規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)沼液回灌對(duì)土壤特性影響研究.pdf

1、隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，畜禽養(yǎng)殖業(yè)向著規(guī)?；较虬l(fā)展，畜禽糞污的產(chǎn)量也日漸增大?，F(xiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)多采用“養(yǎng)—沼—灌”的生態(tài)模式，畜禽糞污厭氧發(fā)酵后產(chǎn)沼氣利用，沼液回灌還田。沼液還田能在一定程度上提高土壤肥力并降低污水深度處理成本，但土壤的消納能力有限，一味追求降低污水處理成本而盲目回灌會(huì)導(dǎo)致污染物質(zhì)在土壤中富集、破壞土壤正常的生物環(huán)境。土壤污染具有隱蔽性、滯后性及不可逆轉(zhuǎn)性，土壤一旦遭到破壞其治理周期長(zhǎng)且難度大。若受降雨淋溶，由沼灌引入的過(guò)

2、量氮磷污染物進(jìn)入地表水體，也會(huì)進(jìn)一步危害水環(huán)境。在當(dāng)前可利用土地資源不足的情況下，規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)大量沼液的消納問(wèn)題已日漸突出。
　　目前國(guó)內(nèi)的沼灌研究缺乏對(duì)土壤多個(gè)環(huán)境特征的綜合考察及定量分析，且針對(duì)西南地區(qū)特有的淺層紫色土研究甚少。論文對(duì)規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)沼灌引起的土壤環(huán)境變化進(jìn)行考察，從空間尺度研究沼灌土壤污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，提出土壤消納沼液的氮磷承載負(fù)荷及水量承載負(fù)荷，為從源頭控制農(nóng)業(yè)面源污染提供重要的量化依據(jù)。從時(shí)間尺度研究不同

3、沼灌條件下的紫色土理化性質(zhì)、酶活性及氮磷吸附/解吸特性的變化，為探討土壤保肥供養(yǎng)能力，弄清沼灌改良土壤機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。論文通過(guò)沼液現(xiàn)場(chǎng)取樣與實(shí)驗(yàn)室灌溉試驗(yàn)結(jié)合得出以下結(jié)論：
　?、僬庸嗤寥牢廴疚锏目v向遷移轉(zhuǎn)化試驗(yàn)結(jié)果表明，不同處理程度沼液（BS1、BS2、BS3、BS4）灌溉紫色土，土壤表層銨態(tài)氮含量試驗(yàn)組BS3最大且為864mg·kg-1，土壤銨態(tài)氮含量變化依次為中層>表層>底層。土壤硝態(tài)氮含量表層仍以試驗(yàn)組BS3最大，硝態(tài)氮

4、含量縱深變化為底層>中層>表層，具向下遷移的趨勢(shì)。土壤有效磷含量總體偏低，各試驗(yàn)組呈中層>表層>底層，與銨態(tài)氮趨勢(shì)相同。沼灌土壤銨態(tài)氮與有效磷富集于中表層，降雨淋溶會(huì)使溶解態(tài)銨態(tài)氮及磷酸鹽隨表面流而污染地表水體，土壤硝態(tài)氮的向下遷移則可能會(huì)引起地下水污染。各試驗(yàn)組磷吸收系數(shù)總體均低于500，磷吸收能力較弱。相關(guān)性分析結(jié)果表明，土壤氮磷含量與沼灌引入氮磷量呈顯著正相關(guān)。以試驗(yàn)組BS3沼液連續(xù)逐日回灌，考察了土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷最大承

5、載量，與此相應(yīng)的供試紫色土對(duì)沼液銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、磷酸鹽承載負(fù)荷分別為5.23g·m-2·d-1、0.04g·m-2·d-1、0.24 g·m-2·d-1，水量累積承載負(fù)荷為80 m3·hm-2。
　?、谠诳疾煺庸嗤寥览砘再|(zhì)隨時(shí)間變化時(shí)，電鏡掃描結(jié)果表明土壤孔隙度增加，持水保肥能力提高，同時(shí)團(tuán)聚物周圍附著的微生物量增多，穩(wěn)定性提高。X射線衍射（X-rd）檢測(cè)，沼灌組與CK對(duì)照組相比，土壤主要成分SiO2、NaAlSi3O8所占比例

6、有所下降，非晶體物質(zhì)比例升高。沼灌土壤重金屬的富集效應(yīng)較小且未超出土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1995）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。沼灌對(duì)土壤氮素含量影響較明顯，土壤銨態(tài)氮平均含量比CK對(duì)照組高47.8％。
　　③土壤酶在一定程度上反映土壤微生物的活性，論文考察在不同沼灌條件下土壤酶活性的變化。沼灌負(fù)荷（T處理）和沼灌周期（Td處理）交互影響試驗(yàn)結(jié)果表明，40m3·hm-2及4天土壤過(guò)氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶活性達(dá)最大。T及Td分別為20m3·

7、hm-2及4天時(shí)，磷酸酶活性最大。土壤有機(jī)質(zhì)與過(guò)氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶、磷酸酶活性均呈顯著正相關(guān)，有機(jī)質(zhì)增加對(duì)酶活性提高有促進(jìn)作用。土壤銨態(tài)氮、有效磷對(duì)應(yīng)與脲酶、蛋白酶也具顯著正相關(guān)，脲酶、蛋白酶可直觀反映土壤中氮素及磷素狀況。運(yùn)用HCA-R系統(tǒng)聚類法，對(duì)不同沼灌條件下過(guò)氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶及蛋白酶進(jìn)行聚類分析，T1、T2處理選取脲酶作為典型指標(biāo)；T3處理可選蛋白酶作典型指標(biāo)；T4則以多酚氧化酶作為典型指標(biāo)。改變沼

8、灌周期處理T2d、T4d、T6d、T8d均可用脲酶活性變化來(lái)描述土壤中其他五種酶的變化，T10d則選擇蛋白酶作典型指標(biāo)。
　　④沼灌土壤氮素靜態(tài)吸附試驗(yàn)表明，各試驗(yàn)組呈相似趨勢(shì)即當(dāng)平衡液濃度在5mg·L-1左右，吸附速率最大；濃度大于100mg·L-1，吸附速率達(dá)穩(wěn)定不再提高。土壤銨態(tài)氮吸附等溫曲線很好地?cái)M合Freundlich方程，其中CK對(duì)照組吸附系數(shù)K為最大0.517，土壤對(duì)氮素吸附能力最強(qiáng)。土壤銨態(tài)氮等溫解吸平衡濃度在60

9、~100mg·L-1之間時(shí)解吸速率較高。沼灌土壤氮素的動(dòng)力學(xué)吸附平衡時(shí)間為12h，且改變沼灌條件對(duì)吸附平衡時(shí)間的影響不大。土壤氮素的解吸同樣在12h達(dá)平衡，與吸附平衡時(shí)間相當(dāng)。土壤磷素等溫吸附/解吸與氮素的變化過(guò)程相似，Td處理磷素等溫吸附均很好的擬合Freundlich模型；Td處理土壤磷等溫吸附則更好的擬合Langmuir模型。土壤磷素吸附/解吸平衡時(shí)間均為12h，沼灌土壤磷吸附/解吸不存在明顯先后，處于動(dòng)態(tài)平衡。
　?、菰趯?duì)

10、沼灌環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中，運(yùn)用Fuzzy綜合肥力評(píng)價(jià)法，不同水質(zhì)沼灌IFI值大小分別為BS1>BS2>BS3>BS4，BS1的IFI平均值達(dá)0.639，該試驗(yàn)組土壤受沼液改良效果相對(duì)明顯。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)土壤經(jīng)沼灌并沒(méi)有受重金屬污染。針對(duì)可能造成的面源污染采用等標(biāo)污染負(fù)荷評(píng)價(jià)法，評(píng)價(jià)結(jié)果為氮磷污染率指數(shù)K均小于60，實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)氮磷流失對(duì)水環(huán)境不構(gòu)成威脅。ERA生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，試驗(yàn)期內(nèi)沼灌生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)屬于Ⅱ類小危險(xiǎn)級(jí)別，對(duì)環(huán)境