本文關(guān)鍵詞：畜禽糞便施用對(duì)土壤中重金屬累積及植物有效性影響研究

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【摘要】：針對(duì)集約化養(yǎng)殖場(chǎng)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(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)我國(guó)部分城市104個(gè)集約化養(yǎng)殖場(chǎng)172個(gè)畜禽糞便樣品中重金屬含量分析、畜禽糞便施用對(duì)土壤中重金屬含量及有效性影響田間小區(qū)定位試驗(yàn)和畜禽糞便重金屬植物有效性當(dāng)量盆栽試驗(yàn),探討了畜禽糞便不同種類(lèi)、不同施用量及施用年限對(duì)土壤中重金屬累積、形態(tài)及植物有效性的影響,為正確評(píng)價(jià)畜禽糞便施用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、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:1.集約化養(yǎng)殖場(chǎng)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(guó)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%。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(duì)較高的活性增加了豬糞施用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。2.通過(guò)5年田間小區(qū)定位試驗(yàn)研究結(jié)果表明,不同種類(lèi)畜禽糞便施用對(duì)土壤中重金屬含量累積影響存在差異。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(duì)土壤中重金屬含量沒(méi)有顯著影響。畜禽糞便施用對(duì)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(xiǎn)更大。3.應(yīng)用14年長(zhǎng)期定位試驗(yàn)探討了不同豬糞施用量和施用年限對(duì)土壤中重金屬含量的影響。結(jié)果表明,土壤中Cu、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0.014mgCd,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·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(shí),施肥14年后,土壤中Cu含量(102.46 mg·kg-1)已經(jīng)超過(guò)國(guó)家土壤標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)質(zhì)量限值(6.5pH7.5,Cu≤100 mg·kg-1)。4.畜禽糞便種類(lèi)、施用量、施用年限對(duì)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含量和有效態(tài)含量占總量的百分?jǐn)?shù)。施用牛糞對(duì)土壤中有效態(tài)重金屬含量沒(méi)有顯著影響。不同畜禽糞便施用對(duì)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(zhǎng),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(shí),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(guò)50%,Cd占總量百分?jǐn)?shù)已超過(guò)70%,與CK相比,有效態(tài)分別提高了9.5、33.5、4.4倍。5.盆栽試驗(yàn)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(duì)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(shí),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?yàn)楣嗄脸弊厝兰t壤。豬糞中Cu的有效性在豬糞施用量為5%時(shí)低于水溶性Cu鹽的有效性,為48.95%~89.71%。當(dāng)豬糞施用量高于10%時(shí),大多數(shù)處理豬糞中Cu的有效性高于水溶性Cu鹽的有效性,有效系數(shù)在77%~220%之間。豬糞Cu在不同土壤中有效性系數(shù)平均值大小順序?yàn)楣嗄良t壤潮棕壤。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X713;S154.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 吳東濤;畜禽養(yǎng)殖廢棄物農(nóng)田應(yīng)用的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)及污染修復(fù)[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1260676