总体上,潮土N_2O累积排放量显著高于红壤,与单施氮肥处理相比,随生物炭添加量的增加,潮土N_2O累积排放量显著降低,降幅达6.5%~26.6%;红壤N_2O累积排放量则随生物炭添加量的增加呈上升趋势,与单施氮肥处理相比,红壤N_2O累积排放量增幅为14.7%~54.3%。与对照相比,施用生物炭显著增加潮土CO_2排放,其累积排放量增幅最大为25.9%;而对红壤CO_2累积排放量则没有显著影响。此外,在施用不同剂量生物炭处理下,两种土壤CH_4排放无规律性变化,CH_4排放累积量总体在0左右。与空白对照和单施氮肥处理相比,随生物炭添加量的增加,两种土壤的固碳量显著增加,潮土增加了57.1%~78.7%,红壤增加了11.2%~59.9%;同时随生物炭的施用,潮土温室气体排放强度显著提高68.0%~76.8%,而生物炭添加量对红壤的温室气体排放强度无显著影响。分析认为,对潮土施用生物炭通过改变土壤容重、有机碳、无机氮等养分含量,显著提高温室气体排放强度,抑制供试作物生长,增强其净综合温室效应;而对红壤添加生物炭则可促进作物生长,其温室气体排放强度无显著增加,提升土壤固碳量,具有较好的生态效应。     

江苏省畜禽养殖温室气体排放估算

根据畜禽养殖的活动数据和温室气体排放因子,采用IPCC指南(2006)推荐的排放系数法,估算江苏省2000～2009年畜禽温室气体排放量。结果显示:江苏省畜禽养殖甲烷年平均排放总量为174.63 Gg,氧化亚氮年平均排放总量为20.80 Gg。其中,畜禽肠道发酵是重要甲烷排放源,年平均排放量为106.63 Gg,占畜禽甲烷排放总量的61.06%;粪便管理甲烷排放是畜禽温室气体的另一重要来源,年平均排放量为68 Gg,占甲烷排放总量的38.94%;2000～2009年期间江苏省畜禽温室气体排放量总体呈下降的趋势,肠道发酵羊的甲烷排放量最大,粪便管理中温室气体排放生猪排放贡献最大,前者主要是由排放系数决定,后者取决于饲养量。     

化肥减量配施有机肥对早稻田温室气体排放的影响

为明确化肥减量配施有机肥对早稻田温室气体排放的影响,在长期定位施肥试验区采用密闭静态箱法采集温室气体,监测了常规施用化肥以及化肥减量配施鲜猪粪、沼液沼渣、猪粪堆肥、紫云英绿肥等不同施肥处理的早季稻田主要温室气体排放动态,探讨了不同施肥措施对稻田温室气体累积排放量、全球增温潜势(GWP)及排放强度(GHGI)的影响。结果表明:不同施肥措施下早稻田温室气体的排放存在明显的差异;与常规施肥相比,各化肥减量配施有机肥处理均促进了早稻田CH_4和CO_2的排放,而化肥减量配施鲜猪粪、猪粪堆肥处理的N_2O排放量分别降低了7.09%、4.89%。在早稻生长季,化肥减量配施有机肥虽引起了稻田GWP值的增加,增幅在5.00%~59.58%之间,但也使稻谷产量增加了6.15%~12.10%,选择适宜的有机肥还可降低稻田的GHGI值;其中化肥减量配施猪粪堆肥是本试验中促进早稻增产和实现温室气体减排的最佳施肥措施。     

中国畜禽粪便管理变化对温室气体排放的影响

畜禽粪便是重要的温室气体排放源,不同粪便管理方式对温室气体排放的影响差异显著,科学分析我国畜禽粪便管理温室气体排放变化及其影响因素,对提高畜禽粪便管理和推进畜禽粪污资源化利用,实现畜禽低碳养殖具有重要意义。本文分析了我国国家信息通报中报告的1994—2014年畜禽粪便管理温室气体排放变化,结果表明:我国畜禽粪便管理温室气体排放量占农业源温室排放总量的比例逐步提高,2014年占比达到17.7%。基于第一次和第二次污染源普查相关数据,分析结果表明目前我国畜禽规模养殖场清粪方式以干清粪为主,粪便管理以固体粪便贮存、液体粪便贮存和厌氧发酵后沼液还田为主;比较分析了不同清粪工艺和粪便管理方式变化对温室气体排放的影响,提出了通过源头减量-过程控制-末端利用的全链条技术创新建议,以期促进我国畜禽低碳养殖和绿色发展。     

猪粪与菌剂配施对山地红壤温室气体排放的影响

【目的】研究猪粪与菌剂配施对山地红壤温室气体排放的影响,为减少温室气体排放提供理论依据。【方法】通过盆栽试验,探讨对照(CK)、复合肥(F)、猪粪(FM)、低量菌剂与猪粪配施(FMI1)、中量菌剂与猪粪配施(FMI2)和高量菌剂与猪粪配施(FMI3)6种不同处理下土壤温室气体的排放规律。【结果】(1)施用菌剂可以显著降低CO_2、CH_4和N_2O的排放通量,且高量菌剂与低中量菌剂有显著差异性;(2)高剂量菌剂与CK相比,CO_2累计排放量降低了84.33%,CH_4累计排放量降低了76.39%,N_2O累计排放量降低了86.44%;(3)施用菌剂可以显著降低综合温室效应(GWP),菌剂施用量越大,对温室效应抑制越明显;(4)施用菌剂可以显著提高土壤养分含量。【结论】在施用肥料的基础上配施菌剂,可以降低山地红壤CO_2、CH_4和N_2O排放通量与综合温室效应,且菌剂剂量越大,效果越佳。     

重庆市畜牧业温室气体排放量评估

畜牧业已经成为全球温室气体的主要排放源.通过开展重庆市畜牧业温室气体排放量估算及评价,结果表明,重庆市畜牧业温室气体的排放量受畜牧养殖t影响;牛是重庆市畜牧业温室气体排放中的关键排放源,对温室气体的排放贡献最大,其次是猪;农户散养反刍动物肠道发酵甲烷排放量比规模化饲养的排放量高.通过提高畜牧业养殖规模化率、减少反刍动物肠道发酵甲烷排放、合理利用畜禽粪便以及植树造林增加碳汇吸收等方法可有效减少畜牧业温室气体排放.     

双氰胺和氢醌添加对堆肥温室气体排放的影响

为实现畜禽粪便堆肥过程温室气体和NH₃的同步减排,在添加一定氢醌的基础上,探究双氰胺添加比例和添加时间对堆肥温室气体和NH₃排放的影响。以猪粪和玉米秸秆为堆肥原料,设置5个堆肥处理：对照处理,添加0.03%氢醌处理,在氢醌的基础上第19 d添加0.1%的双氰胺处理、第0 d添加0.2%的双氰胺处理和第0 d与19 d各添加0.1%的双氰胺处理。在60 L的发酵罐中进行40 d的堆肥试验。结果表明：添加干质量0.1%~0.2%的双氰胺和0.03%的氢醌并未对猪粪堆肥腐熟度造成影响;氢醌作为脲酶抑制剂对堆肥NH₃和温室气体排放影响较小,在此基础上添加双氰胺可减少8.88%~12.94%的NH₃排放、6.79%~13.55%的CH₄排放和24.71%~35.83%的N₂O排放,总温室效应可降低18.61%~19.97%。考虑到经济成本和减排效果,建议在堆肥降温期添加双氰胺。     

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。     

加入不同比例黄土对粪肥碳、氮养分保蓄的影响

采用室内培养方法研究了加入不同比例黄土对猪粪、牛粪两种粪肥培养过程中碳、氮养分保蓄及养分含量的影响。结果表明:加入黄土后猪粪CO_2和NH_3释放量显著降低,碳、氮保蓄率高于未加黄土处理;加入黄土后牛粪NH_3释放量显著降低,氮素保蓄率提高,而碳素保蓄率无明显变化,这与牛粪碳氮比相对较高,水溶性物质含量低,且较难分解的纤维素和半纤维素含量高,相对难以分解有关。随着黄土加入量的增加,土粪中各养分含量逐渐降低,这与加入黄土对粪肥养分的稀释作用有关。可见,加入适量黄土对减少粪肥分解过程中温室气体排放,保蓄粪肥碳、氮养分有重要作用。     

生物质炭对猪粪堆肥过程中氮素转化及温室气体排放的影响

为了解不同比例生物质炭的添加对猪粪和稻草堆肥过程中氮素损失及温室气体排放的影响,监测了堆置过程中铵态氮、硝态氮、氨挥发及温室气体的变化。试验设猪粪秸秆对照(B0)以及猪粪秸秆中添加5%(B1)、10%(B2)、15%(B3)生物质炭共4个处理。结果表明:添加生物质炭能够提高堆体温度,缩短堆肥周期,B3处理的堆体比B0处理提前3 d进入高温期;高温期B0、B1、B2、B3各处理堆体中NH+4含量分别比初始值增加6.6%、41.8%、51.9%、48.6%。与B0相比,添加生物质炭能够显著增加高温期堆体NH+4含量,减少高温期NH+4向NH3的转化,显著降低堆肥过程中的氨挥发,其中B1、B2、B3氨挥发累计量比B0分别减少23.1%、68.6%、78.4%;B2处理与B0相比能够显著减少CO_2排放总量,而B1、B3处理效果不显著,但能够显著减少堆肥过程中CH4的排放;与B0相比,添加生物质炭处理CH4排放总量降低16.3%~23.5%,且可显著降低堆肥过程中N_2O的排放,其中B2、B3的N2O排放总量比B0减少70.7%。     

早稻灌浆乳熟期蓄水灌溉对产量及温室气体排放的影响

为给湖南双季稻区稻田蓄水采用"早水晚用"的节水栽培模式提供理论依据,于早稻灌浆乳熟期起保持稻田不同的灌水深度(10、15、20 cm),通过大田试验探讨不同灌水深度对早稻产量及温室气体排放的影响。结果表明:与常规水管理相比,灌深水有利于提高光合速率,但降低了结实率和千粒重,使产量减少3.1%~5.7%,但差异不显著;灌深水增加了62.7%~113.6%的CH4累积排放量,减少了63.1%~84.1%的N2O累积排放量,差异显著。各灌水处理中以灌水深10 cm增排量最高,随着灌水深度增加增温潜势降低,各灌水处理的增温潜势超出常规水管理57.2%~96.6%。根据湖南降雨季节分布规律,加高加固田埂后,早稻成熟期蓄积20 cm深水有利于双季稻区晚稻种植和节水。但蓄深水增加了CH4排放,对此有待进一步深入研究减排措施。     

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%。     

不同形态猪粪储用过程的气态氮损失特征

为探讨不同形态猪粪短期存储和施用全过程的气态氮(N)损失特征,优化猪粪清储模式,以猪粪生浆液(PS)、固液分离液态组分(LF)、固液分离固态组分(SF)和风干猪粪(DM)为研究对象,利用原位气体采集法和盆栽试验,针对粪肥气态氮损失主要形式——NH_3挥发和N_2O排放,开展了不同形态猪粪存储及施用过程中的气态氮损失特征研究,并比较了4种形态猪粪施用后生菜产量和氮素利用效率(NUE)。结果表明:存储和施用全过程中,各形态猪粪的总气态氮损失达12.4%～20.9%,其中PS最高,SF最低;气态氮损失主要发生在存储/风干过程,占总气态氮损失的58.6%～76.3%。不同形态猪粪存储/施用过程的气态氮损失形态差异显著,在存储过程,LF和DM以NH_3挥发为主,分别占存储过程气态氮损失的71.5%和49.8%,而PS(38.0%)和SF(31.4%)的NH_3挥发占比相对较低;在施用过程,LF的气态氮损失依然以NH_3挥发为主,排放系数达到9.7%,其他形态猪粪NH_3挥发排放系数仅为3.3%～3.9%。SF经存储初级发酵后施用的资源化利用模式效果最优,其生菜产量(33.2 t·hm~(-2))及NUE最高,而等N施用下LF和PS对作物生长具有抑制作用。猪粪施用后N_2O排放带来的增温潜势达2.01～4.26 t CO_2e·hm~(-2),具有较高的温室效应。综上,猪粪的清储模式宜选择干清粪或者固液分离模式,液态部分可通过酸化等方式降低NH_3挥发损失,而固态组分可在简单堆肥发酵处理后进行农田资源化利用。     

不同堆高奶牛粪便长期堆积过程中温室气体和氨排放特点

为定量评价牛粪长期堆积对大气环境的影响,分别采用静态箱-气相色谱和通气法测定了不同堆体高度(堆高)奶牛粪便41周堆积过程中CH_4、N_2O和NH33种气体的排放量,分析了堆高对3种气体累积排放量以及温室效应和PM2.5的影响。结果表明,堆高对温室气体和NH3累积排放量的影响差异显著。堆高25 cm的CH_4和N_2O累积排放量显著低于堆高50 cm,但堆高对NH3累积排放量的影响正好相反。奶牛粪便长期堆积过程中CH_4对温室效应贡献最大,贡献率为61.41%~63.97%,其次是N_2O,贡献率为32.71%~33.70%,NH3对温室效应的贡献很小,仅为2.33%~5.88%。堆高25 cm的堆体温室效应显著低于堆高50 cm。堆高25 cm的堆体对PM2.5的影响显著高于50 cm。