基于LCA的黄土高原沼气生态果园环境影响研究

为了综合评估黄土高原沼气生态果园的生命周期环境影响,基于陕北黄土高原地区实际工程案例,利用生命周期评价(LCA)方法计算出黄土高原沼气生态果园系统的能源消耗和污染物排放潜值,并分析了系统在不同功能阶段的环境和经济表现。结果表明:在系统完整生命周期中,环境排放发生在建设阶段和果园生产阶段,沼气利用阶段则创造了显著的生态减排效益,基础设施、田间管理、果园建设及生产是带来环境负荷的主要因素,其中田间管理过程对温室效应、环境酸化、富营养化及能源耗竭潜势分别造成高达83%、55%、43%及59%的排放量,果园生产过程也导致了较高比率的富营养化(40%)、人体毒性(41%)、光化学氧化(66%)及能源耗竭(26%)问题;沼肥还田、沼气发酵及由沼气利用引起的燃煤替代是节能减排的贡献因素,系统的温室效应、环境酸化及富营养化等环境潜值均为负值,相比单一的苹果种植模式具有更强的环境可持续性。此外,利用开发的综合经济效益指标进行核算得到系统的集合经济效益(IBE)为$2 544.25,在建设期、生产期和利用期分别为$-255.11、$2 447.67及$351.47,表明系统前期处于亏损状态,但后期经济效益可观,具有整体上的生命周期经济可持续性。     

沼液施用对青椒生长和土壤性质的影响

为探讨张家港地区适合青椒种植的沼液施用水平和方式,分别设置浇施或喷施54（T1）、84（T2）、114（T3）、144（T4）、204 m³·hm^-2（T5） 5个沼液施用量,分析青椒产量和品质、土壤pH、有机质和氮磷钾含量等以确定最佳的沼液施用方式和施用量。结果表明,沼液的适量施用可以有效提高青椒的产量和品质,且浇施效果明显好于喷施。浇施114 m³·hm^-2可以充分发挥沼液肥效,相比未施沼液的CK1,青椒产量增加97.74%,Vc和蛋白质含量分别增加32.77%和83.82%,且硝酸盐含量符合我国蔬菜硝酸盐污染程度一级标准。施用沼液显著提高0—20 cm土层的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,但有可能加深土壤盐碱化程度。综上所述,沼肥可以代替传统化肥用于青椒的种植生产,采用114 m³·hm^-2的施肥量对青椒种植地进行浇施最利于青椒的生长。研究结果为促进当地沼液利用,解决沼液排放带来的环境污染问题提供科学依据。     

秋闲期沼液施用对黑土区土壤氮素损失的影响

为探讨非种植期施用沼液的可行性,采用喷施加深翻及注施方式于2018年10月和2019年10月将不同氮素替代量的沼液施于东北黑土中,研究了黑土区作物收割后（秋闲期）沼液施用对玉米土壤有机质含量的影响,考察了黑土区玉米土壤铵态氮挥发和铵态氮及硝态氮淋溶特性。结果表明：沼液施用能够增加土壤有机质含量,注施沼液对土壤有机质的升高幅度要高于喷施处理。秋闲期在低温条件下以喷施加深翻的方式施用沼液能够减少土壤氨挥发量。秋闲期当喷施氮素替代量在135 kg·hm^-2·d^-1以下时可以施用沼液,此时未发生铵态氮和硝态氮淋溶风险,而采用注施方式时,即使沼液氮素替代量为90 kg·hm^-2·d^-1时仍有潜在发生铵态氮淋溶的风险。两年试验结果初步表明,黑土区秋闲期采用合理的氮素替代量及施用方式施用沼液是可行的。     

规模化养猪场沼液的农用现状与对策

介绍了规模化养猪场沼液的农用现状,发现这些沼液除了富含N、P、K等植物生长所必须的营养元素外,还含有一定数量的重金属和兽药残留等物质。提出了最经济有效的解决途径,即适度规模养殖,确保沼液场内消纳,开展规模化养猪场沼液农用安全性研究。     

3种有机肥部分替代化肥对春茶产量与品质的影响

于浙西丘陵地区‘龙井43’成龄茶园设置纯化肥和猪粪、茶渣、沼渣3种肥源有机肥处理(有机肥替代50%化肥),连续2a进行大田试验,探究3种不同肥源有机肥部分替代化肥对春茶产量、品质及中量、微量元素含量的影响。结果表明：连续施用2a有机肥后,猪粪、茶渣、沼渣有机肥分别比纯化肥提高春茶鲜叶产量21.53%、3.98%和6.62%;与纯化肥相比,有机肥施用1 a和2 a后,茶渣、沼渣有机肥处理的茶叶游离氨基酸总量均有所提高;茶渣有机肥施用1a后显著降低了茶叶酚氨比,猪粪、沼渣有机肥施用2a后也显著降低了茶叶酚氨比,有机肥施用2 a对茶叶品质的提升效果比1a更明显;采用主成分分析法对2a试验茶叶产量和品质数据进行综合评价,茶渣有机肥、猪粪有机肥、沼渣有机肥、纯化肥的综合得分依次降低;猪粪有机肥处理的茶叶Cu、Zn含量最高,茶渣有机肥处理的茶叶Ca、Mg、Fe、Mn含量最高。可见,施用3种有机肥均可提高茶叶产量,改善茶叶品质,促进茶叶对中量、微量元素的吸收,尤其以茶渣有机肥在茶园的应用效果更佳。     

沼液施用量对烟台地黄瓜生长影响的研究

采用盆栽试验,设置1000、2000、3000、4000kg/667m₂^/次5个沼液施用量,研究其对烟台地黄瓜生长及产量的影响,明确了烟台地黄瓜生产中适宜的沼液施用量,为烟台地黄瓜生产中合理施用提供科学依据。结果表明:施用沼液对烟台地黄瓜的株高、茎粗有明显的促进作用,随着沼液施用量的增加,烟台地黄瓜的株高、茎粗逐渐增加;适宜用量的沼液可明显提高黄瓜产量,沼液施用量2000kg/667m₂^/次产量最高。综合分析可以确定,沼液施用量在烟台地黄瓜生产中的最适宜用量为2000kg/667m₂^/次。     

农村沼气后续服务管理体系建设研究——以宁国市沼气后续服务体系建设为例

近年来,我国农村沼气建设有了长足发展,但沼气后续管理问题日益凸显,影响了农村能源事业的健康发展。该文以宁国市农村能源沼气后续服务体系建设为例,重点讨论了农村能源沼气后续服务体系的建设模式与市场化运行情况,总结了近几年以来的沼气后续服务体系经验与存在的问题。     

太阳能集热系统与回热盘管沼气工程的应用

在寒冷的冬季,沼气的使用中存在产气率低、使用率低、使用时间短、沼气使用综合效益差等问题。浙江省诸暨市银辉生态养殖场的沼气工程利用太阳能加热,巧妙地解决了寒冷地区冬季沼气生产的问题。采用跟踪监测和对比参照的方法对该沼气工程进行了监测。结果表明：在冬季,该系统厌氧发酵池的池温最高温度为22．8℃,最低温度为12．7℃,产气率在75m^3.d^-1以上,可产生经济效益23万元·a^-1,可以切实提高沼气工程的温度及产气率,并对沼气工程的经济、生态、社会效益进行了评估,值得大规模的推广应用。     

预处理方式对多年生王草厌氧消化性能的影响

为提高多年生禾本科原料的产气量及产气效率,以华南地区多年生王草为原料,采用批式中温厌氧消化试验,研究了蒸汽加热、超声波和冻融处理对原料厌氧发酵性能的影响,并采用修正Gompertz方程对累积产气量进行拟合分析。结果显示,经过预处理后原料的结晶度明显降低,其中蒸汽加热预处理的结晶度从4.73降至3.29。预处理后产气量明显提高,其中蒸汽加热的产气率为每克挥发性固体产气581.05 mL,相对于未处理的原料提高63%。经预处理后王草延滞期分别为1.7、1.8和0.5 d,其相对于未经预处理的原料（5.9 d）相比明显减少。预处理可明显提高多年生王草的厌氧发酵性能。     

沼液滴灌系统灌水器堵塞模型构建及系统参数优化

在沼液滴灌工程实际生产应用中,为有效预防灌水器发生堵塞,提高沼液滴灌系统运行的可靠性,该文以实际沼气工程发酵剩余的沼液为试验样本,从满足作物生长需求、合理调控系统运行模式的角度出发,以沼液滴灌系统水肥配比、灌水压力、滴头流量为影响因素,以灌水器的平均相对流量和首次发生堵塞的时间为试验指标进行试验研究,建立了沼液滴灌系统灌水器堵塞预测模型。试验采用响应曲面法,利用Design-Expert8.0.6软件回归分析法和响应面分析法,建立了3个因素对沼液滴灌系统灌水器堵塞影响的数学模型,对所建立的数学模型进行了试验性验证。试验分析结果表明:水肥配比、灌水压力和滴头流量对沼液滴灌系统灌水器平均相对流量和首次发生堵塞时间的影响都是显著的,且影响主次顺序均为:滴头流量>水肥配比>灌水压力。在较大的水肥配比和滴头流量条件下,平均相对流量最大,首次发生堵塞时间最长;当灌水压力取适当的中间值时,灌水器抗堵塞性能较好。响应曲面法优化后获得的最佳综合堵塞模型指标为:水肥配比为3:1,灌水压力为0.14 MPa,滴头流量为12 L/h,在该条件下,平均相对流量为0.83,堵塞时间为55 h。经试验验证,实测值与模型理论值的平均相对误差小于4%,表明模型预测效果良好,能够较为准确地预测灌水器堵塞风险和首次发生堵塞的时间。