本文關(guān)鍵詞：幾種農(nóng)業(yè)廢棄物堆肥溫室氣體排放及碳氮物質(zhì)變化規(guī)律研究

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【摘要】：農(nóng)業(yè)廢棄物,是指在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中被丟棄的有機(jī)類物質(zhì)。通常農(nóng)業(yè)廢棄物以農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便為主。隨著我國農(nóng)牧業(yè)的快速發(fā)展,我國農(nóng)牧業(yè)已體現(xiàn)出集約化、規(guī)�；透咝Щ陌l(fā)展趨勢,因此產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢棄物也越來越多。但目前我國秸稈的利用效率較低,其中一部分直接在田間焚燒,不但產(chǎn)生大量的CO2等溫室氣體及有害氣體對大氣造成污染,而且還造成大量可循環(huán)利用資源的浪費(fèi)。本研究以雞糞、豬糞、牛糞和秸稈為試驗(yàn)原料,按照不同的C/N比進(jìn)行堆肥。通過研究雞糞、豬糞、牛糞與秸稈高溫好氧堆肥過程中,不同處理物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)和溫室氣體(CO2、CH4和N2O)的動(dòng)態(tài)變化,探討堆肥溫室氣體的變化規(guī)律及碳氮物質(zhì)的變化規(guī)律。主要結(jié)論如下:1、CO2的排放主要出現(xiàn)在堆肥的前期。在雞糞與秸稈堆肥處理中,C/N=25(處理2)CO2平均排放速率最大,為106.50 mg·kg-1·h-1。比C/N=20(處理1)高62.3%,比C/N=30(處理3)高37.2%。在牛糞與秸稈堆肥處理中,C/N=25(處理5)CO2平均排放速率最大,為109.84 mg·kg-1·h-1。比C/N=20(處理4)高51.5%,比C/N=30(處理6)高33.9%。在豬糞與秸稈堆肥處理中,C/N=25(處理8)CO2平均排放速率最大,為101.60 mg·kg-1·h-1。比C/N=20(處理7)高54%,比C/N=30(處理9)高38.5%。表明堆肥C/N為25時(shí)最適宜微生物活性,CO2排放量最大。2、CH4的排放主要集中在堆肥的高溫階段,隨著堆肥溫度的下降CH4的排放也隨之降低,到堆肥后期CH4的排放保持在較低的水平。在雞糞與秸稈堆肥處理中,C/N=25(處理2)CH4的平均排放速率最大,為3.75 mg·kg-1·h-1。比C/N=20(處理1)高82.9%,比C/N=30(處理3)高35.4%。在牛糞與秸稈堆肥處理中,C/N=20(處理4)CH4的平均排放速率最大,為3.37 mg·kg-1·h-1。比C/N=25(處理5)高1.8%,比C/N=30(處理6)高10.1%。在豬糞與秸稈堆肥處理中,C/N=25(處理8)CH4的平均排放速率最大,為3.51 mg·kg-1·h-1。比C/N=20(處理7)高66.4%,比C/N=30(處理9)高24.5%。在雞糞和豬糞處理中,C/N=25的處理CH4排放量最大,表明在C/N=25時(shí)微生物活性強(qiáng),大量消耗堆體內(nèi)的氧氣導(dǎo)致局部厭氧。而牛糞處理C/N=20的處理CH4排放量最大,表明不同物料堆腐存在差異。3、在雞糞與秸稈堆肥的處理中,C/N=20(處理1)TOC含量下降最大,為141.4 g·kg-1,TN含量上升最大,為26.9 g·kg-1,C/N=25(處理2)在堆肥結(jié)束時(shí)C/N最為適宜,為15.6;在牛糞與秸稈堆肥的處理中,C/N=25(處理5)TOC含量下降最大,為134.6g·kg-1,c/n=20(處理4)tn含量上升最大,為3.6g·kg-1,c/n=30(處理6)在堆肥結(jié)束時(shí)c/n最為適宜,為14.27;在豬糞與秸稈堆肥的處理中,c/n=25(處理8)toc含量下降最大,為100.5g·kg-1,c/n=30(處理9)tn含量上升最大,為13.9g·kg-1,c/n=20(處理7)在堆肥結(jié)束時(shí)c/n最為適宜,為12.34。4、在雞糞與秸稈堆肥的處理中,c/n=20(處理1)銨態(tài)氮(nh4+-n)峰值最大,為5.17g·kg-1;在牛糞與秸稈堆肥的處理中,c/n=20(處理4)銨態(tài)氮(nh4+-n)峰值最大,為3.47g·kg-1;在豬糞與秸稈堆肥的處理中,c/n=20(處理7)銨態(tài)氮(nh4+-n)峰值最大,為2.23g·kg-1。表明c/n=20的處理微生物的活性較高,有機(jī)氮分解較快導(dǎo)致銨態(tài)氮(nh4+-n)大量增加。在雞糞與秸稈堆肥處理中,c/n=20(處理1)、c/n=25(處理2)和c/n=30(處理3)硝態(tài)氮(no3--n)含量分別增加了0.125g·kg-1、0.072g·kg-1、0.069g·kg-1。其中,在雞糞處理中c/n=20(處理1)堆肥結(jié)束時(shí)硝態(tài)氮(no3--n)含量增加幅度最大。在牛糞與秸稈堆肥處理中,c/n=20(處理4)、c/n=25(處理5)和c/n=30(處理6)硝態(tài)氮(no3--n)含量分別增加了0.154g·kg-1、0.185g·kg-1、0.17g·kg-1。其中,在牛糞處理中c/n=25(處理5)堆肥結(jié)束時(shí)硝態(tài)氮(no3--n)含量增加幅度最大。在豬糞與秸稈堆肥處理中,c/n=20(處理7)、c/n=25(處理8)和c/n=30(處理9)硝態(tài)氮(no3--n)含量分別增加了0.215g·kg-1、0.209g·kg-1、0.127g·kg-1。其中,在豬糞處理中c/n=20(處理7)堆肥結(jié)束時(shí)硝態(tài)氮(no3--n)含量增加幅度最大。5、在堆肥的升溫階段和高溫階段nh3的排放速率急劇增加,在降溫階段下降并趨于穩(wěn)定,堆肥的高溫階段是nh3主要的排放階段。在雞糞與秸稈堆肥處理中,c/n=20(處理1)、c/n=25(處理2)和c/n=30(處理3)的最大nh3排放速率分別為287.12mg·h-1、249.62mg·h-1、254.55mg·h-1。其中,c/n=20(處理1)nh3排放速率最大。在牛糞與秸稈堆肥處理中,c/n=20(處理4)、c/n=25(處理5)和c/n=30(處理6)的最大nh3排放速率分別為260.13mg·h-1、214.66mg·h-1、208.13mg·h-1。其中,c/n=20(處理4)nh3排放速率最大。在豬糞與秸稈堆肥處理中,c/n=20(處理7)、c/n=25(處理8)和c/n=30(處理9)的最大nh3排放速率分別為249.22mg·h-1、210.65mg·h-1、208.46mg·h-1。其中,c/n=20(處理7)nh3排放速率最大。表明,隨著c/n的升高堆肥nh3的排放速率減小,n素?fù)p失減小。雞糞、牛糞、豬糞和秸稈堆肥的各組處理n2o的變化可以看出n2o的排放高峰期主要發(fā)生在堆肥的高溫階段。雖然不同c/n的處理n2o排放有差異,但排放差異不顯著。6、幾種農(nóng)業(yè)廢棄物不同c/n堆腐的9組處理中,堆體溫度變化均符合堆肥過程中升溫階段、高溫階段、降溫階段和穩(wěn)定期的階段性變化規(guī)律。雞糞與秸稈的3組處理中,C/N=25的處理(處理2)高溫階段溫度最高為60℃;牛糞與秸稈的3組處理中,C/N=20的處理(處理4)高溫階段溫度最高為68.5℃;豬糞與秸稈的3組處理中,C/N=25的處理(處理8)高溫階段溫度最高為59℃。本試驗(yàn)處理1至處理9堆肥pH值最終分別穩(wěn)定在8.21、8.15、8.24、8.29、8.30、8.35、8.30、8.32、8.31。雞糞與秸稈堆肥各處理中,C/N=20(處理1)的pH值上升最高,變化最大;牛糞與秸稈堆肥各處理中,C/N=20(處理4)的pH值上升最高,變化最大;雖然豬糞與秸稈堆肥各處理中,C/N=30(處理9)的pH值上升最高,變化最大,但與其他2組處理差異很小。本試驗(yàn)9組處理中,最終EC值除雞糞與秸稈堆肥C/N=20(處理1)EC值為2216μs·cm-1、豬糞與秸稈堆肥C/N=20(處理7)EC值為2512μs·cm-1以外,其余各組處理均在900~2000μs·cm-1之間,適合作物健康生長。種子的發(fā)芽率指數(shù)(GI)中除了雞糞與秸稈堆肥C/N=20(處理1)和雞糞與秸稈堆肥C/N=25(處理2)以外其他7組處理最終的堆肥產(chǎn)品GI?80%可認(rèn)為對植物無毒性。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)業(yè)廢棄物 堆肥 溫室氣體排放 碳氮物質(zhì)變化
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X71
【目錄】：

• 摘要3-6
• Abstract6-11
• 第一章 前言11-21
• 1.1 研究背景、目的與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容18-20
• 1.4 技術(shù)路線20-21
• 第二章 材料與方法21-25
• 2.1 試驗(yàn)材料21
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)21-22
• 2.3 取樣時(shí)期及方法22-23
• 2.4 測試項(xiàng)目及測定方法23-24
• 2.5 計(jì)算方法24-25
• 第三章 結(jié)果與分析25-47
• 3.1 幾種農(nóng)業(yè)廢棄物堆腐過程中溫室氣體排放動(dòng)態(tài)變化特征25-29
• 3.2 幾種農(nóng)業(yè)廢棄物堆腐過程中TOC、TN和C/N動(dòng)態(tài)變化特征29-34
• 3.2.1 堆腐過程中TOC的動(dòng)態(tài)變化30-31
• 3.2.2 堆腐過程中TN的動(dòng)態(tài)變化31-33
• 3.2.3 堆腐過程中C/N的動(dòng)態(tài)變化33-34
• 3.3 幾種農(nóng)業(yè)廢棄物堆腐過程中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮?jiǎng)討B(tài)變化特征34-38
• 3.3.1 堆腐過程中銨態(tài)氮（NH_4~+-N）的動(dòng)態(tài)變化34-36
• 3.3.2 堆腐過程中硝態(tài)氮（NO_3~--N）的動(dòng)態(tài)變化36-38
• 3.4 幾種農(nóng)業(yè)廢棄物堆腐過程中NH_3排放動(dòng)態(tài)變化特征38-39
• 3.5 幾種農(nóng)業(yè)廢棄物堆腐過程中pH和電導(dǎo)率動(dòng)態(tài)變化特征39-43
• 3.5.1 堆腐過程中pH的動(dòng)態(tài)變化39-41
• 3.5.2 堆腐過程中電導(dǎo)率（EC）的動(dòng)態(tài)變化41-43
• 3.6 幾種農(nóng)業(yè)廢棄物堆腐過程中溫度動(dòng)態(tài)變化特征43-46
• 3.7 幾種農(nóng)業(yè)廢棄物堆腐發(fā)芽率指數(shù)（GI）46-47
• 第四章 結(jié)論與討論47-54
• 4.1 討論47-49
• 4.2 結(jié)論49-54
• 參考文獻(xiàn)54-62
• 作者簡介62-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：815041