堆肥处理蛋鸡粪时温室气体排放与影响因子关系.docxVIP

第 19 卷 第 1期1922003年1月农业工程学报TransactionsoftheCSAEV o l. 19 N o. 1Jan.2003堆肥处理蛋鸡粪时温室气体排放与影响因子关系谢军飞, 李玉娥, 董红敏, 黄宏坤,余群(中国农业科学院农业气象研究所)摘要:为了解动物废弃物(蛋鸡粪)的温室气体排放与影响因子之间的定量关系,在2001年9月25至10月24,将4种堆肥 处理方式的蛋鸡粪装入密闭箱式堆肥处理系统,然后通过箱的特定出口抽取气样并测定二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)的浓度。结合其处理系统获得的温度、湿度、风速、有机质含量等实测数据,我们可以得出:在负压通风的条件下,二氧 化碳的排放通量非常大,它与温度密切相关;甲烷的排放通量数值较少,这与鸡粪内部的氧气含量有很大关系;在有氧状况下,氧化亚氮主要来源于硝化。关键词: 密闭箱; 蛋鸡粪; 温室气体排放; 影响因子中图分类号: S141. 4; X713文献标识码:A文章编号: 100226819 (2003)01201922041引言随着全球气候变暖、土地沙漠化以及淡水资源的缺 乏, 人类赖以生存和发展的环境正在发生急剧恶化,由于 温室气体导致的全球气候变化已成为严峻的环境问题。IPCC ( In tergovernm en ta l Panel on C lim ate Change)第 三次评估报告指出:在1990～2100年,全球变暖很有可能在1. 4～5. 8℃之间[1,2]。经研究,引起全球变暖的温室 气体排放源有很多,其中农业源温室气体排放是一个非常重要的组成部分, 它主要涉及到农田、反刍动物、动物废弃物三方面。但目前,有关研究动物废弃物温室气体排 放与其影响因子之间的定量关系及规律的报道还较少。随着畜牧业的迅速发展,畜禽粪便排放量急剧增加, 在处理过程中会产生大量的温室气体排放,了解和控制畜禽粪便温室气体排放对减轻全球气候变暖压力有着非常重要的意义。堆肥是目前常用的一种好氧发酵处理有机废弃物的方法,本实验在密闭仓?箱式堆肥系统中进行主要是考虑到有利于严格控制各种实验条件。本文通过获得的蛋鸡粪温室气体排放的相关数据,初步定量分析其排放与温度、湿度、氧气浓度等影响因子的相互关系, 从而为蛋鸡粪温室气体排放控制提供理论依据和参考。2材料与方法实验设计处理2秸秆与鸡粪6010.8本实验的地点设在中国农业科学院气象实验站,该处理3纯鸡粪6082. 1由美国muller公司设计提供(见图1);同时还使用了温度数据采集器DatatakerDT600采集部分温度数据。图1密闭仓?箱式堆肥系统照片F ig. 1 Pho to s of clo sed compo sting bin然后在2001年9月24日将4种堆肥处理的蛋鸡粪 分别装入处理1、处理2、处理3、处理4进行处理,其中处理2作为处理1的重复。其有关处理组分参数见表1。表 1 鸡粪组分参数T ab le 1 Componen t param eters of layer2hen m anure箱处理编号组分含水率?%C?N处理1秸秆与鸡粪6010.8站位于北京海淀区,实验场地长为15 m,宽为10 m,在 场地上从东往西摆放4个密闭箱,箱高为1m,宽为1m,长为1m,并依次编号为处理1、处理2、处理3、处理4,通过排气管(内径为5 cm,外径为7 cm)与电动泵相连, 结合温度、湿度、氨气、二氧化碳传感器组成了密闭箱式堆肥系统(NaturTech○RCM2Pro Composting System),收稿日期:2002201223作者简介: 谢军飞, 硕士生, 北京市海淀区中关村南大街 12 号中国农业科学院农业气象研究所,100081。Email:xiejf@;xiejunfei727@ ho tm ail. com处理4锯末与鸡粪 609. 9 2. 2 样品采集与分析在实验开始阶段, 考虑到蛋鸡粪内部有机质丰富,内 部化学反应激烈,每天早上10:00～11:30时间段每箱取两个气样,下午15:00～16:30每箱取两个气样。在实验 中后期, 考虑到反应比较稳定, 即在同样时间段内,每时间段内每箱取一个气样。每次取箱内气体前,先对箱外周围大气取一个气样作为本底。用医用针筒采样后,立即转 移至已抽真空的气袋(银箔锡、体积为1L)。第1期谢军飞等:堆肥处理蛋鸡粪时温室气体排放与影响因子关系193样品及时运回实验室, 用 H P 5890气相色谱仪测 定样品气袋中CO2、CH4、N2O的浓度。其仪器参数见表2。表 2 气相色谱仪运行参数[ 3]T ab le 2 A na