农业环境科学学报

作者：湛卓越,贺德春,姜珊,李想,胡嘉梧,毛小云,柳王荣,吴根义

单位：湖南农业大学资源环境学院, 长沙 410128,生态环境部华南环境科学研究所广东省畜禽养殖污染系统控制工程技术研究中心, 广州 510655,生态环境部华南环境科学研究所广东省畜禽养殖污染系统控制工程技术研究中心, 广州 510655,生态环境部华南环境科学研究所广东省畜禽养殖污染系统控制工程技术研究中心, 广州 510655,生态环境部华南环境科学研究所广东省畜禽养殖污染系统控制工程技术研究中心, 广州 510655,华南农业大学资源环境学院, 广州 510642,广东省农业农村污染治理与环境安全重点实验室, 广州 510642,生态环境部华南环境科学研究所广东省畜禽养殖污染系统控制工程技术研究中心, 广州 510655,湖南农业大学资源环境学院, 长沙 410128

关键词：好氧堆肥,NH3,温室气体,协同减排,微生物群落,

基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(PM-zx097-202104-121)；广州市科技计划项目(202206010163)

为研究畜禽粪便好氧堆肥过程氨气(NH3)与温室气体的排放特征及协同减排机制,以鸡粪与蘑菇渣为原料,设置9组不同条件的好氧堆肥正交实验,并进行为期45 d的跟踪监测,了解好氧堆肥过程基本理化参数变化,分析NH3和温室气体的排放规律及最佳减排条件,探究微生物群落与环境因子、气体排放通量之间的相关性。结果表明:含水率与碳氮比(C/N)变化影响整个堆肥进程,经45 d堆肥后,大多数处理组的堆肥均已经完全腐熟,且添加一定比例的椰壳生物炭与钙镁磷肥可以提高堆肥腐熟度。NH3和4种温室气体(CH4、N2O、CO、CO2)在堆肥前期(1~22 d)排放通量较高,人工翻堆会增加气体排放通量。NH3和温室气体排放的影响因子和最佳减排条件各不相同,存在"此消彼长"的关系。对NH3、CH4、N2O排放影响较大的因子是椰壳生物炭占比、钙镁磷肥占比和通风速率,有利于这3种气体协同减排的条件为含水率60%、椰壳生物炭0或5%、钙镁磷肥0或5%或10%、通风速率0.12 L·min-1·kg-1,其中含水率60%、椰壳生物炭占比5%、通风速率0.12 L·min-1·kg-1是NH3和CH4协同减排的最佳条件。整个堆肥过程中,门水平与属水平的微生物群落相对丰度均发生明显变化,C/N和温度是微生物群落变化的主要驱动因素;堆肥前期(22 d前),门水平的优势菌为Firmicutes、Actinobacteria、Bacteroidetes和Proteobacteria,其中Firmicutes对NH3与温室气体的排放具有显著影响。研究表明,鸡粪好氧堆肥过程中影响NH3和温室气体排放的因子很多,通风条件下进行调理剂种类及配比优选有望实现NH3、CH4和N2O的协同排放。

来源：2023年第11期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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