不同化学添加剂对猪粪堆肥中氮素损失的控制

以氢氧化镁＋磷酸、磷酸、磷酸二氢钾＋氯化镁和磷酸二氢钙＋氯化镁为固氮添加剂,以猪粪和玉米秸秆为原料,采用强制通风静态垛堆肥装置进行高温好氧堆肥试验,研究了不同化学添加剂对猪粪堆肥过程中的保氮效果。结果表明,化学添加剂可以显著降低堆肥化过程中氨气的排放率。氢氧化镁＋磷酸、磷酸、磷酸二氢钾＋氯化镁和磷酸二氢钙＋氯化镁的氮素损失分别占初始氮的13.15%、11.50%、10.69%和7.59%,与对照相比,各添加剂处理的固氮率为58.27%~75.90%。磷酸二氢钙＋氯化镁处理的氮素损失最少,但堆肥过程中有机物降解受到明显的抑制作用。在堆肥结束时,各添加剂处理的有机物降解率仅为对照处理的58.48%~98.70%。最终堆肥产品的种子发芽指数为69.87%~118.24%,表明所有处理在堆置39 d后均达到腐熟。根据模糊评价的结果,该试验中的磷酸二氢钾和氯化镁是堆肥过程中最佳的固氮材料。     

牛粪水酸化贮存过程中氮形态转化的特性研究

近年来,随着畜禽养殖规模化的快速发展,养殖粪水的处理和利用已成为养殖业健康发展的难点和热点,粪水酸化技术是通过向粪水中添加酸化剂以降低氨气排放,减少粪水贮存中氮素损失的技术,目前此技术已经在丹麦等国推广应用,但中国对此技术的研究尚未起步,为探究粪水酸化固持氮素的效果,该研究以硫酸和明矾为粪水酸化剂,以固液分离前后奶牛粪水为处理对象,通过向粪水中添加酸化剂降低粪水pH值至6.0,分析粪水贮存中氨气排放、氮素转化以及粪大肠菌群数等指标,探索粪水酸化贮存过程氮形态转化机理。研究表明：向养殖粪水中添加酸化剂可降低6.3%～11.1%的总氮损失,能够降低粪水贮存初期中氨气的排放,同时有效抑制了奶牛粪水中粪大肠菌群的活性,使其更易达到无害化处理。酸化剂的加入一方面抑制粪水中微生物作用下的有机氮向无机氮素的转化,提高粪水贮存中有机氮的含量,减少铵态氮的产生量,另一方面酸化剂与粪水中的铵态氮结合生成稳定的铵盐,抑制了粪水中铵态氮向氨气转化的化学平衡,降低了粪水中因氨气排放导致的总氮损失,从而达到减少粪水贮存中氮素损失。     

不同pH淋溶液对猪粪中不同指标溶出的影响

该文研究猪粪在酸雨条件下释放污染物的规律,分析释放物的环境危害性。试验配置pH值为3.60、4.80和5.60的淋溶液,模拟广东省内的酸雨降水环境,对新鲜猪粪进行24d的淋浴,然后对各组淋出液和猪粪残留化学成分进行分析,得出不同pH值淋溶下污染物重金属铜、锌、砷和氨氮、总磷、CODGr等时间－浓度曲线。结果表明,新鲜猪粪在酸性淋溶下,其渗滤液的pH有所降低,在24d淋溶过程中渗滤液重金属（Zn、Cu、As）的浓度总体上呈下降趋势,以pH4.8时滤出重金属的速度较pH3.6、5.6快;COD、氨氮早期溶出较快,以后逐步减缓。新鲜猪粪经酸性淋溶后,渗滤液中铜、砷以及COD、总磷、氨氮含量均显著增加。因此对即使临时堆放亦需采取措施,以防止因雨水等导致的渗滤液污染。     

厨余与园林废物共堆肥过程氮素转化及损失

为获得适用于厨余垃圾与园林废物的共堆肥工艺,采用密闭式好氧堆肥,在含水率75％和通风量0.2 L/(kg·min)的条件下,以厨余垃圾和园林废物为研究对象,探讨了两者干物质质量比为4:1(N1)、3:1(N2)和2:1(N3)时对发酵温度、pH值、C/N、GI、氨气、全氮、有机氮、铵态氮与硝态氮等的影响,以期揭示二者共...     

不同pH值淋溶液对猪粪中不同指标溶出的影响

该文研究猪粪在酸雨条件下释放污染物的规律,分析释放物的环境危害性。试验配置pH值为3．60、4．80和5．60的淋溶液,模拟广东省内的酸雨降水环境,对新鲜猪粪进行24d的淋浴,然后对各组淋出液和猪粪残留化学成分进行分析,得出不同pH值淋溶下污染物重金属铜、锌、砷和氨氮、总磷、COD_(cr)等时间一浓度曲线。结果表明,新鲜猪粪在酸性淋溶下,其渗滤液的pH值有所降低,在24d淋溶过程中渗滤液重金属(Zn、Cu、As)的浓度总体上呈下降趋势,以pH4．8时滤出重金属的速度较pH 3．6、5．6快;COD、氨氮早期溶出较快,以后逐步减缓。新鲜猪粪经酸性淋溶后,渗滤液中铜、砷以及COD、总磷、氨氮含量均显著增加。因此对即使临时堆放亦需采取措施,以防止因雨水等导致的渗滤液污染。     

两种硝化抑制剂对不同土壤中氮素转化的影响

采用实验室人工气候箱培养的方法,研究了两种硝化抑制剂双氰胺和硫代硫酸钾在两种碱性土壤中对土壤pH值变化、氨挥发特性及铵态氮转化的影响.实验结果表明,各处理在两种碱性土壤中的pH值都是先上升到一个峰值,然后下降,且速率先快后慢.硫代硫酸钾处理和对照处理的pH值约在实验第4天出现峰值,双氰胺处理pH值出现峰值的时间较硫代硫酸钾处理及对照处理土壤推迟了3天左右.整个实验期间,双氰胺处理的pH值一直处于较高水平,硫代硫酸钾处理的次之,对照处理的最小.氨挥发强度与土壤pH值同步,各处理氨的挥发量一般在第7天达到最大值,此时双氰胺处理氨的挥发量最大,硫代硫酸钾处理的次之,对照处理的最少.在晋城菜园土中,双氰胺和硫代硫酸钾处理的土壤比未添加硝化抑制剂的对照土壤中氨挥发的总量分别增加523.0%,33.6%,在北京菜园土中,双氰胺和硫代硫酸钾处理的土壤比未添加硝化抑制剂的对照土壤中氨挥发的总量分别增加575.8%,125.0%.土壤中铵态氮含量与土壤pH值的变化趋势相似,先快速上升到一个峰值,然后开始缓慢下降.硝化抑制剂的添加能使两种碱性土壤中铵态氮的释放时间延长3天左右.     

畜禽养殖粪水酸化贮存及氮素减损增效研究进展

畜禽粪水酸化贮存能够有效调控粪水贮存中微生物、环境与氮素间的作用关系,实现粪水氮素的减损增效,是一种具有广泛应用前景的关键技术。该研究系统综述了粪水酸化贮存中氮素的迁移转化机理,比较评价了常见酸化剂和不同酸化贮存工艺的应用效果,分析了酸化贮存技术对粪水氮素减损增效的影响。梳理总结得到：粪水酸化存储中氮素的迁移转化机制主要包括有机氮矿化、铵态氮固持、无机氮转化的抑制及硝化3个关键环节,可以依靠改变微生物作用和化学平衡状态实现氮素的减损;与其他酸化工艺相比,长期酸化工艺具有酸化效果更加稳定、应用范围较为广泛等优势;粪水酸化技术能够大幅降低NH3排放,以及部分N2O的排放,进而提高粪肥还田后土壤肥效,但不合理的酸化贮存技术及施用方式也会降低粪水肥效,甚至引起二次污染;未来应重点从氮素迁移转化路径的定量分析、复合酸化剂的开发、粪肥施用效果及风险的评估应对等方面进行深入研究。     

生物质炭添加量对伊乐藻堆肥过程氮素损失的影响

为探讨高温堆肥中氮素损失的有效控制技术,研究以生物质炭为添加剂对伊乐藻与稻草混合堆肥过程中氮素损失的影响,通过静态高温好氧堆肥试验,设置了6个处理,即：CK（不添加生物质炭）、5个生物质炭不同添加量处理（以CK为基础,生物质炭添加量分别为CK堆体干基质量的6%、18%、30%、42%、54%）,监测了伊乐藻与稻草混合堆肥过程中堆温、氨挥发速率等相关指标的变化。结果表明,与 CK 相比,添加生物质炭可以提高堆温、延长高温期天数、缩短堆肥周期,堆肥周期减少天数与生物质炭添加量呈极显著的对数曲线相关（P<0.01）;添加生物质炭可以显著降低堆肥过程中的氨累积挥发量（P<0.05）,但与CK相比,生物质炭添加量为6%、18%处理的氨累积挥发量分别增加了26.58%、6.34%,同时,氮素损失率亦高于CK处理;堆肥过程中氮素损失率与生物质炭添加量关系密切,呈显著的一元三次曲线相关（P<0.05）,生物质炭的适宜添加量为27.11%～45%;根据不同影响因子的标准偏回归系数,对堆肥体氮素损失率的影响,由大到小依次为全氮、铵态氮、有机碳。     

过磷酸钙用量对猪粪堆肥过程及磷形态变化的影响

【目的】过磷酸钙作为常用的畜禽粪便堆肥添加剂,具有减少氮素损失率并提高氮、磷养分含量等优点,但其对磷的有效性和形态的影响有待深入探讨。通过试验研究不同过磷酸钙添加量对猪粪锯末好氧堆肥过程的影响及堆肥中不同形态磷含量和形态之间的相互转化规律,以期为畜禽粪便堆肥中磷素的转化及合理施用提供科学依据。【方法】将猪粪和锯末以质量比（鲜重）4:1的比例混合,然后按照猪粪和锯末干物质量的5%、10%、15%添加过磷酸钙,以不添加过磷酸钙作为对照（CK）,进行42 d好氧堆肥,监测堆肥温度、含水率、pH、全氮、有机碳、全磷、有效磷、有机磷等指标。【结果】与CK相比,添加适量过磷酸钙可以显著提高堆肥的温度,增加高温持续期2~10 d;提高堆肥物料的持水能力,加快有机碳降解。添加5%~15%的过磷酸钙可以显著降低堆肥初始pH值0.33~0.68个单位,有效抑制堆肥过程中铵态氮的挥发损失,CK、5%、10%和15%的处理在堆肥结束时的氮素损失率分别为29.4%、26.6%、18.5%和8.0%,全氮和全磷含量分别较堆肥初增加17.3~34.2%和37.0%~123.1%。CK有效磷含量随堆肥时间不断上升,第42 d较堆肥初增加73.0%,而添加过磷酸钙5%、10%和15%的处理有效磷含量显著降低,分别较堆肥初减少了4.0%、23.2%和41.8%。随着堆肥的进行,各处理中有效磷占全磷的比例均不断下降,表明堆肥过程降低了磷的有效性。堆肥前期以有机磷的矿化为主,后期以有机磷的合成为主,第42 d有机磷占全磷的比例CK最高（22.1%）,添加5%、10%和15%过磷酸钙的处理分别为15.4%、11.0%和8.7%。【结论】猪粪堆肥中添加过磷酸钙,可以有效减少氮素损失,加快有机物料降解,以10%的添加量效果最佳;堆肥过程降低了磷的有效性,随着过磷酸钙用量的增加有效磷的比例不断下降;腐熟后堆肥中的磷以无机态为主,有机磷占全磷的比例随着过磷酸钙用量的增加而递减。     

追施猪粪沼液对菜地氨挥发的影响

氨挥发是肥料氮素损失的主要途径之一。以厌氧发酵后的猪粪沼液为研究对象,通过蔬菜大棚小区试验,分析其作为追肥表施于冬季菜地(水芹(Oenanthe clecumbens L.)和扬花萝卜(Raphanus sativusL.Var.Radiculus pers.);追施氮量分别为72 kg hm-2和54 kg hm-2)及夏季菜地(小白菜(Brassica chinensisL.)和大叶茼蒿(Chrysanthemum carinatum Schousb.);追施氮量分别为42 kg hm-2和63 kg hm-2)后的氨排放特征及其影响因子。研究结果表明:(1)施用猪粪沼液后菜地氨挥发激增,沼液中氮素以氨挥发形态损失较快,通常发生在施入后48 h内;(2)冬季芹菜地和萝卜地施用沼液后的累积氨排放量分别为8.68 kg hm-2和9.90 kg hm-2,显著高于化肥处理(4.06 kg hm-2和5.59 kg hm-2);而夏季白菜地和茼蒿地则分别为10.40kg hm-2和11.61 kg hm-2,与化肥处理间差异不显著(9.81 kg hm-2和10.09 kg hm-2);(3)冬季菜地施用沼液后氨挥发损失率分别达到11.7%和17.7%,显著低于夏季菜地(23.3%和26.8%);(4)0～10 cm土层土壤温度、水分含量、可溶性有机碳含量、氮素水平及形态、微生物生物量及活性,均与菜地氨挥发有较高的关联度。沼液作为追肥施入农田后会因其自身氨挥发和激发效应而使氨排放增加,在施用过程中应特别注意温度的影响,同时应选择合适的施用方式。     

双氰胺在不同温度下对碱性土尿素氮转化的影响

[目的]为了提高氮素的利用效率,减少NO_3~-—N淋溶污染,本试验研究了硝化抑制剂双氰胺(DCD)对碱性土壤中氮素转化的影响,为氮素的合理高效利用,增加作物产量提供参考。[方法]采用实验室人工气候箱培养法,研究双氰胺在15,25和35℃不同温度下对山西省晋城市菜园土(碱性)的pH值、氨挥发量及NH_4~+—N和NO_3~-—N转化的影响。[结果]在碱性土壤中施加双氰胺后,其pH值高于对照,且pH值随土壤温度的升高而升高;同时碱性土壤中氨挥发量也随温度升高而增大,每升高10℃,氮素以氨气形式损失的增加率约为6.90%;而土壤NO_3~-—N量却随温度的升高有所下降,其变化趋势与土壤NH_4~+—N量变化相反,此外温度的升高可导致NH_4~+—N含量峰值的出现时间提前,每增加10℃提前约为1周左右。双氰胺的施加可减少了NH_4~+—N转化为NO_3~-—N的量。[结论]双氰胺的施加可减少碱性土壤中氮素转化为NO_3~-—N所带来的淋溶污染问题,且随温度的升高pH值、氨挥发量和NH_4~+—N量增加。     

猪粪沼液中氨态氮含量的影响因素实验研究

通过猪粪在不同工艺条件下的厌氧发酵实验,研究了以猪粪为发酵原料所产沼液中氨态氮含量的各种影响因素及其最优发酵工艺技术。沼液中的氨态氮含量随发酵时间呈增长趋势,发酵温度为15℃时的增长速度缓慢,而发酵温度为30℃以上时的增长明显加速,适宜的搅拌速度和较高的原料浓度也有利于氨态氮含量的迅速增加。并且,pH值对沼液中的氨态氮含量有较大影响,发酵液呈酸性时的沼液中氨态氮含量随发酵时间逐渐减少,而碱性发酵液的沼液中氨态氮含量随发酵时间不断增加。沼液中氨态氮含量达到最大时的可控发酵工艺条件为：发酵时间,5 d;发酵温度：30℃;原料浓度,3.7%。     

温度及吹脱沼气中CO2比例对沼液氨吹脱效果的影响

氨吹脱是一种对养殖场沼液进行深度处理和氮回收的技术,利用沼气对沼液进行氨吹脱可通过沼气反复循环吹脱实现沼气提纯和沼液氨氮脱除耦合,是氨吹脱的新型研究方向,但目前缺乏相关工艺参数。基于此,该文利用CH_4和CO_2混合气体模拟沼气,研究了吹脱温度(70、80、90℃)和气体中CO_2比例(10%、20%、40%)对沼液氨氮脱除过程参数和氨氮脱除效果的影响。结果表明:在试验条件下,温度较高,CO_2比例较低时沼液氨氮脱除效果较好。在90℃、吹脱气体中CO_2比例为10%时,吹脱6 h后沼液的最终氨氮去除率达到99.28%,出水氨氮质量浓度低于60 mg/L,且在40min内沼液的氨氮去除率达到92.15%,反应动力学常数为1.034h-1,可依靠脱除沼液中的酸性物质使得沼液的pH值上升至9.92。对吹脱后沼液水质分析表明,利用模拟沼气对沼液进行氨吹脱,沼液中的化学需氧量(chemicaloxygen demand,COD)去除率达到23.53%～42.20%,总磷(total phosphorus, TP)去除率达到15.85%～32.97%,浊度去除率为20.79%～29.74%。研究结果为利用富CO_2气体对沼液进行氨吹脱工艺提供参考。     

粪水酸化储存还田应用效果

为探索酸化储存粪水对农田的施用效果,采用浓硫酸(H₂SO₄)酸化前后的粪水和长期储存前后粪水,开展盆栽试验研究酸化储存粪水对土壤养分和作物产量的影响。试验分别设置2个对照组:储存前和储存后的粪水,H₂SO₄酸化前和酸化后的粪水,每个处理分别设置4组施加量水平(5%、25%、50%和100%稀释比例的粪水)。试验结果表明:对于养殖粪水还田,应严格控制粪水还田比例,不宜施加浓度过高的粪水,宜控制在25%～50%施加量。粪水储存有利于土壤总氮(Total Nitrogen, TN)和总磷(Total Phosphate,TP)的固持,储存后土壤总养分(总氮、总磷和总钾(Total Potassium,TK))增加了11.32%～73.16%,SMS(储存60 d的粪水)(100%)处理产量提高了21.22%;粪水经过H₂SO₄酸化处理后,对土壤总养分影响变化较大,TN、TP和TK部分处理呈增加的趋势,HMS(25%)处理产量显著提高了27.94%;在H_...     

皖南山区土壤酸化趋势研究——以宣城市广德县为例

皖南山区土壤出现了酸化趋势,本文以具有代表性的宣城市广德县为例,通过将最新一轮土壤调查与第二次土壤普查的土壤pH值进行对比分析, 从总体、主要土壤类型、农用地类型以及空间分布4个方面,系统地研究了土壤酸化的趋势及其影响因素,并结合区域实际情况,提出了相应的土壤酸化防治对策.     

Leaf Absorption of Atmospheric Ammonia Emitted from Pig Slurry Applied beneath the Canopy of Winter Wheat

Abstract

Absorption of volatilized ammonia after application of slurry onto the soil surface (sand) between rows of a wheat crop was studied in two experiments. The slurry was labelled with ¹⁵N-NH₄. During seven days the accumulated gaseous N loss from the slurry varied from 6.9 to 11.1 g N m^?2. In April ammonia losses from slurry applied beneath a 5 cm high wheat crop were equal to losses from slurry applied to a fallow, but 2.2% of the lost atmospheric ammonia was taken up by the leaves. In May ammonia loss from slurry applied between the rows of a 43 cm high crop was reduced by 6% compared to the loss from fallow, because of a reduced transfer of ammonia from the slurry to the air. Of the emitted ammonia 3.3% was absorbed by the canopy.