涪江流域规模化养猪场沼液施用对土壤质量的影响

发布时间：2020-07-07 11:58

【摘要】：沼气工程是实现规模化养猪场粪便资源化、无害化的有效途径,而沼液过量或不恰当施用会引起次生土壤环境污染。本研究选取涪江流域20个规模化养猪场为研究对象,分析沼气工程处理前后猪粪水及沼液的主要养分及重金属的变化,结合大田采样和盆栽实验,研究沼液长期和短期施用对土壤肥力质量和重金属累积的影响。主要研究结果和结论如下:(1)规模化养猪场猪粪水及沼液成分分析研究选取20个规模化养猪场猪粪水和沼液养分浓度较高,其中沼液中COD、TN、TP及NH4+-N的浓度均值分别为3875.1 mg/L、1932.7 mg/L、38.8 mg/L、804.2 mg/L。猪粪水和沼液中主要重金属污染物Zn、Cu、Mn、As、Cr浓度较高,沼液电导率均值为8.38mS/cm。猪粪水和沼液直接农用可能会造成重金属污染风险及土壤盐渍化问题。(2)长期施用沼液对土壤肥力质量的影响规模化养猪场周边农田连续施用沼液样地与对照样地对比显示:长期施用沼液引起土壤中0.25 mm机械性大团聚体含量提高,2 mm机械性团聚体比例介于73.99%～88.03%,蔬菜地中2 mm和0.25 mm水稳性团聚体含量高于水田、小麦地;0.25 mm团聚体有机质含量显著增加。随着长年连续农田沼液施用,表层土中有机质、速效氮、速效磷含量均增加。(3)施用3季沼液对土壤肥力和蔬菜生物量的影响大棚盆栽实验表明:施用3季沼液后,2 mm土壤机械性团聚体和水稳性团聚体含量呈增加趋势;蔬菜最大叶长、鲜重及根重均提高;土壤有机质、速效氮和速效磷的含量与沼液浓度和施用量呈正相关。叶菜类蔬菜以稀释沼液2～5倍为宜,根茎类以稀释沼液1～2倍为宜,单次施用沼液500 mL/盆较为合适。(4)施用沼液对土壤重金属累积的影响大棚盆栽实验与大田实验比对研究表明:大田长期施用沼液后土壤(0～10cm)重金属Zn、Cu、Cr、As浓度较高,累积现象明显;室内盆栽施用3季沼液后,蔬菜土壤中Zn、Cu、Pb、Cr累积不明显,而重金属As和Cd含量较高,根茎类蔬菜地比叶菜类更易累积重金属As和Cd。大棚盆栽实验结果显示:第3季蔬菜土壤中Zn和Cu有效态含量占重金属全量比率分别为1.08%～2.12%、2.31%～5.65%;As和Cd的有效态含量占重金属全量的比率分别为0.67%～5.99%、1.24%～60.00%,这说明土壤中As和Cd累积应高度关注。第3季蔬菜可食部分的重金属As、Cd、Cr、Pb含量较高,根茎类蔬菜中Pb含量显著高于叶菜类;每季沼液容许消纳量为134.44～191.05 m3/hm2。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S158;X713
【图文】：

图 1-1 基于 CNKI 数据库以“沼液”和“土壤”关键词可视化图谱Fig. 1-1 Visualized map analysis of biogas slurry and soil based on CNKI databas SCI 文献图谱分析中，基于 WebofScience 核心合集数据库以“TS=bio soil”为检索式共检索到 90 条文献，采用文献计量学软件 Citespace 软文献进行关键词图谱分析，其结果如图 1-2 所示。主要研究内容侧重于，围绕关键词“沼液”，进行了有机肥、厌氧发酵、风险评估、植物等，围绕“土壤”，关于土壤盐分、容许消纳量、土壤重金属、土壤微生究内容较多。SCI 文献关键词图谱分析结果表明，国内对沼气工程、沼较多，而其他国家的研究侧重于沼液施用后对土壤影响的机理性研究，利用沼液提供了理论参考。

4（b）关键词 timeline 图谱分析图 1-2 基于“web of science”数据库关键词可视化分析图谱Fig. 1-2 Visualized map analysis of keywords based on web of science database1.2.2 规模化畜禽养殖场畜禽粪便污染现状分析21 世纪以来，在科技革命、经济增长和人民生活需求提高的带动下，规模化畜禽养殖已成养殖业主要形式。我国规模化畜禽养殖场主要集中分布在东北、西南、华中地区及两广地区。宣梦等[16]根据我国养殖分布，分为 6 个大区，分区研究规模化畜禽养殖治污模式，结合地理位置、地形气候等特征有不同的治污模式，东北平原区以生物发酵床养殖为主，有机肥和污水均储存利用；中部平原区需对沼气工程产生的沼液

2 实验设计与研究方法况支流嘉陵江的右岸最大支流，发源于四川省松潘县与平流经绵阳市、遂宁市、重庆市等区域，汇入嘉陵江，全长平方千米。涪江流域地势西北高、东南低，属亚热带温雨量多，涪江中游人口众多，城镇密集，交通发达，耕业生产区之一，主产玉米、小麦、中药材等。规模化养猪场集中在丘陵区，分布在涪江周边，宽广的取涪江流域内的 20 个规模化养猪场调研，采样点集中油市、三台县、盐亭县共 16 个规模化养猪场，以及遂宁化养猪场。

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本文编号：2745089