含重金属猪粪经黑水虻转化及虫粪在玉米上的应用研究

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随着我国畜禽养殖业规模化发展,每年产生大量畜禽粪便,同时存在重金属超标情况,给农业生产、生态环境和人身健康带来了严重危害。基于以上情况,本试验利用黑水虻转化处理含重金属的猪粪,并将转化后的虫粪应用于玉米种植,研究猪粪经黑水虻转化后养分、重金属含量、形态变化及不同Cd含量虫粪肥对玉米植株生长、重金属累积的影响,探明黑水虻对猪粪养分、重金属转化及Cd在猪粪-虫粪-土壤-玉米植株中迁移积累规律,得到以下结论:(1)不同含量重金属猪粪经黑水虻转化后获得的虫粪p H值为7.99~8.19,电导率为6.82~7.05,全氮含量为1.21%~1.97%,全钾含量为2.08%~2.33%,全磷含量为5.20%~5.59%,有机碳含量为46.54%~50.14%,和转化前猪粪相比p H提高了29.71%~33.61%,电导率降低了31.70%~33.17%,全氮降低了34.23%~56.12%,全钾增加了11.98%~19.47%,全磷、有机碳含量无显著变化。不同含量重金属猪粪转化后虫粪中有机碳、全氮、全磷、全钾总量分别降低24.55%~32.38%、43.57%~53.06%、17.37%~22.88%、11.25%~21.00%。(2)随着黑水虻转化猪粪天数增加,虫体中Cd含量增加,Cr、As含量降低,虫粪中Cd含量降低,Cr含量增加,As含量无显著变化。经黑水虻转化后Cr的可利用态分配率降低了30.98%~52.98%,Cd和外源添加As的可利用态分配率没有显著变化。(3)玉米盆栽试验表明,低浓度Cd的虫粪对玉米植株生长没影响,高浓度Cd虫粪施用降低了玉米植株干重,降低了玉米中期和后期株高、叶绿素含量和光合速率,表明在玉米生长中、后期,高浓度Cd抑制玉米生长,显著降低玉米根部磷含量。(4)随着施用虫粪中Cd含量提高,玉米植株和土壤中Cd含量增加,土壤中可利用态Cd含量也增加。综上所述,含Cd、Cr和As的猪粪,经黑水虻转化后Cr有效性降低,Cd和As的有效性无明显变化。低Cd虫粪施用对玉米植株生长无影响,高Cd的虫粪在土壤中施用,增加Cd向玉米体内迁移,抑制植株生长。
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