畜禽粪便堆肥过程氨和温室气体排放观测、模拟及减缓对策

本申请项目拟开展集约化养殖场畜禽粪便条垛式堆肥过程，NH3和温室气体（CH4、N2O）排放原位观测、并粗略估算中国畜禽粪便在堆肥的不同处理方式下NH3、N2O和CH4的排放量、以及可能实现的减排措施。一方面，对中国现今普遍存在的畜禽粪便处理方式的温室气体排放量有一个初步的量化认识，为排放清单提供原位观测数- - 排放因子，减少畜禽氧化亚氮排放清单不确定性；另一方面，将实验室过程模拟实验与现场生产相结合，系统认识不同堆肥处理对肥料质量、氨和温室气体排放的影响机理；再有，将实验室已取得的良好堆肥技术推广到基层，让堆肥场既保证肥料的质量，又做到温室气体减排，减少对环境的污染。

本项目的研究工作主要着重于畜禽粪便在不同规模、不同处理方式下，堆肥过程中NH3和温室气体（CH4和N2O）排放规律研究，以及不同堆肥产品在土地利用，上述气体排放情况，最后以北方一典型畜禽粪便堆肥企业为研究对象，确定整个堆肥和土地利用全过程温室气体排放因子。通过本研究工作，得到在中国普遍采用的堆肥方式的N2O排放因子，及可能实现的减排措施，通过单个工厂的整体GHG清单编制，力图探索中国农业企业方面的整体温室气体编制及数据收集方法，为今后温室气体交易市场核算提供一些科学依据。主要研究进展如下：.1）堆肥过程中，CH4是猪粪条垛堆肥过程中的主要贡献者；NH3排放主要发生在堆肥前期，而N2O的高排放阶段主要集中在堆肥后期，即后腐熟期；冬季堆肥过程排放的N2O明显高于春夏季。.2）猪粪固体堆放过程中，秸秆覆盖有助于降低NH3排放。 .3）添加改性赤泥，在实验室小规模堆肥试验中，表现为其N2O总排放量低于对照未添加改性赤泥约17%，CH4累积排放量低38% 。而在堆肥场现场条跺堆肥试验，没有出现减排效果，添加改性赤泥的CH4累积排放高于未添加赤泥的对照组50%，N2O累积排放稍高于对照组。关于其中的原因，还有待于进一步研究。.4）增加翻堆频率，会提高温室气体（CH4和N2O）和氨气的排放，而且加大了氨气排放所占总氮损失的比例（对照组NH3损失占总氮损失的42.2%、而试验组的占70.05%）。.5）不同堆肥产品在一季温室蔬菜地施用结果显示，添加赤泥和未添加赤泥的堆肥产品在蔬菜地的GHG排放仅为空白的GHG排放的24%和32%。.6）以北方一典型堆肥工厂为例，确定堆肥和土地利用全过程温室气体排放因子，结果显示，整个全过程温室气体排放因子为为238 kgCO2eq/tDS，其中，堆肥过程GHG排放因子为115 kgCO2eq/tDS，土地利用（一季蔬菜）排放因子为48kgCO2eq/tDS。