规模猪场厌氧-好氧粪污处理系统温室气体减排量评估

在清洁发展机制(CDM)背景下的温室气体减排量交易是一种能帮助畜牧企业主用先进的粪污处理技术替代现有的开放式厌氧塘的好途径.本文的目的是评估先进的厌氧-好氧粪污处理系统的温室气体减排量,案例选自山西某公司的一个存栏6187头的规模猪场.基准线情景以及本文选用的先进系统项目活动排放源包括厌氧消化和好氧过程产生的CH4以及粪污在存贮和利用的过程中产生的N2O;减排量是指基准线情景排放和所选用先进系统排放的差值.项目选用的厌氧-好氧先进系统包括厌氧消化器系统、固液分离系统、废水的好氧处理系统以及分离固体好氧堆肥系统,替代开放厌氧塘系统减少了温室气体的排放,经估算温室气体排放量减少了79.6%, 从 6619.7 t CO2e·a-1减少到1348.5 t CO2e·a-1,6187头的规模猪场的总减排量为5271.2 t CO2e·a-1 2或者说0 85 t CO2e·head-1a-1.将产生的减排量在国际碳市场以每t CO2e 8欧元出售,每年将获得减排收入421695元,每头猪将产生68.2元的减排效益.减排收益的获得弥补了畜牧企业采用先进处理工艺的较高资金投入,促进了先进处理工艺的推广与普及,极大改善畜牧生产以及周边环境.     

水炭运筹下稻田痕量温室气体排放与水氮利用关系研究

为揭示寒地黑土稻田痕量温室气体的排放规律,以及稻田痕量温室气体排放与水分利用效率（WUE）及氮肥吸收利用率（NUE）间的关系,设置干湿交替灌溉和传统淹水灌溉2种水分管理模式,以及4个生物质炭施用量水平(0、2.5、12.5、25t/hm2),以传统淹水灌溉作为对比,应用15N示踪技术,研究水炭运筹下寒地黑土稻田甲烷和氧化亚氮排放的季节变化规律,明确稻作水氮利用与甲烷和氧化亚氮排放的关系,并计算温室气体的全球增温潜势（GWP）和排放强度（GHGI）。结果表明：生物质炭施用量相同时,传统淹水灌溉模式的甲烷排放通量显著高于干湿交替灌溉模式(P<0.05),而氧化亚氮排放通量均低于干湿交替灌溉模式。干湿交替灌溉模式的甲烷总排放量显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05),而氧化亚氮总排放量高于传统淹水灌溉模式,施加生物质炭对稻田甲烷、氧化亚氮减排效果显著;干湿交替灌溉模式下稻田痕量温室气体的GWP、GHGI显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05),施加生物质炭可以降低稻田痕量温室气体的GWP、GHGI。干湿交替灌溉模式的WUE显著高于传统淹水灌溉模式（P<0.05）,适量施入生物质炭可以增加WUE和氮肥整体、基肥、蘖肥、穗肥的NUE。两种灌溉模式稻田痕量温室气体的GWP和GHGI与WUE均呈显著负相关(P<0.05);两种灌溉模式稻田痕量温室气体的GWP、GHGI与氮肥整体、基肥、蘖肥、穗肥的NUE均呈显著或极显著负相关。     

新疆农村户用沼气温室气体减排量计算北大核心

文章以新疆农村户用沼气池项目为例,探索农村户用沼气温室气体减排量的计算方法,分析了农村户用沼气池建设温室气体减排的潜力,对2014年新疆农村户用沼气建设所带来的节能减排量进行了估算和效果分析,通过对不同计算方法的比较得出具体的温室气体减排量。研究结果表明户用沼气池的建设既能对农村生态环境进行改善,还能够减少化石燃料和温室气体的排放。     

节水灌溉对农田土壤温室气体排放的影响

农田是温室气体的重要排放源,如何通过有效的管理措施降低农田温室气体的排放成为当前应对气候变化研究的热点之一。不同灌溉方式导致土壤水分差异较大,进而引起温室气体排放的差异。[目的]系统总结分析不同节水灌溉方式对温室气体排放的影响效果有助于对节水灌溉方式优化选择及未来研究方向的聚焦。[方法]在前人研究基础上,进行文献搜集和整理,综述分析了节水灌溉方式对稻田和旱作农田温室气体排放的影响。[结果]与长期淹水相比,现有的水稻节水灌溉方式增加了稻田土壤CO2排放,增幅为20.83%~104.00%,平均增加48.40%,对N2O排放的影响有增加也有降低,其影响率范围为-41.30%~3078.41%,平均增加269.10%,但却显著降低了CH4的排放,降幅为14.19%~78.92%,平均降低51.66%。综合考虑稻田的全球净增温潜势(GWP),节水灌溉较长期淹水降低了稻田的GWP。与漫灌/沟灌相比,滴灌可改变旱作农田CO2和N2O排放及对CH4的吸收,其变化率范围分别为-31.19%~2.81%、-46.51%~52.56%和-150.00%~43.39%,平均分别降低12.84%、18.63%和24.93%。综合考虑旱作农田的GWP,由于N2O是旱作农田的主要温室气体,因此,滴灌降低了旱作农田的GWP。[结论]节水灌溉在节水的同时,还可降低农田温室气体排放的全球净增温潜势。基于研究现状,亟须对不同节水灌溉方式的温室排放效应及其机制开展定量研究。     

中国畜禽温室气体排放量估算

为探明中国畜禽温室气体排放量及其趋势，该研究在政府间气候变化专家委员会（IPCC，2006）最新公布的畜禽温室气体排放系数和计算方法的基础上，结合中国畜牧业发展实际，估算了全国2000－2007年和各省区2007年畜禽温室气体的排放量。结果表明，全国年平均排放甲烷总量1 002.7万t，氧化亚氮总量57.7万t；2000－2007年期间全国畜禽温室气体排放量总体呈下降的趋势，黄牛甲烷排放量最大，生猪氧化亚氮排放量最大；各省区畜禽温室气体排放量呈现区域集中特点，居前2位的是四川省和河南省。要减少中国畜禽温室     

不同灌溉方法对宁夏葡萄园土壤二氧化碳和甲烷排放的影响

采用静态箱-气相色谱法对不同灌溉方法(滴灌、沟灌)及相应施肥管理下的葡萄园土壤CO_2和CH_4排放进行了原位观测。结果表明,2012年与2013年生长季之中,不同灌溉方法显著影响葡萄园土壤CO_2和CH4的排放。以滴灌替换沟灌后,2012年CO_2与CH4减排量分别达到(3 530.34±1 611.97)kg/(hm2·a)和(0.392±0.424)kg/(hm~2·a),2013年则分别达到(2 198.43±713.97)kg/(hm~2·a)和(0.136±0.192)kg/(hm2·a),且2012年与2013年不同灌溉处理间CO_2排放量均差异显著;若将宁夏全区沟灌葡萄园全部改造为滴灌葡萄园,则2012年和2013年GWP减排总量(以CO_2计)将达到7 077.14万kg与4 402.58万kg。滴灌能有效抑制土壤CO_2与CH_4的排放损失,更具温室气体减排潜力。     

水分管理及生物质炭对稻田土壤含水率及pH值的影响

【目的】我国亚热带地区为典型的双季稻种植区,水分管理多采用长期淹水和间歇灌溉2种方式,灌溉方式的不同会影响土壤含水率的差异,势必会影响土壤酸碱性的改变。添加生物质炭可改变土壤性质。探明稻田淹水灌溉和间歇灌溉条件下添加生物质炭对双季稻田土壤水分及酸碱性的影响。【方法】采用田间小区试验,研究水分管理方式(长期淹水(CF)和间歇灌溉(IF))及生物质炭施用量(0、24 t/hm~2(LB+IF)和48 t/hm~2(HB+IF))对亚热带双季稻田土壤含水率及pH值的影响。【结果】与长期淹水相比,早稻季和晚稻季间歇灌溉的土壤含水率并没有显著降低。生物质炭添加并未显著影响早稻季和晚稻季土壤含水率,但在休闲季生物质炭处理的土壤含水率有所降低。研究期间,CF、IF、LB+IF和HB+IF处理的土壤含水率周年均值分别为47.35%、39.58%、36.81%和39.02%,与长期淹水相比,间歇灌溉降低了全年的土壤含水率,降幅达16.41%,而生物质炭对间歇灌溉稻田土壤含水率影响不大。与长期淹水相比,早稻季和晚稻季间歇灌溉处理的土壤pH值分别显著降低了0.22和0.57个单位,休闲季不同水分管理方式之间的土壤pH值差异不显著。由于生物质炭本身呈碱性,添加到土壤后可增加土壤pH值,且随着生物质炭添加量的增加而增加。与IF处理相比,早稻季和晚稻季生物质炭处理的pH值分别增加了0.23～0.68个单位和0.17～0.60个单位。【结论】水分管理可影响双季稻田土壤含水率和pH值。间歇灌溉降低了亚热带地区双季稻酸性土壤的pH值。生物质炭添加,尤其是高量生物质炭添加,可在一定程度上缓解间歇灌溉对酸性土壤pH值的降低作用。     

农田水管理下的稻田甲烷排放研究进展

从土壤水分状况与稻田甲烷排放的关系出发,对不同水管理措施,例如排水、烤田等对稻田甲烷排放的影响,以及不同水稻灌溉模式引起的甲烷排放变化等做一简要评述,特别指出节水灌溉模式下稻田甲烷排放的相关研究还很不足,提出今后应加强各种水稻节水灌溉模式对稻田CH4排放的调节效应、有针对性地开展关键水管理措施对稻田CH4排放的联合影响及机理、不同灌溉模式下稻田温室气体综合排放等方面的研究。     

猪场污水预贮存池的温室气体排放监测

猪场污水贮存过程中会产生大量温室气体,为测定污水预贮存过程中的温室气体排放情况,该实验利用静态箱法对四川某猪场的三格式污水贮存池进行了温室气体排放情况的监测。试验结果表明:一、二、三级贮存池温室气体CO2排放当量分别为555 g·m-2h-1,555 g·m-2h-1,279 g·m-2h-1,经过分级贮存后,温室气体排放明显减少;3个贮存池排放主要的温室气体均是CH4,其CO2排放当量分别为522 g·m-2h-1,526 g·m-2h-1,266 g·m-2h-1。CH4的贡献率分别达到94%,95%,95%,控制污水贮存过程中的CH4排放是温室气体减排的重要方法。     

我国养猪场清洁发展机制（CDM）发展潜力分析研究

我国养猪场规模化发展正迎来一个新的黄金时期,这为养猪场清洁发展机制CDM带来新的机遇.本文介绍了国内外养殖业CDM发展现状,调查和分析了我国养猪业发展状况;通过以广西某养猪场为研究对象,详细讨论了养猪场温室气体(GHG)减排的计算方法;在此基础上,对我国规模化养猪场CDM发展潜力和GHG减排量进行了深入探讨.分析表明,规模化养猪场CDM项目能够带来良好的GHG减排效果,5万头养猪场可以实现约4万tCO2e·年-1的减排量,我国5万头以上养猪场累计减排量可达约330万tCO2e·年-1.     

江西省水稻蓄雨间歇灌溉模式初探

【目的】探索水稻蓄雨间歇灌溉模式节水减排效益。【方法】以鄱阳湖区双季早晚稻为试验材料,采用大田和测坑试验,研究了水稻蓄雨间歇灌溉模式对灌溉定额、排水定额、降雨有效利用率、产量、稻田水分生产率,以及氮、磷排放量的影响,并与间歇灌溉和常规淹水灌溉试验进行了分析比较。【结果】与淹水灌溉、间歇灌溉相比,蓄雨间歇灌溉灌排水量、灌排次数明显减少。双季早晚稻年平均灌水量分别减少975m^3/hm^2和1251m^3/hm^2,年平均灌水次数分别减少8次和7.5次;年平均排水量分别减少729 m^3/hm^2和893 m^3/hm^2,年平均排水次数分别减少5.8次和3.1次;蓄雨间歇灌溉降雨有效利用率明显提高。早稻降雨利用率分别提高12.40%和9.14%,晚稻分别提高6.84%和6.42%;蓄雨间歇灌溉模式下,双季早晚稻总氮排放量年平均减排7.64 kg/hm^2和3.12 kg/hm^2,减排幅度34.93%和14.26%;双季早晚稻总磷排放量0.180kg/hm^2和0.095kg/hm^2,减排幅度37.25%和70.59%。【结论】蓄雨间歇灌溉模式具有明显的节水、减排和提高降雨有效利用率的效果,在我国南方多雨地区具有较强的推广应用空间。     

湖北省中稻灌溉定额修订研究

湖北省现行灌溉用水定额标准颁布于2003年,已难以适应当前及今后的水资源管理需求。【目的】为更全面真实地反映湖北省中稻现状灌溉用水水平。【方法】本文分析了湖北省各分区中稻作物系数、稻田渗漏量、泡田期水面蒸发量、饱和需水量、生育期、水层控制标准等灌溉定额计算参数。【结果】基于中稻灌溉定额影响因素分析,提出了人工、机械2种耕作方式与浅灌适蓄、间歇灌溉2种灌溉模式组合下不同分区不同频率的中稻灌溉定额。定额修订成果表明,先进的灌溉模式和耕作方式都能够有效降低中稻灌溉定额,促进农业节水。【结论】目前,湖北省一般适用机械耕作、浅灌适蓄条件下的中稻灌溉定额,对于水源和灌溉工程设施条件较好的地区建议采用机械耕作、间歇灌溉条件下的灌溉定额。     

赣抚平原灌区双季稻优化灌溉方式研究

采用田间对比试验的方法,测定双季早、晚稻的耗水量,研究2012年赣抚平原灌区不同灌溉方式下双季早、晚稻的水量与产量之间的相互关系。结果表明,间歇灌溉方式下早、晚稻本田期的腾发量、地下渗漏量、作物系数均低于淹水灌溉;与淹水灌溉方式相比,早、晚稻间歇灌溉处理本田期的耗水量分别减少4.35%和4.61%,作物系数（Kc）分别减少4.00%和3.45%,水分利用效率分别提高1.37%和2.96%,产量分别增加3.30%和1.40%。     

水稻间歇灌溉的节水增产机理研究

使稻田水分处于“薄水层─湿润─短暂落干”循环状态的水稻间歇灌溉是我国应推广的水稻节水灌溉技术之一。依据近三年来的试验研究,讨论了间歇灌溉的节水和增产机理,提出了着眼于提高降水利用率和降低渗漏量的稻田水管理模式及其注意事项;同时认为水稻间歇灌溉有利于提高氮素养分的利用率,从而促进水稻增产。     

江苏省水稻节水灌溉技术推广模式

针对江苏省稻作区水资源、土壤、气候的特点 ,选择浅湿灌溉、浅湿调控灌溉、控制灌溉、水稻旱作灌溉等 4种技术因地制宜进行推广。在灌溉过程中 ,建立和完善了一整套的组织措施和技术措施 ,形成了江苏省水稻节水灌溉技术推广模式 ,取得了显著的效果 ,丰富了水稻节水灌溉技术推广的内容     

不同灌溉模式寒地稻田CH_4和N_2O排放特征及增温潜势分析

【目的】寻求黑龙江省寒地稻田的适宜灌溉方式。【方法】采用静态箱-气相色谱田间观测的方法,设置控制灌溉、间歇灌溉和淹水灌溉3种灌溉方式,展开了对寒地水稻生长季CH_4和N_2O排放特征及其增温潜势方面的研究。【结果】(1)稻田CH_4排放主要集中在分蘖期、拔节孕穗期和抽穗开花期。与淹水灌溉相比,控制灌溉、间歇灌溉能显著减少CH_4排放量(P<0.01),其中控制灌溉减少56.29%,间歇灌溉减少26.59%。(2)土壤干湿交替的晒田期和施加穗肥7 d后是稻田N_2O排放的主要时期,返青期有明显的负排放现象发生。施加穗肥后,控制灌溉稻田N_2O排放首先达到排放高峰,比间歇灌溉和淹水灌溉提前了6 d。控制灌溉和间歇灌溉N_2O排放量与淹水灌溉相比分别增加了55.6%和56.0%。(3)淹水灌溉稻田CH_4排放量与5 cm土壤温度显著正相关(P<0.01),控制灌溉稻田N_2O排放量与15 cm土壤温度显著正相关(P<0.01)。不同深度土壤温度、气温对间歇灌溉稻田CH_4和N_2O排放均有显著影响。淹水灌溉CH_4和N_2O排放受土壤温度影响显著,其影响大小与不同灌溉方式有关。【结论】不同灌溉模式影响了寒地稻田CH_4和N_2O排放特征,控制灌溉既降低了增温潜势又增加了籽粒产量,是一种较优的灌溉模式。     

不同水肥处理条件下水稻生理指标及产量变化规律

根据湖北省团林灌溉试验站水稻水肥耦合试验资料,分析了不同水肥处理对水稻生长发育,水稻产量及其构成,水稻水分生产率等的影响规律。结果表明,在适当的施肥量和合理的追肥方式下,与传统的淹灌相比,节水灌溉有显著的节水增产效果,提高了水分生产率。通过分析的数据提出了一种高效利用水肥的稻田管理模式,并将该管理模式在江西鹰潭进行了示范。     

不同水氮管理模式下黑土稻田碳固定与碳减排效应分析

为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm²(N)、99 kg/hm²(N1,减氮10%)、88 kg/hm²(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管理模式下的水稻土壤呼吸CO₂排放强度和CH₄排放强度,水稻收获后各器官干物质量、碳含量及固碳量,并计算了净土壤碳收支情况。结果表明,不同水氮管理模式下,各处理土壤呼吸CO₂排放量呈现单峰值变化,并在分蘖期达到峰值;各处理甲烷排放量呈现双峰值变化且在分蘖期与穗肥施入后达到峰值。相同灌溉方式下,随着施氮量的减少,土壤呼吸CO₂排放强度与甲烷排放强度也显著减少(P<0.05)。相同施氮量下,控制灌溉相比常规淹灌有效地降低了甲烷排放强度,但提高了土壤呼吸CO₂排放强度。不同水氮管理模式下,水稻收获后总固碳量为319.37～489.00 g/m^2<...     

不同灌溉模式寒区稻田温室气体排放与土壤矿质氮特征

为探究东北黑土区不同灌溉模式下稻田温室气体排放和土壤矿质氮特征,于2019年在黑龙江省庆安国家灌溉试验重点站测坑内进行了试验观测,按照不同的灌溉模式设置了控制灌溉（KG）、间歇灌溉（JG）和湿润灌溉（CI）3个试验处理,以当地常规的插秧淹灌（CK）为对照,研究了不同处理的稻田温室气体甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）排放量、全球增温潜势值、以产量为基准的全球变暖潜势值及0～60cm土壤NH+4N含量和NO-3N含量的变化过程,以及0～20cm土层土壤温度和矿质氮含量与CH4和N2O排放量的相关关系。结果表明,随着水稻生长发育进程的推进,各处理稻田土壤各土层温度均呈先升高后降低的变化趋势;各处理CH4和N2O排放量均呈先增加后减少的倒“V”形变化趋势,CH4和N2O的排放峰值分别出现在拔节孕穗期和抽穗开花期。从时间上来看,CK、JG、CI处理的稻田土壤NH+4N含量拐点在分蘖中期和抽穗开花期,KG处理拐点在拔节孕穗期和乳熟期,而所有处理的土壤NO-3N含量最大值均出现在分蘖前期;从空间上来看,不同处理稻田土壤NH+4N平均含量随着土层深度增加而逐渐减少,而NO-3N平均含量CK处理随土层深度逐步增加,其余各处理为先减少再增加变化趋势。土壤温度与CH4排放量有显著相关性,而与N2O排放量相关性不显著;各处理土壤NH+4N含量与CH4和N2O排放量呈正相关,而土壤NO-3N含量与CH4和N2O排放量呈负相关。各处理稻田CH4累积排放量由大到小依次为CK、JG、KG、CI,N2O累积排放量由大到小依次为CI、KG、JG、CK,各处理CH4和N2O累积排放量均与CK处理差异显著（P＜0.05）,从单位产量温室效应(GWPy)来看,KG、JG、CI处理分别较CK处理降低24.98%、27.69%和24.06%。研究结果可为东北黑土区稻田减排和提高土壤矿质氮利用率提供理论依据和技术支撑。