奶牛粪便翻堆式与槽式堆肥过程气体排放规律及养分损失原位监测

作者：巴士迪; 张克强; 杨增军; 李仲瀚; 渠清博

来源：生态环境学报, 2021, 30(02): 420-429.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2021.02.023

• 奶牛粪便
• 翻堆式堆肥
• 槽式堆肥
• 温室气体
• 氨气
• 养分损失

为探究奶牛粪便翻堆式与槽式堆肥过程中温室气体和氨气(NH3)排放规律及养分损失情况,采用原位监测的方法,通过静态采气箱和气体在线监测设备,分别对奶牛粪便翻堆式和槽式堆体开展为期36 d的气体监测。结果表明,翻堆式堆肥过程中甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)和NH3排放主要集中于翻堆阶段;槽式堆肥过程中CH4和NH3排放主要集中于堆肥前期,N2O排放则主要集中于堆肥中后期。堆体管理措施及物料特性显著影响堆肥气体的排放。翻堆式堆肥过程中翻堆对气体排放的影响大于堆肥理化因子如温度、含水率以及p H值;而槽式堆肥过程中,降低堆体的平均温度可同时减缓堆肥过程中CH4、二氧化碳(CO2)和NH3的释放。从养分损失来看,翻堆式和槽式堆肥过程中碳素总损失量分别占堆肥物料初始总碳含量(TC)的27.16%和21.53%,其中约80%以上的碳素损失来自CO2-C。而堆肥过程中氮素总损失量分别占堆肥物料初始总氮含量(TN)的18.67%和13.44%,其中约80%以上的氮素损失来源于NH3-N。该研究表明,在保证堆体物料腐熟的前提下,降低翻堆频率可显著减缓翻堆式堆肥过程中温室气体和NH3的排放;降低槽式堆肥堆体的温度可显著减少堆肥过程中CH4、CO2和NH3的排放。该研究结果对于减少堆肥过程气态污染物排放和养分损失,提高堆肥效率具有重要的指导意义。