沼液农田施用氮素迁移转化规律研究

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1、分类号：中位代妈：密级号：学位论文沼液农田施用氮素迁移转化规律研究研究张笑千旨导庞昌乐教技合导教师副教授董仁杰教授屮学位类工学博士专领域名农业工程干究方生物质工程所学工学院年月分类号：单位代码：密级学号：学位论文沼液农田施用氮素迁移转化规律研究研宄生：张笑千指导教师：庞昌乐教授合作指导教师：副教授董仁杰教授申请学位类另工学博士专业领域名称：农业工程研究方向：生物质工程所在学院：工学院年月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经注明引

2、用和致谢的内容外，论文中不包含本人和其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定。本人同意中国农业大学有权保存及向国家有关部门和机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人同意中国农业大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国博士学位论文全文数据库》或《中国优秀硕士学

3、位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。保密的学位论文在解密后应进守此协议）学位论文作者签名：时间：上年月和日时间：年月知日摘要厌氧发酵技术被广泛应用于畜禽粪便处理，不仅提供了清洁能源沼气，还产出了可以作为肥料施用的沼液。农田施用适量的沼液，能够增加作物产量和改善品质，改良土壤，并提高土壤肥力。然而沼液过量还田则可能产生环境污染问题。如何合理、安全地施用沼液，对于维护环境质量和确保沼气工程产业的可持续发展具有重要的意义。本文通过分析处规模化沼气工程连续个月进出料、沼渣沼液中营养成分和金属元素含量

4、，研宄了厌氧发酵及固液分离前后沼液成分特性的变化；揭示了沼液施用后在模拟降雨条件下氮素流失及土壤残留量的特征，探讨了沼液施用对农田土壤氮素剖面分布和农田系统氮素损失的影响；并利用模型（模型）模拟预测了沼液长期农田施用氮素的径流流失量、土壤剖面残留量及渗滤淋溶量，比较了沼液施用与粪肥施用下氮素流失的差异。主要结论如下：不同的厌氧发酵原料会造成出料沼液营养成分、金属元素含量有显著性差异（处沼气工程出料沼液的营养成分、金属元素在不同的取样时间反映出了不同的成分特性，在评估沼气工程效益和沼液成分特性时，有必

5、要对沼气工程进出料成分进行长期、全面的监测。经过固液分离后，干物质、金属元素均高度集中于沼渣中；沼渣中氮、磷元素与出料相比，有的大幅增加；沼液则有幅度的减少；固液分离后沼渣沼液成分特性的不同影响了其运输及农田管理方式。在相同的氮素施用量下，经过模拟降雨后，粪肥、沼液处理组有、的肥料随地表径流损失，有、的肥料以无机氮的形式残留在土壤中。随着时间的持续，土壤中氮残留量不断增加。粪肥、沼液施用后，土壤中有、的肥料以无机氮的形式残留在土壤中。粪肥、沼液施用后，土壤中有、的肥料以无机氮的形式残留在土壤中，有淋

6、失的风险。利用美国农业部国家土壤侵蚀实验室已校准、验证过的模型模拟了年期间沼液长期农田施用的氮素流失特点结果为农田施用粪肥、沼液、倍氮磷施用量的粪肥、倍氮磷施用量的沼液，年均氮素径流流失量分别为、、、土壤处年均氮素渗滤淋溶量分别为、、、沼液施用较粪肥施用可以更有效地水平、垂直控制该研宄区域的氮素损失；粪肥长期农田施用土壤剖面氮素残留量要多于沼液长期农田施用，与模拟降雨条件下沼液农田施用实验结果一致；随着肥料处理、元素施用量的加倍，氮素损失量也随之增加。关键词：畜禽粪便，厌氧消化，沼液，氮素迁移转化，

7、污染风险AbstractAnaerobicdigestioniscarriedoutbyaconsortiumofmicroorganismsthatconvertsbiodegradableorganicmatter,suchasmanure,straw,andagriculturalwastes,intocarbondioxide(CO2)andmethane(CH4).Abiologicallystableandpartiallyhygienicproduct,theeffluent,isal

8、sogeneratedduringanaerobicdigestionprocess.Toapplyeffluenttofieldhassomepositiveefects.Itcouldamendsoilconditions,improvesoilfertility,aswellasincreasecropyieldandimproveproductqualitybyparticipatingthenutrientscyclingoftheagro-ecosyste