【摘 要】
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沼液（Biogas slurry）和生物废弃物水热炭化液相（Hydrothermal carbonization aqueous phase,下称水热炭液）分别为厌氧发酵技术和水热炭化技术副产物富营养化废水。如任意排放至环境系统中,可能会导致环境污染,为资源无害化处理两种有机废料,农业领域中可将沼液和水热炭液耦合替代尿素还田。本研究假设:酸性水热炭液可以中和碱性沼液,调节土水体系pH并减少氨挥发。
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沼液（Biogas slurry）和生物废弃物水热炭化液相（Hydrothermal carbonization aqueous phase,下称水热炭液）分别为厌氧发酵技术和水热炭化技术副产物富营养化废水。如任意排放至环境系统中,可能会导致环境污染,为资源无害化处理两种有机废料,农业领域中可将沼液和水热炭液耦合替代尿素还田。本研究假设:酸性水热炭液可以中和碱性沼液,调节土水体系pH并减少氨挥发。基于此,本研究通过土柱培养试验,在水稻全生育期内监测土水体系中pH,NH4+-N浓度以及土壤脲酶活性,评估两种液体肥料对稻田氨挥发和水稻产量、生长状况、籽粒氮含量和氨基酸含量的影响。沼液与水热炭液替代尿素处理如下:BSCM10和BSCM20:沼液与牛粪水热炭液以总氮比=9:1和4:1耦合还田;BSV10和BSV20:沼液与尾菜水热炭液以总氮比=9:1和4:1耦合还田,分别代替50%,75%和100%尿素处理。本次研究结果如下:（1）沼液和水热炭液中大量的氮（>700.0mg·L-1）和磷（>5.0mg·L-1）等营养物质可供作物吸收利用;沼液和水热炭液中未检测出对人体健康有害的重金属元素（Pb,Cd和Ni等）;通过三维荧光技术分析结果得出,水热炭液中含有大量的富里酸类物质（约50.0%）且沼液中可溶性微生物副产物（约69.0%）,可提高土壤微生物丰度和活性。（2）沼液和水热炭液主要通过影响田面水pH（6.00-8.00）和NH4+-N浓度来调节稻田氨挥发。两种液体肥料还田后可降低田面水pH来降低稻田氨挥发,其中,BSCM处理对氨挥发的减排率最大可达65.5%,拟合数据发现,氨挥发与田面水pH有显著的正相关关系（P<0.05）;此外,日氨挥发排放通量随着田面水NH4+-N浓度降低而逐渐减少,两者同样具有显著性正相关关系（P<0.05）,两种液体肥料虽会降低土壤的脲酶（0.9-8.3%）,pH和NH4+-N含量,但三者与稻田氨挥发排放量关系并不显著。（3）沼液和水热炭液还田导致水稻籽粒产量减产（20.0-40.0%）,籽粒中氮素含量降低（5.2-7.8%）和氨基酸含量减少。过量的有机肥料替代尿素虽然会减少稻田氨排放,但植株不能直接吸收利用有机肥中的氮素,导致籽粒减产和氮含量降低。本研究结论表明,沼液耦合水热炭液以合理的比例替代尿素作为一种有价值的有机氮肥还田,同时降低NH3的挥发。本研究将为氨减排背景下沼液和水热炭液资源的利用提供新的思路。图[12]表[5]参[150]
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