不同堆放方式下猪粪温室气体及氨气排放特征

【摘要】畜禽粪便储存是粪便管理的一个重要环节,也是畜禽养殖业温室气体和臭味气体的一个主要来源。但目前研究多关注粪便堆肥、沼气生产等综合利用过程中的气体排放,有关存储阶段温室气体排放的研究不多。因此,本研究对猪粪储存中温室气体和氨气的排放规律及相关影响因素进行探讨,以期为温室气体和NH3减排措施的制定以及温室气体排放清单的编制提供一定参考。采用静态箱法,分别于春夏季和秋冬季对猪粪储存过程中温室气体和氨气的排放进行了为期124天和66天的监测,同时测定了不同储存阶段猪粪的理化性质,在此基础上,分析讨论了不同堆放阶段温室气体和氨气的排放特征,并考察了猪粪理化性质与温室气体排放之间的关系。主要结论如下：1)春夏季猪粪堆放和秋冬季猪粪堆放的温室气体及氨气排放规律不尽相同。春夏季猪粪堆放C02的排放随时间整体波动不大,前期排放略高：CH4排放相对较低,在80天左右才出现排放高峰,且持续时间较短；N2O在前40天基本没有排放,之后排放量骤升,并在90天左右达到高峰,124天堆放结束时又回到较低水平；NH3在猪粪堆放前40天排放量较高,后期无明显排放。秋冬季堆放过程中,除N2O在整个堆放周期内都无排放以外,其他气体都在堆放的第一个星期内大量排放,之后一直保持非常低的排放。2)猪粪自然堆放过程中,猪粪理化性质的变化同气体的排放有着明显的相关性。春夏季猪粪堆放：温度同温室气体及氨气排放通量极显著相关；含水率、NH4+-N含量和TKN含量同N2O的排放通量显著相关；TOC含量同CH4和N20的排放通量显著相关。秋冬季猪粪堆放：温度同温室气体及氨气排放通量极显著相关；含水率同C02的排放通量极显著相关,同CH4排放通量显著相关；NH4+-N含量同CO2和CH4的排放通量显著相关。3)覆盖处理不同程度的影响了猪粪堆放温室气体及氨气的排放。同无覆盖的猪粪堆放相比,春夏季猪粪堆放,覆盖稻草增加了CO2、CH4和N2O的排放,增加量分别为19.1%、31.2%和35%,同时覆盖稻草减少了4.3%的NH3排放；覆盖锯末增加了C02和CH4的排放,分别增加了27.1%和81.9%,而覆盖锯末减少了N20和NH3的排放,减少量分别为36.8%和19.9%。秋冬季猪粪堆放,覆盖稻草和覆盖锯末对CH4的减排效果较为明显,分别减少了43.9%和35.9%,对NH3的减排效果则差一些,分别只减少了4.7%和12.8%。然而覆盖稻草和覆盖锯末增加了CO2的排放,分别增加了6.9%和15.4%。4)春夏季猪粪堆放在实验前期、中期和后期的气体排放不同于秋冬季猪粪堆放。春夏季堆放CO2的排放在前期和中期几乎相同,后期排放略低一些,而秋冬季堆放在前期的CO2排放要高出中期和后期排放的三倍；春夏季堆放CH4排放则是中期高于前期和后期,秋冬季堆放CH4的排放同样的是前期远高于中期和后期；在春夏季堆放过程中,N20在前期几乎无排放,中期和后期则大量排放,而秋冬季堆放则在三个时期都没有N20的排放；与其他气体排放不同的是,秋冬季NH3排放在前期和后期都高于春夏季排放,两者在中期排放量则几乎相同。5)不同季节不同处理的温室气体排放总量具有明显差异。在春夏季猪粪堆放中,覆盖稻草的温室气体排放量最高,覆盖锯末的温室气体排放总量略低一些,但仍高于无覆盖的温室气体排放总量。无覆盖、覆盖锯末和覆盖稻草的温室气体排放总量分别为65198.1mgCO2-eq·kg-1、78567.5mgCO2-eq·kg-1、81935.6mgCO2-eq·kg-1。在秋冬季猪粪堆放中,覆盖锯末的温室气体排放总量高于无覆盖的,而覆盖稻草要低于无覆盖的温室气体排放总量。无覆盖、覆盖锯末和覆盖稻草的温室气体排放总量分别为35750.6mgCO2-eq·kg-1、37585.9mgCO2-eq·kg-1、34624mgCO2-eq·kg-1。
【作者】冯璐；
【导师】向荣彪；
【作者基本信息】华中农业大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】温室气体；氨气；猪粪；堆放；覆盖；

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