【摘要】：全球變暖是當(dāng)今國際社會廣泛關(guān)注的全球性問題,也是人類面臨的最為嚴峻的環(huán)境問題之一。由于受到畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)變化、畜禽養(yǎng)殖數(shù)量急劇增長以及農(nóng)業(yè)勞動力成本提高等因素影響,當(dāng)前我國有機肥料資源利用率低,畜禽糞便污染狀況惡化加劇,逐漸成為了新的農(nóng)業(yè)污染源和大氣污染物排放源。貯存過程是畜禽糞便管理中溫室氣體排放的主要環(huán)節(jié),是當(dāng)前我國應(yīng)用最普遍、最廣泛、碳氮損失最嚴重的管理方式之一。如何減少這一環(huán)節(jié)的溫室氣體排放值得研究。我國勞動人民在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中對糞肥的使用積累了大量經(jīng)驗。加土墊圈、施用土糞是我國北方地區(qū)特別是黃土高原地區(qū)一種傳統(tǒng)的利用糞肥的方法,這種方式將畜禽糞便貯存與利用環(huán)節(jié)相結(jié)合,不僅利于保持畜禽圈舍的清潔,對糞肥中的養(yǎng)分也具有較好的保蓄作用。由于過去對黃土墊圈這種傳統(tǒng)措施的研究主要以其肥力作用為主,對其環(huán)境效應(yīng)缺乏相關(guān)研究,當(dāng)前針對有機肥料在貯存階段的養(yǎng)分損失及溫室氣體排放情況的研究相對較少,不利于養(yǎng)分資源的綜合管理。因此,本文采用室內(nèi)培養(yǎng)方法,在探究黃土墊圈這種傳統(tǒng)措施的環(huán)境效應(yīng)與機理的同時,借鑒黃土墊圈的經(jīng)驗,在畜禽糞肥貯存過程中選擇便捷易得且保蓄作用更強的添加物,研究這一過程中糞肥溫室氣體及氨氣的釋放特性。以期為控制有機肥貯存階段的溫室氣體排放、促進畜禽養(yǎng)殖廢棄物的資源化利用提供理論依據(jù)。獲得以下主要結(jié)論:(1)采用室內(nèi)培養(yǎng)方法研究了添加黃土與古土壤對豬糞溫室氣體排放的影響及作用機理。結(jié)果表明:與豬糞處理相比,添加黃土或古土壤處理的CO_2累積排放量降低了42.4%-64.3%,CH_4累積排放量降低了99.8%以上,但N_2O累積排放增加了1.8-18.0倍,這與土壤對養(yǎng)分的保蓄作用及土壤添加后碳、氮底物的變化有關(guān)。總體而言,添加黃土或古土壤處理的全球增溫潛勢為豬糞對照的38.1%-67.0%,有效降低了豬糞的溫室氣體排放。與添加黃土相比,添加古土壤具有更好的減排效果,這與古土壤中具有吸附能力的物理性粘粒和游離態(tài)氧化鐵含量較高有關(guān),說明添加物類型的選擇對減少畜禽糞便存貯階段的溫室氣體排放具有重要作用。(2)采用室內(nèi)培養(yǎng)方法研究了添加黃土、秸稈、生物炭和膨潤土對豬糞貯存階段溫室氣體及氨氣排放的影響。結(jié)果表明:添加10%用量的生物炭和膨潤土處理的CO_2累積排放量與不添加任何添加物的豬糞對照相比分別降低了15.4%和20.9%,N_2O累積排放量分別降低了19.8%和37.6%。添加膨潤土處理的NH_3揮發(fā)量顯著增加,但添加生物炭和膨潤土處理的綜合溫室效應(yīng)與豬糞對照相比均顯著降低。添加10%秸稈處理的CH_4和NH_3累積排放量分別較豬糞對照降低了56.8%和95.8%,但其綜合溫室效應(yīng)與豬糞相比差異不顯著。模擬黃土墊圈1:2比例添加黃土處理的氨氣及增溫潛勢較豬糞處理均顯著降低�？梢�,黃土墊圈是一種有效減少豬糞氨揮發(fā)及溫室氣體排放的措施,添加少量生物炭、膨潤土對于減少糞肥綜合溫室效應(yīng)具有積極作用。(3)采用室內(nèi)培養(yǎng)方法,研究并比較了在畜禽糞便貯存過程中添加10%生物炭與施用不同比例黃土和磷酸酸化過程中豬糞溫室氣體及氨氣的排放特性。結(jié)果表明:豬糞貯存過程中添加10%生物炭處理的CO_2、CH_4和NH_3累積排放量分別降低了24.2%、97.5%和36.3%,雖然N_2O排放量與豬糞處理相比差異未達顯著水平,但與添加不同比例黃土處理相比,其N_2O排放量僅為添加黃土處理的4.0%-29.8%。酸化處理對降低豬糞CH_4和NH_3排放具有顯著的作用,但在一定程度上增加了豬糞的CO_2排放,其綜合溫室效應(yīng)與豬糞處理相比差異未達顯著水平。添加不同比例黃土改變了豬糞的溫室氣體及氨氣釋放特性,其中添加50%黃土和100%黃土的綜合溫室效應(yīng)分別降低了29.6%和26.0%�？傮w而言,添加10%生物炭與添加50%、100%黃土均可顯著降低豬糞的綜合溫室效應(yīng),且三者間差異未達顯著水平。可見沿用黃土墊圈思路,利用少量生物炭替代黃土可以在降低成本的同時維持溫室氣體和氨氣的減排效果,具有較好的減少綜合溫室效應(yīng)的潛力。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S141;X713
【圖文】：

圖 2-1 試驗過程中各處理 pH 值變化ig. 2-1 Changes of pH in each treatment during incubation質(zhì)態(tài)氮變化含量在培養(yǎng)前 23 天呈上升趨勢，隨后逐漸下降。培養(yǎng)結(jié)培養(yǎng)前降低了 20.6%（圖 2-2a）。由于土壤的稀釋效應(yīng)，始銨態(tài)氮含量顯著下降（P<0.05）。培養(yǎng)結(jié)束時，古土壤下降了 84.4%，其余添加黃土或古土壤處理的銨態(tài)氮含豬糞處理硝態(tài)氮含量在培養(yǎng)前 30 天前基本保持平穩(wěn)，隨土或古土壤各處理的硝態(tài)氮含量較培養(yǎng)前顯著提高，且土壤添加比例的提高而降低。添加黃土和古土壤硝態(tài)氮加黃土處理的硝態(tài)氮變化更迅速，且不同添加量處理間

表明該階段幾乎沒有 N2O 的生成且存在 N2O 被轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，這與豬糞硝態(tài)氮的變化基本相符（圖2-2b，圖 2-3c）。添加黃土或古土壤改變了豬糞的 N2O 釋放特性，于培養(yǎng)第 4 天時出現(xiàn)N2O 排放峰。古土壤三個處理的 N2O 峰值較小，較同比例黃土處理 N2O 峰值依次降低77.2%、68.1%、51.5%。隨著培養(yǎng)進行，黃土與古土壤 1:2 處理排放速率持續(xù)上升，先后于第 26 天和第 42 天出現(xiàn)第二個更高的峰值，分別為 54.4 和 84.9 μg·kg-1·h-1；其余各處理在第一個峰值結(jié)束后排放速率基本保持穩(wěn)定，未出現(xiàn)新的 N2O 排放峰。硝態(tài)氮含量（mg kg

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本文編號：2722034