不同热解温度生物质炭对羊粪堆肥过程氮素损失的减控效果
发布时间：2021-07-26 18:23
为探讨高温堆肥中氮素损失的有效控制技术,以2种不同热解温度制备的稻壳生物质炭为堆肥添加剂,与羊粪、食用菌渣混合,进行了43 d的堆肥试验。设置了3个处理,羊粪与食用菌渣质量比9:1混合体作为预备物料,在预备物料上分别添加450、650℃热解的生物质炭（占预备物料质量百分比15%）为B1、B2处理,在预备物料上添加未热解的稻壳（与生物质炭等体积）为CK处理。监测了堆肥体的温度、NH3挥发、N2O排放、p H值等参数变化动态,分析了不同热解温度生物质炭在堆肥中的保氮效果。结果表明,与对照组相比B1、B2处理促进了堆肥初期的温度快速上升,堆肥体初次升温至55℃所需时间分别较CK缩短了2、6 d,B2处理的促升温、增温效应优于B1处理;堆肥43 d后,CK、B1与B2处理的NH3挥发累积量分别为378.12、117.22、94.16 mg/kg,N2O排放累积量分别为13.9、26.3、23.6 mg/kg,氮素损失率分别为47.8%、34.1%,30.5%;与对照组相比B1、B2处理增加了堆肥体N
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(19)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同热解温度生物质炭微观结构
由图2可知，堆肥温度总体呈先快速上升后缓慢下降的变化趋势，采取翻堆措施后，堆肥体的温度均有小幅上升再逐渐下降。堆肥第1～7天，3个处理的堆温均开始上升，其中添加生物质炭处理的堆温明显高于CK处理，B2处理的堆温上升最为迅速，在第3天就进入高温分解阶段（>55℃）；堆肥第8～14天，3个处理的堆温均快速上升，表现为添加生物质炭处理的堆温高于CK处理，而CK处理的堆温仍然低于60℃，其中B1处理在第7天进入高温分解阶段，堆温在第12天达最大值（63.5℃），B2处理堆温高于B1处理，在第10天达最大值（65.9℃），CK处理在堆肥第9天进入高温分解阶段；堆肥第15～28天，CK处理的堆温明显上升，高于添加生物质炭处理，在第26天达最大值（68.6℃），此时添加生物质炭处理的堆温则逐渐下降，在这一阶段B1、B2处理的堆温相近，无明显的变化规律；堆肥第29～43天，3个处理的堆温均呈下降趋势，进入后熟期，堆温由高到低依次为CK、B1、B2处理。另外，3个处理的堆肥温度均达55℃并保持了20 d以上，满足堆肥物料腐熟条件的标准[10]。2.3 不同热解温度生物质炭对堆肥过程各形态氮素含量的影响
随着堆肥时间的增加，堆肥体水溶性总氮质量分数总体呈下降的变化趋势（图3b），添加生物质炭对堆肥体水溶性总氮质量分数存在明显的影响，在整个堆肥过程中，B2处理的水溶性总氮质量分数显著低于B1、CK处理（P<0.05);B1处理的水溶性总氮质量分数在堆肥初始阶段亦明显低于CK处理，在堆肥第12～27天，B1与CK处理的水溶性总氮质量分数差异较小，在堆肥后期，B1处理的水溶性总氮质量分数仍然低于CK处理。可见，堆肥过程中添加生物质炭降低了堆肥体水溶性总氮质量分数，B2处理降低幅度大于B1处理。图4为堆肥过程中铵态氮、硝态氮质量分数的动态变化曲线，整个堆肥过程中，铵态氮质量分数总体呈先上升后下降的变化趋势。堆肥过程中添加生物质炭会影响堆肥体铵态氮质量分数，由图4a可知，在堆肥起始阶段，B1、B2处理的铵态氮质量分数大于CK处理，之后B1、B2处理的铵态氮质量分数均低于CK处理，其中不同生物质炭处理之间，B2处理的铵态氮质量分数低于B1处理。另外，由图4b可知，整个堆肥过程中堆肥体硝态氮质量分数在堆肥前期很低，随着堆肥时间的增加，在第15天开始逐渐增加，在堆肥第37天达最大值，之后呈下降的变化趋势；3个处理之间的硝态氮质量分数在堆肥第1～15天差异较小且无明显的变化规律，第15天之后，添加生物质炭处理的堆肥体硝态氮质量分数则大于CK处理，其中B2处理的硝态氮质量分数显著大于B1处理（P<0.05）。可见，堆肥过程中，添加生物质炭降低了堆肥体铵态氮质量分数、提高了硝态氮质量分数，B2处理较B1处理更为明显。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同热解温度茶渣生物质炭对茶园土壤吸附解吸NH4+-N的影响[J]. 林婉嫔,夏建国,肖欣娟,李祥羽,王湘贻. 水土保持学报. 2019(06)
[2]热解温度和时间对秸秆生物质炭特性的影响[J]. 孙涛,李典鹏,闫翠侠,董双快,贾宏涛,唐光木,徐万里. 干旱区资源与环境. 2019(12)
[3]温度和低氧条件对成型生物质炭孔结构影响的实验研究[J]. 闫思佳,胡建杭,刘泽伟,袁晓涛,李慧. 化工进展. 2018(08)
[4]添加不同粒径炭基辅料改善猪粪好氧堆肥质量的效果[J]. 王海候,何胥,陶玥玥,金梅娟,陆长婴,施林林,周新伟,沈明星. 农业工程学报. 2018(09)
[5]生物质炭对猪粪堆肥过程中氮素转化及温室气体排放的影响[J]. 付祥峰,刘琪琪,李恋卿,潘根兴,郑金伟,张旭辉,程琨. 农业环境科学学报. 2017(09)
[6]生物炭对鸡粪好氧堆肥主要氮素形态含量影响与保氮机制[J]. 刘宁,周嘉良,马双双,韩鲁佳,黄光群. 农业机械学报. 2016(12)
[7]生物质炭添加量对伊乐藻堆肥过程氮素损失的影响[J]. 王海候,金梅娟,徐军,严慧霞,陆长婴,施林林,周新伟,沈明星. 农业工程学报. 2016(19)
[8]不同agro-生物质炭对水土两相中铵态氮的固持效应[J]. 刘雪梅,万娟娟,王宇航,华小芳. 环境工程学报. 2016(09)
[9]生物质炭对蔬菜废弃物堆肥化过程氮素转化的影响[J]. 徐路魏,王旭东. 农业环境科学学报. 2016(06)
[10]生物炭对棕壤NH3挥发、N2O排放及氮肥利用效率的影响[J]. 程效义,刘晓琳,孟军,兰宇,刘遵奇,杨旭,黄玉威,曹婷,陈温福. 农业环境科学学报. 2016(04)
硕士论文
[1]竹炭的添加对猪粪堆肥过程氮素持留与温室气体减排的影响[D]. 李丽劼.浙江大学 2012
本文编号：3304108
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(19)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同热解温度生物质炭微观结构
由图2可知，堆肥温度总体呈先快速上升后缓慢下降的变化趋势，采取翻堆措施后，堆肥体的温度均有小幅上升再逐渐下降。堆肥第1～7天，3个处理的堆温均开始上升，其中添加生物质炭处理的堆温明显高于CK处理，B2处理的堆温上升最为迅速，在第3天就进入高温分解阶段（>55℃）；堆肥第8～14天，3个处理的堆温均快速上升，表现为添加生物质炭处理的堆温高于CK处理，而CK处理的堆温仍然低于60℃，其中B1处理在第7天进入高温分解阶段，堆温在第12天达最大值（63.5℃），B2处理堆温高于B1处理，在第10天达最大值（65.9℃），CK处理在堆肥第9天进入高温分解阶段；堆肥第15～28天，CK处理的堆温明显上升，高于添加生物质炭处理，在第26天达最大值（68.6℃），此时添加生物质炭处理的堆温则逐渐下降，在这一阶段B1、B2处理的堆温相近，无明显的变化规律；堆肥第29～43天，3个处理的堆温均呈下降趋势，进入后熟期，堆温由高到低依次为CK、B1、B2处理。另外，3个处理的堆肥温度均达55℃并保持了20 d以上，满足堆肥物料腐熟条件的标准[10]。2.3 不同热解温度生物质炭对堆肥过程各形态氮素含量的影响
随着堆肥时间的增加，堆肥体水溶性总氮质量分数总体呈下降的变化趋势（图3b），添加生物质炭对堆肥体水溶性总氮质量分数存在明显的影响，在整个堆肥过程中，B2处理的水溶性总氮质量分数显著低于B1、CK处理（P<0.05);B1处理的水溶性总氮质量分数在堆肥初始阶段亦明显低于CK处理，在堆肥第12～27天，B1与CK处理的水溶性总氮质量分数差异较小，在堆肥后期，B1处理的水溶性总氮质量分数仍然低于CK处理。可见，堆肥过程中添加生物质炭降低了堆肥体水溶性总氮质量分数，B2处理降低幅度大于B1处理。图4为堆肥过程中铵态氮、硝态氮质量分数的动态变化曲线，整个堆肥过程中，铵态氮质量分数总体呈先上升后下降的变化趋势。堆肥过程中添加生物质炭会影响堆肥体铵态氮质量分数，由图4a可知，在堆肥起始阶段，B1、B2处理的铵态氮质量分数大于CK处理，之后B1、B2处理的铵态氮质量分数均低于CK处理，其中不同生物质炭处理之间，B2处理的铵态氮质量分数低于B1处理。另外，由图4b可知，整个堆肥过程中堆肥体硝态氮质量分数在堆肥前期很低，随着堆肥时间的增加，在第15天开始逐渐增加，在堆肥第37天达最大值，之后呈下降的变化趋势；3个处理之间的硝态氮质量分数在堆肥第1～15天差异较小且无明显的变化规律，第15天之后，添加生物质炭处理的堆肥体硝态氮质量分数则大于CK处理，其中B2处理的硝态氮质量分数显著大于B1处理（P<0.05）。可见，堆肥过程中，添加生物质炭降低了堆肥体铵态氮质量分数、提高了硝态氮质量分数，B2处理较B1处理更为明显。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同热解温度茶渣生物质炭对茶园土壤吸附解吸NH4+-N的影响[J]. 林婉嫔,夏建国,肖欣娟,李祥羽,王湘贻. 水土保持学报. 2019(06)
[2]热解温度和时间对秸秆生物质炭特性的影响[J]. 孙涛,李典鹏,闫翠侠,董双快,贾宏涛,唐光木,徐万里. 干旱区资源与环境. 2019(12)
[3]温度和低氧条件对成型生物质炭孔结构影响的实验研究[J]. 闫思佳,胡建杭,刘泽伟,袁晓涛,李慧. 化工进展. 2018(08)
[4]添加不同粒径炭基辅料改善猪粪好氧堆肥质量的效果[J]. 王海候,何胥,陶玥玥,金梅娟,陆长婴,施林林,周新伟,沈明星. 农业工程学报. 2018(09)
[5]生物质炭对猪粪堆肥过程中氮素转化及温室气体排放的影响[J]. 付祥峰,刘琪琪,李恋卿,潘根兴,郑金伟,张旭辉,程琨. 农业环境科学学报. 2017(09)
[6]生物炭对鸡粪好氧堆肥主要氮素形态含量影响与保氮机制[J]. 刘宁,周嘉良,马双双,韩鲁佳,黄光群. 农业机械学报. 2016(12)
[7]生物质炭添加量对伊乐藻堆肥过程氮素损失的影响[J]. 王海候,金梅娟,徐军,严慧霞,陆长婴,施林林,周新伟,沈明星. 农业工程学报. 2016(19)
[8]不同agro-生物质炭对水土两相中铵态氮的固持效应[J]. 刘雪梅,万娟娟,王宇航,华小芳. 环境工程学报. 2016(09)
[9]生物质炭对蔬菜废弃物堆肥化过程氮素转化的影响[J]. 徐路魏,王旭东. 农业环境科学学报. 2016(06)
[10]生物炭对棕壤NH3挥发、N2O排放及氮肥利用效率的影响[J]. 程效义,刘晓琳,孟军,兰宇,刘遵奇,杨旭,黄玉威,曹婷,陈温福. 农业环境科学学报. 2016(04)
硕士论文
[1]竹炭的添加对猪粪堆肥过程氮素持留与温室气体减排的影响[D]. 李丽劼.浙江大学 2012
本文编号：3304108
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