加入黄土对家畜粪肥碳氮养分保蓄的影响

发布时间：2017-06-23 00:07

  本文关键词：加入黄土对家畜粪肥碳氮养分保蓄的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：工业革命以来全球大气中二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)等温室气体的大量排放是导致全球变暖的主要原因。不同温室气体相比,CO2对全球气候变暖贡献最大,贡献率约占60%;N2O虽然在大气中含量较低,但其具有强烈的温室效应,且在大气中滞留的时间长。随着养殖业的发展,产生了大量的畜禽粪便,而这些粪肥的贮存、利用等过程中会产生大量的CO2、N2O等温室气体,故如何有效保蓄粪肥碳、氮养分,减少其利用过程中所释放温室气体是值得研究的问题。目前,中小型规模化养殖场畜禽粪便在处理或施肥之前基本以自然堆放为主,产生大量CO2、NH3、N2O等有害气体。我国北方地区特别是黄土高原地区,在养殖过程中通常会给畜禽圈舍加入黄土为主的垫圈材料,前人研究表明,黄土垫圈这一传统生产措施可有效保蓄易挥发氮素,而关于这一传统生产措施能否减少粪肥温室气体排放、有效保蓄粪肥碳、氮养分尚少见报道。因此,本文利用室内培养等方法,研究了加入黄土对粪肥温室气体排放和碳、氮养分保蓄的影响,旨在进一步挖掘黄土垫圈这一传统生产措施的现实意义,为解决目前面临问题提供思路。获得以下主要结论:(1)利用室内培养的方法研究了加入不同比例黄土对猪粪、牛粪两种粪肥CO2、NH3的影响。结果表明:加入黄土后猪粪CO2和NH3释放量显著降低,1:1和1:5加入黄土后猪粪CO2释放量较未加黄土猪粪CO2释放量分别降低了23.9%和19.3%。猪粪1:5加入黄土NH3释放量最低,比未加黄土猪粪NH3释放量降低91.6%,猪粪加入黄土后碳、氮保蓄率均高于未加黄土处理;牛粪加入黄土后NH3释放量显著降低,1:3和1:5加入黄土NH3释放量最低,较未加黄土牛粪NH3释放量分别降低了91.8%和91.4%,牛粪加入黄土后氮素保蓄率提高,而碳素保蓄率无明显变化。(2)采用室内培养方法研究了不加入黄土和1:2混拌黄土对猪粪、牛粪、羊粪三种粪肥CO2与N2O的释放的影响。结果表明:三种粪肥混拌黄土后,CO2与N2O排放通量显著降低,猪粪、牛粪、羊粪CO2累积排放量分别降低了92.5%、93.8%及87.0%;N2O累积释放量分别降低了97.7%、98.2%及97.7%。三种粪肥两种温室气体排放规律有所不同,CO2培养前期排放通量较高,培养后期排放通量逐渐减少;牛粪N2O排放通量峰值较猪粪、羊粪排放通量峰值早,这主要与三种粪肥自身理化性质不同有关。(3)采用室内培养的方法研究了猪粪、牛粪两种粪肥加入不同比例黄土培养35周后各处理速效养分含量变化以及不同组分有机碳、全氮含量。结果表明:粪肥混拌黄土后,培养结束时各处理硝态氮含量显著增加,说明粪肥混拌黄土可显著增加促进硝化作用的发生,而速效磷、速效钾含量变化较小。培养结束时,猪粪1:5加入黄土后有机碳组分中自由轻组分含量显著减少,重组分含量显著增加;牛粪加入不同比例黄土培养后,有机碳组分中自由轻组分、闭蓄态轻组分含量显著减少,重组分含量显著增加。培养结束时,两种粪肥加入黄土闭蓄态轻组分有机碳含量增加或者无显著变化,自由轻组分、重组分有机碳含量降低。猪粪1:3、1:5加入黄土后闭蓄态轻组分全氮含量显著增加,牛粪加入黄土后闭蓄态轻组分全氮含量显著增加。可见,粪肥混拌黄土这一传统生产措施可以有效保蓄粪肥速效养分含量,并增加重组分含量,减少粪肥碳素损失。(4)以在长武农村所采集土粪样品为研究对象。测定了土粪中的有机碳、全氮、矿质态氮、速效磷、速效钾、不同组分的有机碳和全氮含量。结果表明:采集土粪样品养分含量差异较大,有机碳、全氮含量平均值分别为56 g·kg-1、5 g·kg-1,速效磷含量平均值268 mg·kg-1,速效钾含量整体较高,平均值为4000 mg·kg-1。所采集土粪样品自由轻组分、闭蓄态轻组分百分含量较低,重组分百分含量较高。三种组分有机碳、全氮含量相比较,闭蓄态轻组分有机碳、全氮含量最高,重组分有机碳、全氮含量最低。可见,粪肥加入适量黄土对减少其分解过程中温室气体排放,保蓄粪肥碳、氮养分有重要作用。
【关键词】：黄土 粪肥 土粪 碳氮养分
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S141;X713
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 文献综述12-20
• 1.1 研究背景及意义12
• 1.2 国内外研究进展12-18
• 1.2.1 土粪及研究进展12-13
• 1.2.2 粪肥碳氮挥发损失研究进展13-15
• 1.2.3 土壤有机碳稳定机理研究进展15-16
• 1.2.4 土壤有机碳分组研究进展16-18
• 1.3 小结18-20
• 第二章 加入不同比例黄土对粪肥碳、氮养分保蓄的影响20-28
• 2.1 引言20-21
• 2.2 材料与方法21-22
• 2.2.1 供试材料21
• 2.2.2 试验设计及方法21-22
• 2.2.3 测定项目及计算方法22
• 2.2.4 数据处理方法22
• 2.3 结果与分析22-26
• 2.3.1 不同处理CO2释放特性22-23
• 2.3.2 不同处理NH3释放特性23-24
• 2.3.3 不同处理总有机碳、全氮、DOC、矿质态氮含量24-25
• 2.3.4 不同处理粪肥碳、氮保蓄率25-26
• 2.4 讨论26-28
• 2.4.1 加入黄土对粪肥养分保蓄效应及机理26
• 2.4.2 加入黄土对粪肥养分含量的影响26-28
• 第三章 加入黄土对粪肥CO2、N2O排放的影响28-35
• 3.1 引言28-29
• 3.2 材料与方法29-30
• 3.2.1 供试材料29
• 3.2.2 试验设计及方法29-30
• 3.2.3 测定项目及计算方法30
• 3.2.4 数据处理方法30
• 3.3 结果与分析30-33
• 3.3.1 不同处理CO2释放特性30-31
• 3.3.2 不同处理N2O释放特性31-32
• 3.3.3 不同处理pH变化32
• 3.3.4 不同处理矿质态氮含量变化32-33
• 3.4 讨论33-35
• 第四章 加入黄土对粪肥培养过程中碳组分及速效养分含量的影响35-44
• 4.1 引言35-36
• 4.2 材料与方法36-37
• 4.2.1 供试材料36
• 4.2.2 试验设计及方法36
• 4.2.3 测定项目及计算方法36-37
• 4.2.4 数据处理方法37
• 4.3 结果与分析37-41
• 4.3.1 不同处理pH变化37
• 4.3.2 不同处理矿质态氮含量变化37-38
• 4.3.3 不同处理速效磷、钾含量变化38-39
• 4.3.4 不同处理有机碳、氮组分含量变化39-41
• 4.4.讨论41-44
• 4.4.1 粪肥加入黄土后速效养分含量变化41-42
• 4.4.2 粪肥加入黄土后有机碳、氮组分42-44
• 第五章 传统土粪有机碳、氮组分及速效养分含量44-48
• 5.1 引言44
• 5.2 材料与方法44-45
• 5.2.1 供试材料44
• 5.2.2 测定项目44-45
• 5.2.3 数据处理方法45
• 5.3 结果与分析45-47
• 5.3.1 土粪基本养分含量45-46
• 5.3.2 土粪不同有机碳、全氮组分含量46-47
• 5.4 讨论47-48
• 第六章 结论48-49
• 6.1 主要结论48
• 6.2 需要进一步解决的问题48-49
• 参考文献49-56
• 致谢56-57
• 作者简介57

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