本文選題：溫室氣體　切入點(diǎn)：排放因子　出處：《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：畜禽糞便產(chǎn)生的溫室氣體(Greenhouse Gas,GHG)是畜牧業(yè)溫室氣體排放的重要來源,也是施行溫室氣體減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。畜禽種類不同,糞便管理方式不同,糞便溫室氣體的排放因子各不相同,而排放因子是評估溫室氣體排放量的基礎(chǔ)。因此,本試驗(yàn)采用實(shí)地監(jiān)測的方法,利用靜態(tài)箱-氣相色譜法研究了我國豬糞、蛋雞糞和肉雞糞在靜態(tài)堆放和翻堆堆放條件下的CO_2、CH_4和N_2O排放因子,并記錄試驗(yàn)過程中的環(huán)境溫濕度,測定糞便的理化性質(zhì),利用高通量測序分析糞便微生物組成的差異,以探究溫室氣體排放與環(huán)境溫濕度、糞便理化性質(zhì)以及微生物多樣性的關(guān)系。以期為我國畜禽糞便溫室氣體排放量的估算提供科學(xué)依據(jù),為我國畜牧業(yè)的合理布局提供理論指導(dǎo),也為畜禽糞便溫室氣體的減排提供科學(xué)支撐。主要研究結(jié)果如下:1.靜態(tài)堆放和翻堆堆放條件下豬糞、蛋雞糞和肉雞糞的腐熟時(shí)間以種子發(fā)芽指數(shù)GI"g80%為腐熟標(biāo)準(zhǔn),豬糞在靜態(tài)堆放和翻堆堆放條件下的腐熟時(shí)間分別為92 d和77 d;蛋雞糞在兩種糞便管理方式下的腐熟時(shí)間分別為146 d和128 d;肉雞糞則分別為112 d和102 d。結(jié)果顯示,翻堆能夠加快畜禽糞便的腐熟,縮短糞便腐熟時(shí)間;糞便種類不同,糞便的腐熟時(shí)間也會(huì)不同,蛋雞糞的腐熟時(shí)間最長,肉雞糞次之,豬糞最短。2.靜態(tài)堆放和翻堆堆放條件下豬糞、蛋雞糞和肉雞糞的溫室氣體排放特征結(jié)果表明,翻堆能夠減少豬糞和雞糞溫室氣體的排放。CH_4的減排效果最明顯,豬糞減排76.61%,蛋雞糞減排42.05%,肉雞糞減排96.75%;CO_2也有一定的減排效果,豬糞、蛋雞糞、肉雞糞分別減排29.68%、14.57%、30.44%;翻堆對N_2O排放的影響因糞便種類的不同呈現(xiàn)出不同的結(jié)果,在豬糞和蛋雞糞中表現(xiàn)為減排,減排比例分別為20.74%和16.18%,而在肉雞糞中則表現(xiàn)為增加N_2O的排放,與靜態(tài)堆放相比增加了12.17倍。就溫室氣體排放總量而言,翻堆具有一定的減排效果,在豬糞、蛋雞糞、肉雞糞中(CO_2+CH_4+N_2O)的減排效果分別為67.41%、36.33%、75.94%,(CH_4+N_2O)的減排效果分別為72.32%、41.99%、87.75%。因此,翻堆是實(shí)現(xiàn)畜禽糞便溫室氣體減排的一項(xiàng)有效措施。就各溫室氣體的占比而言,CH_4是3種糞便溫室氣體的主要貢獻(xiàn)者,CO_2的排放比例則是蛋雞糞和肉雞糞高于豬糞,N_2O則是在豬糞中所占比例最大,其次為肉雞糞在翻堆條件下,而蛋雞糞在兩種糞便管理方式下以及肉雞糞在靜態(tài)堆放條件下的N_2O排放所占比例接近于零。因此,糞便種類不同,各溫室氣體所占的比重也有所不同。3.靜態(tài)堆放和翻堆堆放條件下豬糞、蛋雞糞和肉雞糞的溫室氣體排放因子利用溫室氣體累積排放量,結(jié)合各畜禽在我國的飼養(yǎng)現(xiàn)狀,計(jì)算出豬糞、蛋雞糞和肉雞糞的CO_2、CH_4和N_2O排放因子。豬糞在靜態(tài)堆放條件下的CO_2、CH_4和N_2O排放因子分別為1.84 kg/頭、0.47 kg/頭、4.11 g/頭;在翻堆堆放條件下則分別為1.29 kg/頭、0.11 kg/頭、3.26 g/頭。蛋雞糞在靜態(tài)堆放條件下的CO_2、CH_4和N_2O排放因子分別為41.59 kg/100只、5.70 kg/100只、1.44 g/100只;在翻堆堆放條件下則為35.53 kg/100只、3.30 kg/100只、1.21 g/100只;肉雞糞在靜態(tài)堆放條件下的CO_2、CH_4和N_2O排放因子分別為2.36 kg/100只、0.32 kg/100只、0.24 g/100只;在翻堆堆放條件下則分別為1.64 kg/100只、0.01 kg/100只、3.10 g/100只。結(jié)果顯示,糞便種類不同,管理方式不同,各溫室氣體的排放因子也會(huì)不同;除兩種管理方式下的蛋雞糞及靜態(tài)堆放條件下的肉雞糞的CH_4排放因子外,《IPCC,2006》及《省級溫室氣體清單指南(試行)》中的CH_4和N_2O排放因子均高估了本研究實(shí)際測得的排放因子。4.環(huán)境溫濕度、糞便理化性質(zhì)與溫室氣體排放的相關(guān)性研究結(jié)果表明:在豬糞和雞糞試驗(yàn)中,溫度(環(huán)境溫度和堆體溫度)與CO_2、CH_4和N_2O的排放速率呈顯著或極顯著相關(guān)。糞便的理化性質(zhì)與CO_2、CH_4和N_2O的排放也有一定的關(guān)系。以相關(guān)性分析為基礎(chǔ),以相關(guān)性出現(xiàn)率(兩指標(biāo)具有顯著相關(guān)性的次數(shù)占兩指標(biāo)分析總次數(shù)的比例)大于50%為依據(jù),篩選出與CO_2、CH_4和N_2O的排放具有較好相關(guān)性的糞便指標(biāo)。結(jié)果顯示,糞便中的含碳物質(zhì)與CO_2和CH_4排放具有較好相關(guān)性,而含碳和含氮物質(zhì)均與N_2O的排放呈現(xiàn)較好相關(guān)性。與CO_2的排放相關(guān)性較好的指標(biāo)有WSC、VS、TOC、TN,與CH_4的排放相關(guān)性較好的指標(biāo)有pH和TOC,與N_2O的排放相關(guān)性較好的指標(biāo)有pH、NH4+-N、TS、VS、TOC、TN。由此表明,溫度、糞便p H、糞便中的含碳含氮物質(zhì)能夠影響糞便各溫室氣體的排放。5.微生物多樣性與CH_4和N_2O排放的關(guān)系不同管理方式,不同堆放時(shí)間的糞便中存在差異的菌屬有13個(gè),其中,梭菌屬(Clostridium)與CH_4的排放呈顯著正相關(guān)(R=0.673,P0.05);副球菌屬(Paracoccus)、Sedimentibacter、密螺旋體屬(Treponema)與N_2O的排放呈顯著正相關(guān)(R=0.649,P0.05;R=0.697,P0.05;R=0.648,P0.05)。以上結(jié)果顯示,造成糞便CH_4和N_2O排放差異的原因可能與上述微生物在糞便中的分布有關(guān)。綜上所述,本研究主要得出以下結(jié)論:1)翻堆能夠加快糞便的腐熟進(jìn)程,縮短腐熟時(shí)間。2)翻堆能夠減少畜禽糞便在管理過程中的溫室氣體排放。3)糞便種類不同,管理方式不同,各溫室氣體排放因子不同;除蛋雞糞和靜態(tài)堆放條件下肉雞糞的CH_4排放因子外,現(xiàn)有的糞便CH_4和N_2O排放因子均高估了實(shí)際測得的排放因子。4)溫度與糞便各溫室氣體的排放具有較好的相關(guān)性。CO_2的排放與糞便中WSC、VS、TOC、TN的含量具有較好的相關(guān)性;CH_4的排放與糞便pH及TOC含量具有較好對的相關(guān)性;N_2O的排放則與糞便pH以及NH4+-N、TS、VS、TOC、TN的含量具有較好的相關(guān)性。5)糞便中梭菌屬分布的差異可能是造成各組CH_4排放差異的原因之一,而副球菌屬、Sedimentibacter和密螺旋體屬在糞便中分布的差異可能是導(dǎo)致N_2O排放差異的原因之一。
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【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X713;S141

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1618205