規(guī)?；B(yǎng)殖場沼液回灌對土壤特性影響研究.pdf

1、隨著我國農業(yè)產業(yè)結構的調整，畜禽養(yǎng)殖業(yè)向著規(guī)?；较虬l(fā)展，畜禽糞污的產量也日漸增大?，F養(yǎng)殖場多采用“養(yǎng)—沼—灌”的生態(tài)模式，畜禽糞污厭氧發(fā)酵后產沼氣利用，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導致污染物質在土壤中富集、破壞土壤正常的生物環(huán)境。土壤污染具有隱蔽性、滯后性及不可逆轉性，土壤一旦遭到破壞其治理周期長且難度大。若受降雨淋溶，由沼灌引入的過

2、量氮磷污染物進入地表水體，也會進一步危害水環(huán)境。在當前可利用土地資源不足的情況下，規(guī)?；B(yǎng)殖場大量沼液的消納問題已日漸突出。
　　目前國內的沼灌研究缺乏對土壤多個環(huán)境特征的綜合考察及定量分析，且針對西南地區(qū)特有的淺層紫色土研究甚少。論文對規(guī)模化養(yǎng)殖場沼灌引起的土壤環(huán)境變化進行考察，從空間尺度研究沼灌土壤污染物的遷移轉化規(guī)律，提出土壤消納沼液的氮磷承載負荷及水量承載負荷，為從源頭控制農業(yè)面源污染提供重要的量化依據。從時間尺度研究不同

3、沼灌條件下的紫色土理化性質、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理提供理論基礎。論文通過沼液現場取樣與實驗室灌溉試驗結合得出以下結論：
　?、僬庸嗤寥牢廴疚锏目v向遷移轉化試驗結果表明，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。土壤有效磷含量總體偏低，各試驗組呈中層>表層>底層，與銨態(tài)氮趨勢相同。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引起地下水污染。各試驗組磷吸收系數總體均低于500，磷吸收能力較弱。相關性分析結果表明，土壤氮磷含量與沼灌引入氮磷量呈顯著正相關。以試驗組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，與此相應的供試紫色土對沼液銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、磷酸鹽承載負荷分別為5.23g·m-2·d-1、0.04g·m-2·d-1、0.24 g·m-2·d-1，水量累積承載負荷為80 m3·hm-2。
　?、谠诳疾煺庸嗤寥览砘再|隨時間變化時，電鏡掃描結果表明土壤孔隙度增加，持水保肥能力提高，同時團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，沼灌組與CK對照組相比，土壤主要成分SiO2、NaAlSi3O8所占比例

6、有所下降，非晶體物質比例升高。沼灌土壤重金屬的富集效應較小且未超出土壤環(huán)境質量標準（GB15618-1995）二級標準。沼灌對土壤氮素含量影響較明顯，土壤銨態(tài)氮平均含量比CK對照組高47.8％。
　?、弁寥烂冈谝欢ǔ潭壬戏从惩寥牢⑸锏幕钚?，論文考察在不同沼灌條件下土壤酶活性的變化。沼灌負荷（T處理）和沼灌周期（Td處理）交互影響試驗結果表明，40m3·hm-2及4天土壤過氧化氫酶、轉化酶、脲酶活性達最大。T及Td分別為20m3·

7、hm-2及4天時，磷酸酶活性最大。土壤有機質與過氧化氫酶、轉化酶、脲酶、磷酸酶活性均呈顯著正相關，有機質增加對酶活性提高有促進作用。土壤銨態(tài)氮、有效磷對應與脲酶、蛋白酶也具顯著正相關，脲酶、蛋白酶可直觀反映土壤中氮素及磷素狀況。運用HCA-R系統(tǒng)聚類法，對不同沼灌條件下過氧化氫酶、轉化酶、脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶及蛋白酶進行聚類分析，T1、T2處理選取脲酶作為典型指標；T3處理可選蛋白酶作典型指標；T4則以多酚氧化酶作為典型指標。改變沼

8、灌周期處理T2d、T4d、T6d、T8d均可用脲酶活性變化來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。
　?、苷庸嗤寥赖仂o態(tài)吸附試驗表明，各試驗組呈相似趨勢即當平衡液濃度在5mg·L-1左右，吸附速率最大；濃度大于100mg·L-1，吸附速率達穩(wěn)定不再提高。土壤銨態(tài)氮吸附等溫曲線很好地擬合Freundlich方程，其中CK對照組吸附系數K為最大0.517，土壤對氮素吸附能力最強。土壤銨態(tài)氮等溫解吸平衡濃度在60

9、~100mg·L-1之間時解吸速率較高。沼灌土壤氮素的動力學吸附平衡時間為12h，且改變沼灌條件對吸附平衡時間的影響不大。土壤氮素的解吸同樣在12h達平衡，與吸附平衡時間相當。土壤磷素等溫吸附/解吸與氮素的變化過程相似，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/解吸平衡時間均為12h，沼灌土壤磷吸附/解吸不存在明顯先后，處于動態(tài)平衡。
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10、沼灌環(huán)境質量評價中，運用Fuzzy綜合肥力評價法，不同水質沼灌IFI值大小分別為BS1>BS2>BS3>BS4，BS1的IFI平均值達0.639，該試驗組土壤受沼液改良效果相對明顯。內梅羅綜合污染指數法評價土壤經沼灌并沒有受重金屬污染。針對可能造成的面源污染采用等標污染負荷評價法，評價結果為氮磷污染率指數K均小于60，實驗范圍內氮磷流失對水環(huán)境不構成威脅。ERA生態(tài)環(huán)境風險評價結果表明，試驗期內沼灌生態(tài)環(huán)境風險屬于Ⅱ類小危險級別，對環(huán)境