生物炭及翻堆頻率對雞糞堆肥過程中溫室氣體排放的影響

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1、分類號：單位代碼：密級學(xué)號：博士學(xué)位論文生物炭及翻堆頻率對雞糞堆肥過程中溫室氣體排放的影響研究生：賈興永指導(dǎo)教師：巨曉棠教授合作指導(dǎo)教師：袁文橋副教授申請學(xué)位類別：農(nóng)學(xué)博士專業(yè)領(lǐng)域名稱：植物營養(yǎng)學(xué)研究方向：碳氮循環(huán)與溫室氣體所在學(xué)院：資源與環(huán)境學(xué)院二一五年五月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國農(nóng)業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均

2、已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名：時(shí)間：知作年月曰關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解中國農(nóng)業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同意中國農(nóng)業(yè)大學(xué)可以用不同方式在不同媒體上發(fā)表、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議）研究生簽名：兔時(shí)間：年月導(dǎo)師簽名：時(shí)間：年‘月《』摘要畜禽糞便堆肥是溫室氣體（排放的主要來源之一，微生物的硝化和反硝化作用是其產(chǎn)生的主要途徑。堆肥過排放不但對全球氣候的增溫

3、效應(yīng)顯著，還會(huì)引起堆肥物料氮素?fù)p失，導(dǎo)致堆肥產(chǎn)物品質(zhì)肥效降低。理解畜禽糞便堆肥過程中溫室氣體的來源及排放規(guī)律，對解釋排放機(jī)理及減排措施具有重要意義。畜禽糞便堆肥過程的產(chǎn)生與畜禽糞便堆過程氮素形態(tài)的轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。畜禽糞便堆肥過程產(chǎn)生的同時(shí)來源于堆肥堆體表面的硝化途徑和堆肥堆體內(nèi)部的反硝化途徑。但在堆肥中添加生物炭還鮮見報(bào)道。這些少量的研究證明生物炭有潛力能夠加快堆肥進(jìn)程、改善堆肥質(zhì)量和減少相關(guān)的的排放。這可以歸因于生物炭具有較高的孔隙度和巨大的比表面積，能夠吸附和持留水分、、和離子，促進(jìn)微生物的代謝和生理活動(dòng)。糞便與生物炭共同堆肥為緩釋肥料

4、的生產(chǎn)和溫室氣體減排提供了一個(gè)非常有前景的方法。然而需要進(jìn)一步的研究來了解生物炭堆肥過程中的作用，以及生物炭與糞便、微生物之間的相互作用。本研究采用稻殼為原料制造生物炭，實(shí)驗(yàn)室模擬堆肥系統(tǒng)，并將生物炭添加到堆肥過程中作為填充劑，研究了生物炭和鋸末添加量及翻堆頻率對雞糞堆肥過程中、排放及、的影響，生物炭和鋸末添加量及翻堆頻率對雞糞堆肥過程中排放的影響，生物炭和鋸末添加量及翻堆頻率對雞糞堆肥進(jìn)程（溫度、含水量、的影響。主要研究結(jié)果如下：分析建立了一種新的標(biāo)準(zhǔn)，能有效地對不同研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納。目前，在堆肥中添加生物炭做填充劑并對堆肥溫室氣體排

5、放的影響的相關(guān)研究還很少，因此相關(guān)的數(shù)據(jù)是很有限的。通過對這些有限的數(shù)據(jù)分析，得到的結(jié)論是生物炭和鋸末均能減少堆肥過程中的和排放，但是均能增加的排放。相比之下，生物炭減排和的效果更好。因此，糞便堆肥過程中添加生物炭是一項(xiàng)很好的減排溫室氣體排放、提高堆肥氮素含量的措施。生物質(zhì)氣化是從生物質(zhì)資源生產(chǎn)清潔能源的一種很有前景的方法。利用上升氣流氣化爐制造生物炭時(shí)，只霈要小時(shí)溫度即可升高到°短時(shí)間內(nèi)即可制備成生物炭。每次可制得左右的生物炭，生物炭產(chǎn)率在左右。說明氣化是制備生物炭的一種既省時(shí)間又產(chǎn)率高的方法。雞糞堆肥過程中添加生物炭能顯著減少的排放。

6、與對照相比，生物炭添加量導(dǎo)致減排約。作為生物炭的對比，鋸末也能減少的排放，但是減排效果不如生物炭。生物炭提高雞糞堆肥堆體的和含量。生物炭是一種理想的堆肥填充劑，能夠減少堆肥損失。翻堆頻率對堆肥轉(zhuǎn)化有顯著影響。低翻堆頻率對堆體保持和是有益的，但是導(dǎo)致排放的增加。填充生物炭的堆體溫度、值和：峰值升高，含水量降低，說明了生物炭能夠加快堆肥速度。為了做對比，鋸末作為另外一種填充劑添加至堆肥中，研究發(fā)現(xiàn)其填充效果不如生物炭。生物炭比鋸末更加有效地減少排放。翻堆頻率顯著影響峰值和放。高翻堆頻率更能加快堆肥進(jìn)程。生物炭有減少堆肥過程中氮損失及增強(qiáng)氮持留

7、的潛力。對含氮量豐富的物料堆肥來說，生物炭是一種很理想的填充劑。生物炭是減排堆肥排放的最好的填充劑之一。關(guān)鍵詞：雞糞堆肥；生物炭；翻堆頻率；排放。AbstractRecentinterestsinbiocharstemfromitsagronomicbenefitsandcarbonsequestrationpotentialsinsoilapplications.Asanotfullyunderstoodnewerconcept,addingbiocharasabulkingagentduringanimalmanurecomposti

8、nghasthepotentialtoenhancethecompostingprocessandreduceassociatedN2Oemissions.Withlimitedliterat