畜禽廢棄物堆肥氨氣與溫室氣體協(xié)同減排研究

曹玉博，張 陸，王 選，馬 林*

（1.中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心/河北省土壤生態(tài)學(xué)重點實驗室/中國科學(xué)院農(nóng)業(yè)水資源重點實驗室，石家莊050021；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049）

好氧堆肥是畜禽廢棄物無害化和資源化的有效途徑之一，但因堆肥過程高溫、高pH 以及好氧/厭氧微域共存的特性，氨（NH3）揮發(fā)和溫室氣體（氧化亞氮N2O、甲烷CH4）排放量較高。氨揮發(fā)是堆肥過程氮損失的主要途徑，占初始總氮的16.1%～22.6%[1]；N2O和CH4排放也是重要的碳氮損失途徑，其中N2O 排放量占初始總氮的0.1%～4.2%[1-2]，CH4排放量占初始總碳的0.2%～3.2%[1]。已有大量試驗分析了堆肥過程氨氣和溫室氣體的排放特征，也有很多研究報道了氨氣減排技術(shù)，但這些技術(shù)對N2O 和CH4排放的影響尚不清楚，且目前也缺乏氨氣和溫室氣體產(chǎn)排機理和協(xié)同減排的系統(tǒng)分析。因此，本文通過對國內(nèi)外研究結(jié)果的綜述和分析：闡述堆肥過程中氨氣和溫室氣體產(chǎn)排的影響因素和協(xié)同關(guān)系；梳理堆肥過程中氨氣和溫室氣體排放的調(diào)控策略，并探討協(xié)同減排的技術(shù)途徑；分析和展望今后氨氣和溫室氣體協(xié)同減排研究的重點和方向，旨在為畜禽廢棄物堆肥過程中氨氣和溫室氣體的協(xié)同減排提供理論依據(jù)。

1 堆肥過程中氨氣與溫室氣體的產(chǎn)排機理

好氧堆肥又稱高溫堆肥，是微生物在有氧條件下降解有機質(zhì)，代謝產(chǎn)生CO2、水和熱的過程。堆肥過程分為四個階段，即升溫期、高溫期、降溫期和腐熟期，每個階段理化環(huán)境、微生物代謝強度和群落結(jié)構(gòu)不同[3]，因此氨氣和溫室氣體的排放在不同階段呈現(xiàn)不同特征。……