畜禽糞便施用對土壤中重金屬累積及植物有效性影響研究.pdf

1、針對集約化養(yǎng)殖場畜禽糞便重金屬殘留以及農(nóng)田施用可能導(dǎo)致土壤重金屬污染的問題，本文通過對我國部分城市104個集約化養(yǎng)殖場172個畜禽糞便樣品中重金屬含量分析、畜禽糞便施用對土壤中重金屬含量及有效性影響田間小區(qū)定位試驗和畜禽糞便重金屬植物有效性當(dāng)量盆栽試驗，探討了畜禽糞便不同種類、不同施用量及施用年限對土壤中重金屬累積、形態(tài)及植物有效性的影響，為正確評價畜禽糞便施用的環(huán)境風(fēng)險、制定合理的畜禽糞便重金屬農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：

2、
　　1.集約化養(yǎng)殖場畜禽糞便中Cu、Zn、Cd、As、Ni、Cr、Pb和Hg含量分布差異較大，其平均值分別為377.51、1610.40、0.72、7.79、22.51、6.31和0.06 mg·kg-1。豬糞中Cu、Zn、Cd、As含量顯著高于雞糞、鴨糞和牛糞。根據(jù)我國畜禽糞便蔬菜安全使用準(zhǔn)則相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)，豬糞中Cu、Zn存在嚴(yán)重的超標(biāo)現(xiàn)象，部分豬糞As超標(biāo)。豬糞樣品中Cu、Zn、As超標(biāo)率分別為74.6％、78.7%和9.8

3、%。雞糞中也存在Zn和As含量超標(biāo)現(xiàn)象。而Cd、Ni、Cr、Pb和Hg的含量則均低于控制標(biāo)準(zhǔn)。豬糞中水溶態(tài)Cu、As、Zn平均值分別占總量的30.47%、12.19%和2.84%，EDTA提取態(tài)Zn、Cu、As平均值分別占總量的48.93%、35.96%和12.13%。豬糞中Cu、Zn、As相對較高的活性增加了豬糞施用的環(huán)境風(fēng)險。
　　2.通過5年田間小區(qū)定位試驗研究結(jié)果表明，不同種類畜禽糞便施用對土壤中重金屬含量累積影響存在差異

4、。施用豬糞顯著增加了土壤中Cu、Zn和Cd的含量，與CK相比，Cu、Zn和Cd含量增加幅度分別為108.16%、74.82%和41.17%。施用雞糞顯著增加了土壤中Zn的含量，增加幅度為18.04%，施用牛糞對土壤中重金屬含量沒有顯著影響。畜禽糞便施用對土壤重金屬累積的影響大小為：豬糞>雞糞>牛糞，表明豬糞施用的環(huán)境風(fēng)險更大。
　　3.應(yīng)用14年長期定位試驗探討了不同豬糞施用量和施用年限對土壤中重金屬含量的影響。結(jié)果表明，土壤中C

5、u、Zn、Cd含量與豬糞施用量具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R2）均到達(dá)0.9以上。14年間，每1噸豬糞，平均向每公斤土壤中貢獻(xiàn)了1.59 mgCu、2.15 mgZn和0.014 mgCd，因此畜禽糞便施用量是影響土壤中重金屬累積的重要因子之一。土壤中Cu、Zn含量與豬糞施用年限具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系，豬糞不同施用量（10、30、50 t·hm-2）處理土壤中Cu含量的年累積速率分別為1.30、2.47、4.96 mg·kg-1·

6、a-1，土壤中Zn含量的年累積速率分別為2.10、4.02、7.74 mg·kg-1·a-1。土壤中施肥量為50 t·hm-2時，施肥14年后，土壤中Cu含量（102.46 mg·kg-1）已經(jīng)超過國家土壤標(biāo)準(zhǔn)二級質(zhì)量限值（6.5　　4.畜禽糞便種類、施用量、施用年限對土壤中重金屬的有效態(tài)含量有顯著影響。施用豬糞、雞糞顯著增加了土壤中有效態(tài)（EDTA-提取態(tài)）Cu、 Zn含量和有效

7、態(tài)含量占總量的百分?jǐn)?shù)。施用牛糞對土壤中有效態(tài)重金屬含量沒有顯著影響。不同畜禽糞便施用對土壤重金屬有效態(tài)的影響大小為：豬糞>雞糞>牛糞。土壤重金屬有效態(tài)含量與豬糞施用量具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系，施用量越高、施用年限越長，土壤中重金屬有效態(tài)含量就越高。當(dāng)施用豬糞量達(dá)到50 t·hm-2時，連續(xù)施用豬糞14年后，土壤中EDTA提取態(tài)Cu、Zn占總量百分?jǐn)?shù)已超過50%，Cd占總量百分?jǐn)?shù)已超過70%，與CK相比，有效態(tài)分別提高了9.5、33.5、4

8、.4倍。
　　5.盆栽試驗結(jié)果表明，豬糞施用不僅促進(jìn)重金屬Cu、Zn在土壤中累積，也促進(jìn)了植物對土壤中重金屬Cu、Zn的吸收，隨著施用量的增加，植物中重金屬Cu和Zn也隨之增加。施用豬糞與施用等量的水溶性重金屬鹽相比，豬糞中Cu和Zn相當(dāng)于水溶性重金屬鹽的有效性不同，豬糞中 Zn的有效性低于水溶性 Zn鹽的有效性，在土壤施用豬糞量為5%~20%時，有效系數(shù)20.76%~67.9%，豬糞在不同土壤中有效性系數(shù)平均值大小順序為灌漠土>