畜禽粪便施用最大量磷素指标的确定

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近年来,我国畜禽养殖业迅速发展,取得了举世瞩目的成就。但在畜禽养殖业的发展过程中忽视了畜禽粪污的管理问题,大量的畜禽粪污没有得到合理的处理与综合利用,使畜禽粪便粪污对环境造成了严重的污染。畜禽粪便污染是困扰许多大中城市乃至全国农业可持续发展的一个重要因素,目前畜禽粪便年生产量已经大于工业废弃物的排放量,成为我国农村面源污染的主要来源。在畜禽粪便的农田施用中,使用氮为基础的测土配方施肥方法可能使土壤中的磷过量累积而造成环境影响。论文阐述了我国畜禽养殖业发展概况与特点、畜禽粪便产生情况及其养分含量;综述了我国畜禽养殖业废弃物对水体、土壤与大气的污染,废弃物对农田的占用和污染等主要危害;还介绍了土壤中磷素的形态与转化、固定与释放,土壤中磷素在环境中的迁移,土壤磷素流失潜力的评价指标,国内外对磷素流失机理的研究动态。论文的试验研究包括:(1)论文采用红壤、黄棕壤和黄潮土3种不同类型的土壤为材料,分别施用相当于土壤重量的0、30、40、60、90、130、180、240和310 mg/kg P的鸡粪、牛粪、猪粪,经过干湿交替培养后,测定土壤速效磷(Olsen-P)、土壤全磷和土壤CaCl2-P含量,根据土壤CaCl2-P与土壤速效磷(Olsen-P)含量的关系寻找土壤磷素淋溶的“突变点”(Change-Point),探讨不同土壤上有机肥安全施用的最大临界指标。(2)采用土柱模拟培养的方法,按照与试验(1)相同的土粪比例进行混合培养,风干后测定0-5、5-10、10-20cm土层土壤的Olsen-P和土壤全磷,研究有机肥施用对磷素在土壤中的迁移状况。(3)在土柱培养过程中,分期采样测定渗漏液中的全磷含量,研究有机肥施用对土壤磷素渗漏量的影响。(4)进行盆栽试验,研究种植植物在减轻有机肥渗漏方面的作用效果。在3种土壤中分别施入130、180、240和310 mg/kg P,种植天鹅绒竹芋和竹柏植物,以施用130mg/kg P不种植植物为对照。在培养过程中分3次采样测定渗漏液全磷含量。通过试验研究获得以下主要研究结果:1)随着有机肥施肥量的增加,土壤速效磷(Olsen-P)含量和CaCl2-P含量均逐渐增加;随着土壤Olsen-P含量的增加,土壤CaCl2-P也相应提高;土壤CaCl2-P含量随着土壤Olsen-P的增加有一个突变点,即土壤磷素淋失临界值。不同有机肥在不同土壤上磷素流失临界值(Olsen-P)差异较大,鸡粪Olsen-P含量为61.02-64.08mg/kg,牛粪Olsen-P含量为23.46-40.12mg/kg,猪粪Olsen-P含量为66.4-71.25mg/kg。总体来看鸡粪和猪粪处理土壤突变点集中在61.02-71.25mg/kg之间。2)随着土层深度增加,经淋洗后的土壤中速效磷的增加量逐渐降低。10-20cm土层土壤速效磷有所增加,但数量不大。土壤速效磷较难以随水迁移,一年的降雨强度只能使少部分磷素迁移20cm以上。有机肥引起0-5cm土层速效磷的增加量较大,在黄棕壤上表现为:鸡粪>牛粪>猪粪,黄潮土上表现为:猪粪>牛粪>鸡粪,红壤上表现为:牛粪>猪粪>鸡粪。随着土层深度增加,变化趋势基本一致。3)施用等量猪粪,黄潮土渗漏液中全磷含量明显低于红壤,黄潮土对猪粪中的磷表现出较强的固持能力;施用等量牛粪,红壤渗漏液中全磷含量低于黄棕壤,红壤对牛粪中的磷表现出较强的固持能力。4)施用有机肥后,有植被的土壤渗漏液中的磷素含量远低于没有植被的对照,植物对磷的固定作用十分重要,且不同植被对磷素的吸收固定作用有所不同。
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