中国猪和奶牛粪尿氨(NH)挥发的评价研究

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畜禽粪尿NH<,3>挥发及其沉降所带来的环境污染已成为全球关注的热点问题,并逐渐成为环境外交的重要议题。目前国内对畜禽粪尿NH<,3>挥发的研究多集中在某些具体环节(如畜舍)的微观尺度上,而缺乏宏观尺度上对粪尿“从产生至还田”整个过程中NH<,3>挥发的系统研究。为此,本研究以猪、奶牛粪尿NH<,3>挥发为研究对象,在查阅文献资料和实地调研的基础上,运用养分流及RAINS模型的理念,以“畜舍(放牧)-储藏-农田施用”为链条,系统研究了我国不同养殖方式和粪肥管理模式下猪和奶牛粪尿NH<,3>排放因子与挥发特征,并以河北省为例进行了NH<,3>减排的情景分析。研究结果表明: 1 我国猪和奶牛NH<,3>排放因子因养殖方式和粪尿管理模式不同而不同。农户散养,育肥猪NH<,3>排放因子为4.75~4.93kg NH<,3>/头·年(“沼气模式”)和7.36~7.50 kgNH<,3>/头·年(“堆积模式”),均高于集约化养殖的3.13~3.29 kg NH<,3>/头·年。农区中,农户散养奶牛NH<,3>排放因子为18.42~18.91kgNH<,3>头·年(“实体地板型")和12.27~12.86 kg NH<,3>/头·年(“稻草垫料型”),集约化养殖为15.22~16.26 kg NH<,3>/头·年;牧区中,农户散养为13.28~13.60 kgNH<,3>/头·年(“实体地板型”)和9.32~9.70 kgNH<,3>/头·年(“稻草垫料型”),集约化养殖为12.14~12.80 kgNH<,3>/头·年。同一生产区域农户散养奶牛排放因子均较集约化大,相同养殖方式农区奶牛排放因子均较牧区大。 2.从猪粪尿各环节NH<,3>挥发贡献看,农户传统粪肥“堆积模式”下,堆积过程中NH<,3>挥发量最大,而农户散养“沼气模式”和集约化养殖下,则以猪舍挥发为主。对于奶牛粪尿,农户散养“稻草垫料型”,储藏过程NH<,3>挥发量最大,而农户散养“实体地板型”和集约化养殖,牛舍NH<,3>挥发量最大。 3.2004年中国猪粪尿NH<,3>挥发量为439.3×10<4>t,农户散养、集约化养殖猪粪尿NH<,3>挥发量分别为337.7x10<4>、101.6×10<4>t,NH<,3>-N损失率分别为32.8%、18.8%。奶牛粪尿NH<,3>挥发量为15.4×10<4> t,农户散养、集约化养殖奶牛粪尿NH<,3>挥发量分别为6.9x10<4>、8.5x10<4>t,NH<,3>-N损失率分别为21.6%、14.7%。 4.“畜舍(放牧)-储藏-农田施用”各环节粪尿NH<,3>产生量有所不同。2004年全国猪舍、储藏、农田施用过程中NH<,3>产生量分别为223.0x10<4>~228.2x10<4>t、173.2x10<4>~177.9x10<4>、29.7x10<4>~44.3×10<4>t;牛舍、储藏、农田施用、放牧过程中NH<,3>产生量分别为6.2×10<4>~6.5×10<4>、5.9x10<4>~6.2x104、1.8×104~2.6x10<4>、0.8x10<4>~0.9x10<4>t。 5.情景分析表明,粪尿NH<,3>挥发减排潜力巨大。以河北省为例,农户散养猪、奶牛舍全部采用集约化养殖条件下科学的畜舍结构,农户全部采用沼气池发酵处理方式,采用国外先进的施肥方式等措施同时改变,可使2004年河北省猪、奶牛粪尿NH<,3>挥发量减少约31%。单从某一环节减少NH<,3>挥发来讲,改进粪尿处理方式,尤其使农户全部采用沼气池发酵处理,是减少猪粪尿NH<,3>挥发潜力最大环节,而改进粪尿农田施用方式,是减少奶牛粪尿NH<,3>挥发潜力最大环节。
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