高寒区不同牛舍条件下NH 3 排放特征及其驱动因素研究
发布时间：2022-02-09 22:54
畜禽养殖业是农业源氨排放的主要贡献者（占比50～80%）。随着我国畜禽养殖业的高度集约化发展,由NH3排放造成的环境污染问题愈演愈烈。准确评估并有效缓解畜禽养殖尺度的氨排放对提高我国氮素利用效率、减少氮沉降、缓解雾霾污染具有重要意义。本研究选定了河北省坝上高寒区的两类（3个）奶牛养殖场（包括一个“全牛舍”式结构和两个“牛舍+运动场”式结构）,采用反演示气体扩散技术（bLS）结合开路式激光仪进行实地测定,同时将饲料及粪污管理信息输入“氨与温室气体智能核算”（AGRIT）软件进行模型估算,深入分析两类（3个）奶牛场在不同饲养条件和粪污管理措施下的NH3排放特征与差异。此外,针对“牛舍+运动场”式奶牛场粪污直接露天堆存的处理方式,通过覆盖醋糟（CZ）和添加磷酸二氢钾+氯化镁（TJ）的方式进行野外粪污堆存氨减排模拟探究,在此基础上对比探究通气法（VCT）、密闭抽气法（DCT）和被动采样法（PST）三种氨挥发测定技术的一致性。进一步将测定所得两类减排措施的减排率输入“AGRIT”模型,探究“牛舍+运动场”式奶牛场的整体氨减排效果。主要研究结果如下:（1）“全牛舍”式奶牛场（#1）、“牛舍+运动场...
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图５奶牛养殖场粪污处理工艺流程图??Ｆｉｇ．５?Ｄａｉｒｙ?ｆａｒｍｓ?ｍａｎｕｒｅ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??
?河北农业大学硕士学位（毕业）论文???养殖场相比，“全牛舍”式养殖可能持续降低ｎｈ３排放率。??３００????Ｔ?２５０?－?■奶牛《議＿２?＊奶物??－〇??Ｉ?２００?－?】於．０６??｜?５?１５；?－５３?：??＾?２?ｌｌｊ．６６??卜ｉ■’‘?Ａ■丨??Ｑ??＾＾???冬?季节ｓｅａｓｏｎ?？夏??图１１奶牛养殖场在不同季节的ＮＨ３排放速率??Ｆｉｇ．ｌ?１?Ａｍｍｏｎｉａ?ｅｍｉｓｓｉｏｎ?ｒａｔｅｓ?ｆｏｒ?ｄａｉｒｙ?ｆｅｅｄｌｏｔｓ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｅａｓｏｎｓ??此外，两类养殖场数量相差悬殊，但数量多的奶牛场氨排量反而明显低于数量少??的奶牛场，这一结果除受饲舍结构影响外，还与养殖场的管理模式密切相关。由表??１￣３饲料成分观察可知，奶牛＃１粗蛋白含量低于奶牛＃２、＃３。大量研宄表明降低粗蛋??白含量会抑制尿素氮的生成，进而降低氨排量。此外，最为重要的差异体现在粪污处??理方面。与奶牛＃２、＃３利用铲车进行舍内清粪（频率每天１次或每周１次）、产生??的粪污堆存在场内空地数月后售出的管理方式相比，奶牛＃１配备舍内自动刮粪板将??清粪频率提升到每小时１次并将产生的粪污进行干湿分离处理。相比之下后者消除了??液体粪污中的大量有机物质，削弱厌氧微生物的活动，进而减少了氨气的释放。对比??两类养殖场管理方式及氨排放结果，证实了降低饲料蛋白含量、设计合理的饲料配方，??完善粪污处理设施的配备，提高清粪频率对降低养殖场氨排放存在重要价值。??２．２．２．４奶牛养殖场ＮＨ３排放因子??将上述各奶牛场两个季节测定所得的日均氨排放速率作均值后乘上总天数（３６５）
?高寒区不同牛舍条件下ＮＨ３排放特征及其驱动因素研究???８０????＾?７０?－?Ｔ??＾?６０?－?５３?７７??Ｈ＂＊?立?５０?－?４４?９８?ｊ??｜｜?■??■?■??Ｋ丨?＊?．?■?．?■?Ｉ??奶牛１＃?奶牛２＃?奶牛３＃??图１２奶牛养殖场氨排放因子??Ｆｉｇ．?１２?Ｄａｉｒｙ?ｆｅｅｄｌｏｔ?ａｍｍｏｎｉａ?ｅｍｉｓｓｉｏｎ?ｆａｃｔｏｒｓ??２．２．３温度与风速对养殖场ＮＨ３日排放特征的影响??前文分析表明，温度与风速对养殖场氨浓度及氨排量紧密相关。本文以“牛舍＋??运动潮式养殖场（奶牛＃２）为例，探究测定期间冬、夏两季日均温度和风速的变化??与其氨排放量间的关系（图１３）。结果表明：随着温度与风速的增长，氨排放速率??呈现出指数增长趋势（Ｒ４０．５）。??随着温度的升高，促使养殖场内各部分的水分蒸发加快，而水分不断向上运动会??将ＮＨ４＋从下垫面深层输送到表层，增加氨排放速率；其次，温度升高会加大脲酶活１??性，从而加速尿素、尿酸等含氮物质的快速分解，进一步加快了氨挥发。此外，风速??对氨排放速率的影响即为地表空气流速对氨排放速率的影响。风速较高会对氨浓度产??生稀释作用，促使下垫面的氨浓度处于低水平状态，而下垫面需维持较高的氨浓度梯??度，从而增加了氨气的排放速率。??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]规模化养猪场粪污处理与综合利用综述[J]. 涂敏. 安徽农学通报. 2019(15)
[2]家畜圈舍粪尿表层酸化对氨气排放的影响[J]. 刘娟,柏兆海,曹玉博,张楠楠,赵占轻,马林. 中国生态农业学报(中英文). 2019(05)
[3]基于不同监测方法的太湖地区水稻穗肥期氨排放研究[J]. 田玉华,曾科,姚元林,尹斌. 土壤学报. 2019(03)
[4]我国农业氨排放估算方法研究进展[J]. 李静,曾伟斌,周翼飞,陈心宇. 生态学报. 2018(22)
[5]丹麦畜禽粪肥利用对中国种养结合循环农业发展的启示[J]. 隋斌,孟海波,沈玉君,丁京涛,王健. 农业工程学报. 2018(12)
[6]畜禽场氨减排技术研究进展[J]. 刁立鹏,张卓毅,吴迪梅,黄镇. 畜牧与饲料科学. 2018(04)
[7]畜禽养殖氨排放核算方法和模型比较[J]. 吴琼,赵学涛. 生态与农村环境学报. 2018(04)
[8]农牧系统氨挥发减排技术研究进展[J]. 曹玉博,邢晓旭,柏兆海,王选,胡春胜,马林. 中国农业科学. 2018(03)
[9]2006～2014年江苏省氨排放清单[J]. 沈丽,于兴娜,项磊. 中国环境科学. 2018(01)
[10]畜禽养殖废弃物资源化利用与现代生态养殖模式[J]. 吴信,万丹,印遇龙. 农学学报. 2018(01)
博士论文
[1]奶牛运动场温室气体排放规律与排放过程模拟研究[D]. 丁露雨.中国农业大学 2016
[2]畜禽生产环境中主要有害气体监测方法研究[D]. 张石锐.上海交通大学 2014
[3]温室气体及其稳定同位素排放通量测量技术和方法研究[D]. 王薇.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]上海市典型规模化奶牛场氨排放特征研究[D]. 周忠强.华东理工大学 2019
[2]肉牛养殖场气体排放及下垫面土壤N素分布研究[D]. 林志.河北农业大学 2015
[3]猪场沼液贮存中的气体排放研究[D]. 黄丹丹.浙江大学 2013
[4]可调谐二极管激光吸收光谱技术测定农田氨挥发的初步研究[D]. 杨淑莉.南京农业大学 2010
[5]基于物质流方法的中国畜牧业氨排放估算及区域比较研究[D]. 杨志鹏.北京大学 2008
[6]室内有毒气体监测系统研制[D]. 温卫敏.西安科技大学 2008
本文编号：3617786
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图５奶牛养殖场粪污处理工艺流程图??Ｆｉｇ．５?Ｄａｉｒｙ?ｆａｒｍｓ?ｍａｎｕｒｅ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??
?河北农业大学硕士学位（毕业）论文???养殖场相比，“全牛舍”式养殖可能持续降低ｎｈ３排放率。??３００????Ｔ?２５０?－?■奶牛《議＿２?＊奶物??－〇??Ｉ?２００?－?】於．０６??｜?５?１５；?－５３?：??＾?２?ｌｌｊ．６６??卜ｉ■’‘?Ａ■丨??Ｑ??＾＾???冬?季节ｓｅａｓｏｎ?？夏??图１１奶牛养殖场在不同季节的ＮＨ３排放速率??Ｆｉｇ．ｌ?１?Ａｍｍｏｎｉａ?ｅｍｉｓｓｉｏｎ?ｒａｔｅｓ?ｆｏｒ?ｄａｉｒｙ?ｆｅｅｄｌｏｔｓ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｅａｓｏｎｓ??此外，两类养殖场数量相差悬殊，但数量多的奶牛场氨排量反而明显低于数量少??的奶牛场，这一结果除受饲舍结构影响外，还与养殖场的管理模式密切相关。由表??１￣３饲料成分观察可知，奶牛＃１粗蛋白含量低于奶牛＃２、＃３。大量研宄表明降低粗蛋??白含量会抑制尿素氮的生成，进而降低氨排量。此外，最为重要的差异体现在粪污处??理方面。与奶牛＃２、＃３利用铲车进行舍内清粪（频率每天１次或每周１次）、产生??的粪污堆存在场内空地数月后售出的管理方式相比，奶牛＃１配备舍内自动刮粪板将??清粪频率提升到每小时１次并将产生的粪污进行干湿分离处理。相比之下后者消除了??液体粪污中的大量有机物质，削弱厌氧微生物的活动，进而减少了氨气的释放。对比??两类养殖场管理方式及氨排放结果，证实了降低饲料蛋白含量、设计合理的饲料配方，??完善粪污处理设施的配备，提高清粪频率对降低养殖场氨排放存在重要价值。??２．２．２．４奶牛养殖场ＮＨ３排放因子??将上述各奶牛场两个季节测定所得的日均氨排放速率作均值后乘上总天数（３６５）
?高寒区不同牛舍条件下ＮＨ３排放特征及其驱动因素研究???８０????＾?７０?－?Ｔ??＾?６０?－?５３?７７??Ｈ＂＊?立?５０?－?４４?９８?ｊ??｜｜?■??■?■??Ｋ丨?＊?．?■?．?■?Ｉ??奶牛１＃?奶牛２＃?奶牛３＃??图１２奶牛养殖场氨排放因子??Ｆｉｇ．?１２?Ｄａｉｒｙ?ｆｅｅｄｌｏｔ?ａｍｍｏｎｉａ?ｅｍｉｓｓｉｏｎ?ｆａｃｔｏｒｓ??２．２．３温度与风速对养殖场ＮＨ３日排放特征的影响??前文分析表明，温度与风速对养殖场氨浓度及氨排量紧密相关。本文以“牛舍＋??运动潮式养殖场（奶牛＃２）为例，探究测定期间冬、夏两季日均温度和风速的变化??与其氨排放量间的关系（图１３）。结果表明：随着温度与风速的增长，氨排放速率??呈现出指数增长趋势（Ｒ４０．５）。??随着温度的升高，促使养殖场内各部分的水分蒸发加快，而水分不断向上运动会??将ＮＨ４＋从下垫面深层输送到表层，增加氨排放速率；其次，温度升高会加大脲酶活１??性，从而加速尿素、尿酸等含氮物质的快速分解，进一步加快了氨挥发。此外，风速??对氨排放速率的影响即为地表空气流速对氨排放速率的影响。风速较高会对氨浓度产??生稀释作用，促使下垫面的氨浓度处于低水平状态，而下垫面需维持较高的氨浓度梯??度，从而增加了氨气的排放速率。??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]规模化养猪场粪污处理与综合利用综述[J]. 涂敏. 安徽农学通报. 2019(15)
[2]家畜圈舍粪尿表层酸化对氨气排放的影响[J]. 刘娟,柏兆海,曹玉博,张楠楠,赵占轻,马林. 中国生态农业学报(中英文). 2019(05)
[3]基于不同监测方法的太湖地区水稻穗肥期氨排放研究[J]. 田玉华,曾科,姚元林,尹斌. 土壤学报. 2019(03)
[4]我国农业氨排放估算方法研究进展[J]. 李静,曾伟斌,周翼飞,陈心宇. 生态学报. 2018(22)
[5]丹麦畜禽粪肥利用对中国种养结合循环农业发展的启示[J]. 隋斌,孟海波,沈玉君,丁京涛,王健. 农业工程学报. 2018(12)
[6]畜禽场氨减排技术研究进展[J]. 刁立鹏,张卓毅,吴迪梅,黄镇. 畜牧与饲料科学. 2018(04)
[7]畜禽养殖氨排放核算方法和模型比较[J]. 吴琼,赵学涛. 生态与农村环境学报. 2018(04)
[8]农牧系统氨挥发减排技术研究进展[J]. 曹玉博,邢晓旭,柏兆海,王选,胡春胜,马林. 中国农业科学. 2018(03)
[9]2006～2014年江苏省氨排放清单[J]. 沈丽,于兴娜,项磊. 中国环境科学. 2018(01)
[10]畜禽养殖废弃物资源化利用与现代生态养殖模式[J]. 吴信,万丹,印遇龙. 农学学报. 2018(01)
博士论文
[1]奶牛运动场温室气体排放规律与排放过程模拟研究[D]. 丁露雨.中国农业大学 2016
[2]畜禽生产环境中主要有害气体监测方法研究[D]. 张石锐.上海交通大学 2014
[3]温室气体及其稳定同位素排放通量测量技术和方法研究[D]. 王薇.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]上海市典型规模化奶牛场氨排放特征研究[D]. 周忠强.华东理工大学 2019
[2]肉牛养殖场气体排放及下垫面土壤N素分布研究[D]. 林志.河北农业大学 2015
[3]猪场沼液贮存中的气体排放研究[D]. 黄丹丹.浙江大学 2013
[4]可调谐二极管激光吸收光谱技术测定农田氨挥发的初步研究[D]. 杨淑莉.南京农业大学 2010
[5]基于物质流方法的中国畜牧业氨排放估算及区域比较研究[D]. 杨志鹏.北京大学 2008
[6]室内有毒气体监测系统研制[D]. 温卫敏.西安科技大学 2008
本文编号：3617786
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