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探讨如何最大程度地减少养分的浪费完美真人

时期:2023-10-10 01:28:54 点击数:

  食品生产是人类社会不可或缺的一部分,然而,它也不可否认地对环境产生了一定的危害,随着全球人口的增长和食品需求的不断增加,食品生产的可持续性已经成为一个备受关注的话题。

  水产养殖系统作为一种重要的食品生产方式,不仅对养分循环产生影响,还与温室气体排放密切相关,本篇文章将综述水产养殖系统的运作方式,深入了解其对环境的影响,我们将研究水产养殖系统中养分的流动和利用,探讨如何最大程度地减少养分的浪费,提高养分的回收和再利用率,这有助于减少水体污染和资源浪费。

  实验设置如下:黄瓜在18个溶液仓中生长,这些仓装有当地的沙质土壤,并施以来自三个不同来源的肥料,包括水产养殖废水不添加肥料、水产养殖废水添加厌氧消化池产生的肥料以及NO3-肥料。

  用于生产的两个循环水养殖系统分别为AN和AN+,这两个系统包括聚丙烯鱼缸、澄清池和移动床生物反应器,水流量为0.5 m3/h,在实验开始前,尖吻鲈鱼在RAS中生长了6个月,并在此时进行了称重。

  每个系统为鱼类提供每天500克食物,占初始鱼类生物量的2%,同时是N的唯一来源,污泥每2小时从澄清池中冲洗出来,然后进入厌氧污泥收集池,有机物沉积到罐底,在那里进行厌氧消化,还原的氮以NH4+形式保留在上清液中。

  硝化过程发生在MBBR中的塑料生物珠上,其中溶解氧保持在大约90%的饱和度,通过一个暖气反应器,将鱼缸中的水保持在28到30摄氏度之间,两个RAS中的MBBR通过泵连接,以确保它们的NO3--N浓度保持在大约100毫克/升,每天一次。

  从MBBR中抽取150升水,经过0.13毫米筛网过滤,然后流入中间的灌溉水箱,用淡水替换,AN灌溉水保持不变,上清液来自污泥池,已稀释成NH4+-N浓度为100毫克/升,然后添加到AN+灌溉水中,以维持NH4+:NO3-比例约为1:10,与合成肥料类似,灌溉罐在每次重新填充前都会清空。

  关于灌溉用水,它的NO3-和NH4+浓度是稳定的,尽管4+AN+的浓度略低于FN+,但总施加的氮量没有明显差异,累积蒸腾量显示随时间的推移呈线性增加,表明植物持续健康生长,在第2天达到每株20升的蒸腾量,这导致了在此后的蒸腾灌溉期间保持约2.5的目标I/T比率。

  关于平均累积黄瓜产量,所有处理都表现出相似的结果,NUE在每周的破坏性采样日计算,约为总施氮量的40%,随着时间的推移,NUE略有增加,这实际上是因为氮相对于蒸腾作用的供应水平增加,导致更多的氮被纳入到果实中,每单位氮吸收量减少,这可能是由于一部分氮被植物作为养分储存起来。

  总体而言,我们发现占用了施加氮的87%,这是非气态氮形式的测量,奥诺2O排放量被计算为超过0.1%,缺失的13%的氮可以假设为N2或其他非气态形式,尽管在我们的研究中并未考虑这些,施肥氮的分配到不同植物部位,并通过线性插值计算排水量。

  在21 DAT之后,氮在果实中的分配相对于叶子和茎迅速增加,由于总氮损失量被假设为排水和植物吸收的氮总量相似,因此导致了施肥氮与所占氮之间的差异。

  关于N2O排放的测量,AN+处理显示出高于其他处理的平均值,但其变异性非常大,N2O排放的单个裂解仪测量随着时间和灌溉事件而下降,在施肥事件后下降更为显著,指数模型很好地拟合了这些数据,并且这个模型也用于描述了每次处理后所有收集的数据的灌溉时间。

  尽管单个事件的拟合结果较好,但总体数据的拟合度不如单个事件,这可能是因为整体气态氮排放在时间和空间上变化较大,尽管在N2O排放的生长季节中并没有观察到明显的趋势。

  尽管如此,考虑到观察到的施肥事件后排放量随时间减少,指数模型仍然是一种更可靠的工具,用于近似估计N2O排放的累积量,而不是仅使用平均值或单个时间点的表示。

  另外,AN和AN+处理的水中溶解N2O浓度高于处于平衡状态的FN+处理和大气浓度,部分初始灌溉后的N2O排放峰值被认为是由于灌溉水的脱气作用,通过测量使用不同溶解氮水灌溉后的N2O浓度,可以证实这一点。

  使用脱气水灌溉后的N2O排放较低,并且随着时间的推移保持稳定,而使用水中更高溶解氮的N2O浓度则随着灌溉水量的增加而递增,脱气水的浓度约为0.2 μg N2O-N per L,低于平衡大气浓度,这是因为水的温度相对较高。

  通过采用现代技术和管理方法,水产养殖系统有潜力减少对环境的负面影响,养分循环系统的改进和温室气体排放的监测与控制可以显著降低环境风险,此外,循环经济原则的引入可以提高资源利用效率,降低废弃物产生,从而减少对环境的影响。完美真人完美真人

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