生物炭添加对猪粪堆肥温室气体及氨气排放的影响

摘要

随着我国经济的快速发展、人民生活水平的大幅提高，猪肉作为我国国民饮食的重要组成部分，其日益增加的需求量使得生猪养殖业规模逐渐壮大。但生猪养殖产生大量的废弃物，给周围环境乃至整个生态圈造成巨大的压力。猪粪好氧堆肥作为一种有效减少粪便污染同时实现资源化利用的手段，在我国应用十分广泛。但是堆肥过程中物料理化性质的变化会排放大量的温室气体和NH3，不仅会造成氮素的损失使堆肥肥效降低，而且温室气体排放也会导致温室效应等问题。因此，探索堆肥温室气体和 NH3的减排途径具有重要的现实意义。本研究以猪粪为原料，按照不添加生物炭、添加5％生物炭和10%生物炭三个处理，模拟高温好氧堆肥环境，分别进行了为期67天和42天的两次堆肥实验，对堆肥各阶段的气体排放及堆体理化性质进行了同步监测，在此基础上分析了生物炭添加对猪粪堆肥温室气体（CO2、CH4、N2O）和NH3排放的影响。主要研究结论如下：
　　1、两次堆肥实验均表明，添加5%和10%的生物炭能够提高堆体高温期温度，缩短堆肥周期，加快水分脱除，减少堆体有机质损失，稳定堆体 pH，提高堆体内NO3--N含量。与对照组相比，添加了5%和10%的生物炭的堆体在第一次堆肥实验中高温期分别缩短了1天和2天，第二次堆肥实验高温期均缩短5天。
　　2、温室气体和NH3在堆肥的不同阶段出现排放高峰。NH3和CO2的排放主要集中在堆肥启动及高温阶段，同时翻堆操作对 NH3和 CO2的排放也有影响；CH4的排放高峰出现在高温期后期；N2O的排放高峰出现在降温期。
　　3、生物炭添加可以有效地减少温室气体及NH3的排放。第一次堆肥中添加5%生物炭的堆体减排了约2%的CO2，75%的CH4，20%的N2O以及10%的NH3；添加10%生物炭的堆体减排了约4%的CO2，91%的CH4，68%的N2O以及73%的NH3。以百年温室气体效应来计算，添加5%生物炭的堆体减排了约13%的温室气体，添加10%生物炭的堆体减排了约33%的温室气体。第二次堆肥中添加5%生物炭的堆体减排了约2%的CO2，15%的CH4，33%的N2O以及-11%的NH3；添加10%生物炭的堆体减排了约12%的CO2，49%的CH4，59%的N2O以及10%的NH3。以百年温室气体效应来计算，添加5%生物炭的堆体减排了约11%的温室气体，添加10%生物炭的堆体减排了约26%的温室气体。

目录

声明

1 前言

1.1研究背景与意义

1.2文献综述

1.3研究目标与内容

1.4技术路线

2材料与方法

2.1实验装置

2.2实验材料

2.3实验设计

2.4样品采集与分析方法

2.5数据处理

3结果与讨论

3.1生物炭添加对堆肥理化性质的影响

3.2生物炭添加对堆肥温室气体和NH3排放的影响

3.3堆体气体累积排放量以及生物炭添加的减排效果

4结论与建议

4.1 结论

4.2不足与展望

参考文献

致谢