不同C/N比对双孢蘑菇培养料发酵过程温室气体排放的影响

针对双孢蘑菇培养料发酵过程中物质能量转化效率低、CO_2和CH_4等温室气体排放量大等问题,采用自制强制通风发酵箱装置研究了不同碳氮比对培养料发酵过程中温室气体排放和碳氮物质转化的影响。结果表明:发酵过程中温室气体的排放主要以CO_2为主,CH_4、N_2O和NH_3的排放量较少,并且CO_2、N_2O和NH_3的累积排放量均随C/N比的增加而降低。C/N分别为28,33,38,43处理以温室气体形式损失的碳分别为46.16,37.44,33.04,31.76 g/kg,损失的氮分别为4.72,3.49,1.76,1.65 mg/kg。C/N为33的处理更适合微生物活性,有机物降解率高于其它处理。到发酵结束时,C/N分别为28,33,38,43处理的碳物质损失分别为36.55%,45.5%,37.22%,32.71%,氮物质损失分别为5.41%,13.84%,7.59%,16.33%;但随发酵的进行,全氮相对含量因有机物降解而浓缩,呈现增加趋势。综合考虑温室气体排放和培养料发酵质量两个方面的因素,在实际生产过程中可适当提高C/N比,采用C/N为33:1~38:1的培养料配方,在不影响发酵质量的同时可减少温室气体排放量。另外,由于温室气体的排放主要集中在高温期,高温期越长,排放的温室气体越多,因此在发酵过程中应加强管理,及时翻堆,以控制发酵温度和温室气体排放。     

玉米秸秆不同还田方式下麦田温室气体排放特征

为了探讨玉米秸秆不同还田方式对麦田温室气体排放的影响,通过田间试验,设玉米秸秆不还田(CK)、玉米秸秆直接还田(CS)、玉米秸秆过腹还田(CGS)和玉米秸秆转化为食用菌基质,出菇后菌渣还田(CMS)4个处理,利用静态箱-气相色谱法测定了玉米秸秆不同还田方式下,麦田温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的排放特征。结果表明:玉米秸秆不同还田方式下,麦田温室气体通量均具有明显的季节变化,且排放量不同。在小麦生长季,CO_2和N_2O均表现为排放,其排放量为CKCGSCSCMS;甲烷表现为吸收,其吸收量为CSCGSCKCMS,且不同处理间差异显著(P0.05)。从温室气体综合增温潜势(GWP)来看,在20、100年和500年3个时间尺度上,仅玉米秸秆不同还田方式这一环节,GWP均表现为:CSCGSCKCMS,也就是说秸秆直接还田,显著增加麦田温室气体的全球增温潜势,其次是玉米秸秆过腹还田方式,而秸秆-菌渣还田则降低了麦田温室气体的全球增温潜势。从减少温室气体排放角度,推荐秸秆-菌渣还田方式。该研究结果可为秸秆合理利用和温室气体减排提供基础数据。     

低碳氮比条件下猪粪堆肥氨气和温室气体排放

针对养殖场粪便产生量大、外加碳源物质成本高,堆肥需要添加大量的碳源物质,并且猪粪堆肥实际生产过程中氨气(NH_3)和温室气体(GHG)排放数据缺乏的问题,开展了低碳氮比(C/N)条件下的猪粪堆肥试验。试验采用箱式堆肥法,使用Innova 1312对氨气(NH_3)、氧化亚氮(N_2O)、甲烷(CH_4)和二氧化碳(CO_2)气体进行24h在线连续监测。结果表明:堆肥箱体内日平均温度超过50℃的持续天数均超过10d,满足国家相关标准的无害化要求;经过31d的好氧发酵,每千克初始原料鲜重的NH_3、N_2O、CH_4和CO_2的累计排放分别为2.27、0.07、0.24、135.72g,NH_3的排放主要集中在堆肥第1周和翻堆后10d,分别占总排放的31.09%和36.15%,GHG排放主要集中在第4周,占总排放的30.9%;在不考虑CO_2时,N_2O是GHG的主要贡献气体,贡献率为72.02%。堆肥过程中物料气体(NH_3、N_2O、CH_4和CO_2)累计排放量均与p H值呈现良好的正相关(P0.01)、与含水率和C/N呈现良好的负相关(P0.01)。建议对猪粪堆肥过程中NH_3的控制应集中在堆肥第1周和翻堆后,GHG减排应重点关注堆肥后期N_2O的排放。     

碳源和巨大芽孢杆菌添加对土壤微生物环境及N2O、CH4排放的影响

2014年9-10月设计小麦盆栽试验,设置常规施氮处理（CK）、氮肥添加葡萄糖（G）、氮肥添加葡萄糖和巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium,GY）、氮肥添加秸秆（S）、氮肥添加秸秆和巨大芽孢杆菌（SY）5种处理,通过观测小麦苗期温室气体排放、土壤碳氮环境以及微生物菌群等变化,以分析研究不同碳源和巨大芽孢杆菌对土壤温室气体排放和微生物的影响。结果表明：（1）在施氮的同时增施葡萄糖（G）以及葡萄糖和巨大芽孢杆菌处理（GY）,对土壤微生物碳含量变化影响不显著,但降低土壤观测物种数与物种多样性;明显抑制硝态氮和铵态氮的增加,继而抑制N2O排放量的增加,同时促进了旱地土壤对CH4的吸收。（2）若用秸秆代替葡萄糖,在施氮的同时增施秸秆（S）,显著减少小麦苗期土壤硝态氮含量,但对N2O排放影响不显著。与秸秆相比,葡萄糖能快速提供有机碳,作为碳源更能体现巨大芽孢杆菌改善土壤微生物菌群、减少硝态氮生成及N2O气体排放的效果。     

不同贮藏温度下荔枝呼吸速率模型的对比与验证

为了准确预测荔枝的呼吸速率,该文以"桂味"荔枝果实作为试验材料,采用密闭空间系统法对不同温度(5、10、15、20、25℃)下贮藏期间荔枝呼吸速率及贮藏空间O_2和CO_2浓度进行检测,分别以非线性模型、基于酶动力学原理的Michaelis-Menten模型、多元回归模型对荔枝呼吸速率进行预测。结果表明:3个模型标准差小于0.05,非线性模型P1预测值的相对误差为-10%~28%,Michaelis-Menten模型P2预测值的相对误差为-14%~14%,多元回归模型P3预测值的相对误差为-10%~10%;多元回归模型P3误差最小并且走势与实际值更吻合;荔枝贮藏过程中气体浓度变化与时间存在非线性关系,温度与呼吸速率之间存在明显的Arrhenius关系,荔枝呼吸特性满足Michaelis-Menten模型;多元回归预测模型P3可以准确的预测荔枝的呼吸速率,该模型分析了影响呼吸速率的多个因素之间的耦合关系,为动态气调参数设置提供理论依据。     

农垦对温带草地生态系统CO2、CH4、N2O通量的影响

2001年6～9月,利用静态暗箱法对内蒙古锡林河流域草甸草原及其开垦后的农田(春小麦)和休耕地的CO2、CH4和N2O的通量进行了野外实地观测。结果显示,草甸草原开垦为耕地对温带草地生态系统CO2、CH4和N2O源汇状况影响显著。从CO2排放量的平均值来看, 农田(545.8 mg穖-2穐-1)>草甸(301.9 mg穖-2穐-1)>休耕地(74.4 mg穖-2穐-1),其中草甸开垦为农田使CO2的排放增加了81%;在春小麦的生长期内,麦田的CO2排放量是草甸草原的2倍多,小麦死亡和收割后CO2排放锐减,可见农垦明显促进了CO2的排放。另外干旱使得草甸草原、农田和休耕地的CO2排放量表现出减少趋势。草甸开垦为农田后CH4吸收特征表现明显,但干旱减弱了其吸收趋势。就N2O而言,草地开垦后春小麦的种植总体上并未增加N2O的排放,只是改变了其排放特征;除小麦苗期外,N2O的排放都高于草甸草原;极端干旱还导致土壤对大气N2O的吸收。另外,农田的CH4吸收与N2O排放之间还存在此消彼长的关系。     

蒽污染土壤的原位臭氧氧化法修复

在气体流量为120mL·min-1、气相臭氧浓度为3.38mg·L-1的条件下,对蒽含量为100mg·kg-1的污染土壤进行臭氧化处理。土柱实验表明,土壤中蒽的去除率随通气时间的增加而增加,且同一时间内蒽在土柱中的分布较为均匀。当通气时间达到40min时,蒽的平均去除率可达到80.4%。以呼吸强度为指标,用密闭滴定法研究了反应前后污染物及其降解产物对微生物的影响。与处理前相比,经臭氧氧化后,微生物的呼吸强度明显增强,表明土壤中的蒽经臭氧氧化后更易于生物降解。     

农业生产的温室气体排放研究进展

农业生产是人类最重要的生产活动，是人类生活资料最根本的来源，特别是现代农业的发展，使农业生产力水平大幅度提高。但农业生产活动改变了地表大气、土壤和生物之间的物质循环和能量流动，也带来了一系列环境问题。本文着重阐述农业生产活动对大气CO2、CH4、N2O等温室气体的贡献，并通过对稻田生态系统、旱田生态系统、农业生产废弃物以及饲养业对温室气体CO2、CH4、N2O的产生、传输影响因子的综合分析，进一步了解农业生产与全球温室气体浓度增加之间的关系，及其在全球气候变暖中所起的作用，从而采取一系列相关措施来减少温室气体的排放。     

松木屑加压水蒸气气化研究

在温度为800、850、900和950℃,压力为0.1～0.6 MPa的条件下,考察了一定流量的水蒸气和松木屑反应产生合成气的气体组分和产量的变化规律.实验结果表明高温能够增加反应速率并且有利于产生富氢燃气,氢气的含量在气体中最高,超过了50％;同时,随着温度增加,合成气中H2和CO的浓度逐渐增加,CO2和CH4的浓度逐渐减少.提高反应系统的压力,合成气气体的产量会增加而产生的焦油量减少,H2和CO2浓度出现增加趋势而CO和CH4的浓度出现减小趋势.     

森林生态系统气体调节服务季节动态

基于中国陆地生态系统通量观测研究网络（ChinaFlux）3年（2005．2007年）的观测数据,研究了千烟洲中亚热带人工林（QYF）和长自山温带混交林（CBF）的气体调节通量动态和气体调节价值累积过程。本文将气体调节服务区分为植被气体调节服务和净生态系统气体调节服务。采用碳税法、造林成本法和工业制氧法对气体调节服务价值化,研究表明气体调节通量具有显著的季节变化。千烟洲人工林和长白山混交林植被的日均CO2吸收量分别为82．00kg·hm^-2·d和59．37kg·hm^-2·d,对应的O2通量分别为59.65kg·hm^-2·d和43．19kg·hm^-2·d。千烟洲人工林和长白山混交林的植被气体调节价值累积过程曲线均为S型,年均植被气体调节服务价值分别为14342．69元·hm^-2和10384．18元·hm^-2。就净生态系统气体调节服务而言,千烟洲人工林全年各月均表现为CO2的净吸收和O2的净释放,而长白山混交林则主要在5-9月表现为CO2的净吸收。千烟洲人工林的净生态系统气体调节价值累积过程曲线为S型,而长白山混交林则为单峰型。千烟洲人工林和长白山混交林的年均净生态系统气体调节服务价值分别为8470．52元·hm^-2和5091．98元·hm^-2。植被气体调节服务和净生态系统气体调节服务主要发生为5-10月。