牛粪不同堆肥模式对温室气体排放的影响

采用静态箱-气相色谱法研究了自然状态下牛粪(C)、牛粪+秸秆(CSt)、牛粪+土(CSo)、牛粪+秸秆+土(CSt So)4种堆肥模式对温室气体排放的影响,以期为温室气体减排和堆肥模式优化提供参考。结果表明:堆肥期间堆温和温室内气温随时间推进均呈升—降—升的趋势,同一观测时间点气温高于堆温,总体上CSt、CSt So处理的堆温略高于C、CSo处理,表明加入秸秆具有提高堆温的效果。随时间推进,C处理的CO_2、CH_4和N_2O排放通量总体均呈增加的趋势,第6~7周排放通量较大;CSt、CSo、CSt So处理的3种温室气体排放通量总体均呈先升后降的趋势,CO_2和CH_4排放通量最大值总体出现在第2周,N_2O排放通量在第5~6周时较大。CO_2平均排放通量表现为CStCSt SoCSoC,除C处理与CSo处理无显著差异外,其他处理间差异显著;CH_4平均排放通量表现为CCStCSt SoCSo,C处理与CSt、CSo、CSt So处理之间及CSt、CSo处理之间差异显著;N_2O平均排放通量表现为CSoCStCSt SoC,CSo处理与C处理差异显著。CSt、CSo、CSt So处理的全球增温潜势(GWP)分别是C处理的3.25、2.61、2.59倍,主要是由于CSt、CSo、CSt So处理的CO_2和N_2O排放总量显著高于C处理,其对GWP的贡献率均高达97%以上。综合考虑广大农村堆料实际组分及温室气体减排,建议采用CSt So堆肥模式,但应适当增加牛粪和土的用量。     

锯末添加比例对牛粪贮存过程中氨气和温室气体排放的影响

为了研究添加锯末对牛粪堆积过程中气体排放的影响,试验采用静态箱技术探讨了牛粪单独贮存、牛粪和锯末质量比为2∶1和1∶1(干物质基础)对贮存过程中氨气和温室气体排放的影响.结果表明:在90d贮存期内,牛粪单独贮存、牛粪锯末质量比为2∶1和1∶1的氨气累积排放量分别为16.00,4.54和7.05mg/kg,氧化亚氮累积排放量分别为11.23,19.83和6.86mg/kg,甲烷累积排放量分别为839.87,81.24和65.69mg/kg,二氧化碳累积排放量分别为8.41,59.76和83.83g/kg.添加锯末显著降低了牛粪贮存过程中氨气和甲烷的排放量(p0.05),但同时也显著增加了二氧化碳的排放量(p0.05).牛粪锯末质量比为2∶1时,氧化亚氮排放量显著增加(p0.05),牛粪锯末质量比为1∶1时氧化亚氮排放量却显著降低(p0.05).牛粪单独贮存、牛粪锯末质量比为2∶1和1∶1时的总温室气体排放量分别为26.55,7.55和3.68g/kg(CO_2基础),与牛粪单独贮存相比,牛粪锯末质量比为2∶1和1∶1处理组的总温室气体排放量分别降低了71.57%(2∶1)和86.13%(1∶1).     

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

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(N20、CH4和C02)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C02排放当量减少了10.2％～20.8％.堆肥过程中排放的NH3对温室效应的贡献相对较大,各处理NH3的CO2排放当量为59.90～81.58kg/t,占4种气体总CO2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.     

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。     

不同碳氮比对园林废弃物堆肥中氨气和温室气体排放的影响

[目的]针对园林废弃物堆肥过程中温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)及氨气(NH₃)排放量大的问题,研究不同碳氮比对园林废弃物堆肥过程中温室气体和NH₃排放的影响,以期为降低堆肥产生的温室效应和NH₃污染提供技术支撑。[方法]在园林废弃物中添加不同质量的鸡粪,调节堆料碳氮比至25、30和35,利用傅里叶变换红外吸收光谱仪对堆肥过程中的NH₃和温室气体排放进行监测;采用标准方法对堆料的pH、有机碳、全氮含量进行检测。[结果]堆肥后所有处理组堆料均达到腐熟标准;园林废弃物堆肥所产生的温室效应以CO₂排放引起的温室效应为主,堆肥过程中CO₂排放量存在明显差异,碳氮比分别为25、30、35的处理组CO₂平均排放量分别为5.47、9.32、19.19 g/(kg·d),可见堆肥的温室效应随着碳氮比的增加而升高;NH₃排放量随着碳氮比的增加而明显降低,碳氮比分别...     

翻堆次数对牛粪高温堆肥的影响

研究了翻堆次数对牛粪高温堆肥的影响。试验共设3个处理,分别为3 d翻1次、6 d翻1次9、d翻1次。结果表明,3 d翻1次和6 d翻1次的堆肥比9 d翻1次的堆肥升温快、温度高、种子发芽率高。但3 d翻1次的劳动强度大,因此,在牛粪堆肥实际操作中,翻堆次数以6 d翻1次较为合适。     

畜禽废弃物堆肥氨气与温室气体协同减排研究

畜禽废弃物堆肥过程氨气与温室气体排放机理及减排技术是国内外学者的研究热点。堆肥过程中碳氮转化与氨气和温室气体的排放是相互关联的,而目前的研究主要关注氨气减排,尚缺乏对氨气与温室气体协同减排的系统性研究。因此,本研究通过系统梳理已发表的文献,分析了畜禽废弃物堆肥过程中氨气和温室气体的产排机制和协同关系,阐述了影响因素、调控策略和减排潜力,探讨了氨气和温室气体协同减排的技术途径,展望了氨气和温室气体协同减排机理与策略研究的重点和方向,旨在为畜禽废弃物堆肥过程中氨气和温室气体的协同减排提供理论依据和技术途径。研究表明,畜禽废弃物堆肥过程中氨气和温室气体的协同减排机理和调控途径尚不清楚,应加强在调节物料性质和优化供气策略的基础上,通过使用物理、化学和生物添加剂以实现堆肥过程氨气和温室气体的协同减排机理和技术研究。     

腐熟堆肥筛上粗颗粒对堆肥化过程中温室气体排放的影响

以猪粪和玉米秸秆按湿重7:1混合为原料,研究腐熟堆肥粗颗粒在堆肥化过程中减排温室气体作用。试验在1.2 m³发酵仓中进行,采用自然通风,每周翻堆一次,设混匀、覆盖、覆混、对照4种处理。试验结果表明:混匀处理能提高堆体的通气性能,提高堆肥产品的腐熟度,同时降低CH₄排放41.8%,但不能显著降低NH₃排放。覆盖处理能降低NH₃排放49.1%;腐熟堆肥覆盖层具有CH₄氧化能力,降低CH₄排放67.4%。覆混处理既能在堆肥翻堆前降低氨气排放(22.7%),又能在堆肥翻堆后减低甲烷排放(46.6%)。同对照相比,混匀和覆混处理分别减少N₂O排放35.7%和74.1%。腐熟堆肥粗颗粒中含有大量亚硝酸盐氧化菌,混入堆肥后可促使亚硝酸盐向硝酸盐的转化,减少通过反硝化途径产生N₂O,但是在堆肥初期将促进硝化途径产生N₂O。堆肥结束后,覆盖、混匀、覆混处理的总温室气体排放分别下降35.2%、50.4%和58.1%。覆混处理因其操作便捷性、良好的减排效果,可以在实际生产中推广应用。     

牛粪与蔬菜秸秆堆肥氮转化及温室气体排放研究

为获得高品质堆肥产品和改善堆肥工艺,指导堆肥生产。试验研究了牛粪与蔬菜秸秆、蘑菇渣条剁式堆肥中氮转化及温室气体排放的影响因子。结果表明,初始含水量设置为60%,每周翻堆1次,堆肥可以达到完全腐熟无害化标准,且养分含量较高;水溶性NH4+-N减少最少、水溶性NO+3--N增加最多;氨气排放浓度较低,其氮损失少;二氧化碳排放相对低,温室气体排放较少。     

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。     

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%。     

蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥氨挥发和温室气体排放的影响

为明确蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥过程中NH₃挥发及温室气体排放的影响,本研究分别将风化褐煤、厨余垃圾、蘑菇渣与鸡粪混合,在进行蝇蛆预处理后堆肥,研究试验过程中NH₃挥发和温室气体的排放规律。试验设置8个处理,分别为对照组（无蝇蛆预处理）：纯鸡粪（CK1）、30%风化褐煤+70%鸡粪（CK2）、30%厨余垃圾+70%鸡粪（CK3）、30%蘑菇渣+70%鸡粪（CK4）;试验组（蝇蛆预处理）：纯鸡粪（T1）、30%风化褐煤+70%鸡粪（T2）、30%厨余垃圾+70%鸡粪（T3）、30%蘑菇渣+70%鸡粪（T4）。结果表明：蝇蛆预处理能够延长堆肥高温期,≥50 ℃天数均达到10 d以上,相比CK1增加5~9 d;在整个试验期间试验组NH₃挥发集中在堆肥第2天,试验组NH₃累积排放量显著低于对照组,降幅达到42.7%~61.1%,菇渣添加处理的NH₃累积排放量在对照组中最低;风化褐煤的添加能够显著降低N₂O排放,T2相比于T1降低84.2%,CK2相比于CK1降低51.7%。蝇蛆预处理能够显著降低CO₂排放当量,相比CK1降低32.1%~73.2%,其中,T4的CO₂排放当量最低。研究表明,蝇蛆预处理能够提高堆肥温度、延长堆肥高温期、显著降低NH₃排放和CO₂排放当量,若从堆肥温度及CO₂排放当量方面考虑蝇蛆预处理和菇渣组合为最优处理。     

畜禽粪便堆肥过程中碳氮损失及温室气体排放综述

堆肥是畜禽粪便资源化利用的重要技术,但堆肥过程中碳氮损失会降低产品的农用价值并造成温室气体排放。堆肥过程中的污染气体排放受多种因素影响,本文综述了堆肥原料类型、辅料类型、初始C/N、含水率和通风速率对畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体（CH₄、NH₃、N₂O）排放的影响。结果发现：48.7%的C和27.7%的N在堆肥过程中损失,其中CH₄-C损失平均占初始总碳的0.5%,NH₃-N和N₂O-N损失分别占初始总氮的18.9%和1.1%。不同种类粪便堆肥碳氮损失差异明显,猪粪和鸡粪堆肥的温室气体排放量高于牛粪和羊粪。选择富含C的辅料与畜禽粪便联合堆肥均可促进有机物降解,其中以稻草或锯末为辅料时的温室气体排放量较低。初始C/N对堆肥过程N损失影响较大,总氮、NH₃和N₂O的损失均随C/N的增加而降低,其中C/N为20~25时最适宜N素保留。初始含水率显著影响CH₄和N₂O的排放,其排放量随含水率的增加呈显著上升趋势,以含水率为60%~65%最为适宜。通风速率（以堆肥干基计）为0.1~0.2 L·kg^-1·min^-1时,CH₄排放和总碳损失较低;通风速率为0.1~0.3 L·kg^-1·min^-1时,N₂O、NH₃和总氮损失较低。因此,为降低畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体排放量,建议采用的工艺参数为：通风速率0.1~0.3 L·kg^-1·min^-1、含水率60%~65%、C/N为20~25。     

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%。     

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。     

含硫添加剂对猪粪堆肥过程甲烷与臭气排放的影响

为探寻合适的含硫添加剂,有效控制堆肥过程中甲烷和臭气的排放,以磷石膏（PG）、过磷酸钙（SP）、硫酸钠（NS）为添加剂,采用强制通风曝气的60 L桶状发酵罐,探究不同含硫添加剂对于猪粪堆肥过程中气体排放的影响。结果表明：添加堆肥原始物料鲜质量2%的PG、2%的SP、1.2%的NS处理分别能减少50.8%、43.3%、46.6%的甲烷排放;PG和SP处理能减少40.6%和37.2%的氨气挥发,NS处理减少了20.0%的氨气挥发;PG与SP处理对硫化氢气体没有产生明显的抑制作用,而NS处理的硫化氢排放量为对照（无添加剂）处理的3.8倍,且NS处理堆肥结束后种子发芽率仅为41.3%。研究表明,1.2%的NS处理不适合臭气减排,而添加2%的PG以及2%的SP等低硫添加剂较为适宜。     

餐厨垃圾和绿化废弃物好氧堆肥过程中温室气体排放研究

利用好氧堆肥降解装置对餐厨垃圾和绿化废弃物进行处理,研究了2个进气温度(35,45℃)和3个通风速率(1.5,2.5,4 m3·h-1)6个处理组在堆肥过程中温室气体排放的变化规律.在餐厨垃圾和绿化废弃物15 d好氧堆肥过程中,堆肥第3～4天,各处理组CO2体积分数达到最高值,其中处理6的CO2体积分数在第3天达到11％,处理4在第4天达到8％;CH4的排放在第4～5天达到最高值,其中处理3和处理4的CH4体积分数在第5天分别达到14％和12％,CO2,CH4的排放变化趋势均是先升高后降低,最后趋于平缓的过程.在相同的通风速率下,大体上呈现温度越高,CO2排放体积分数越高,高浓度CH4的排放主要集中在堆肥高温前、中期.通风速率越小,CH4的排放浓度越高,通风速率越大,CH4的排放浓度越低,说明温度对CO2排放浓度影响显著,通风速率对CH4的排放浓度影响显著.     

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。