畜禽养殖废弃物不同处置产物对农田养分淋（流）失的影响及机理研究

摘要

畜禽养殖废弃物主要指粪污（包括固粪和废水），其处理后经常作为肥料被应用于农田，成为种养一体化利用的主要模式之一。本文研究了不同粪污肥料化产物对农田土壤养分淋（流）失的影响，探索了综合养分淋（流）失、植物吸收量及产量等指标的最佳肥料化模式，初步探究了不同粪污肥料化产物氮磷淋（流）失的机制，这对于控制土壤营养元素损失、提高肥料效益、减少由此造成的水污染问题具有重要意义。本文以四种粪污肥料化产物为研究对象，以化肥(CF)和不施肥(NOP)为对照，设计了模拟淋溶和径流实验以及种植小白菜的小区淋浴和径流实验，在等磷施用等量灌溉条件下，探索了四种粪污肥料化产物—生物有机肥(BOF)、普通有机肥(OF)、沼液(BS)、猪场废水(WLF)的施用分别对于氮、磷淋失和流失的影响，并对影响淋失和流失的可能因素（土壤理化性质、微生物、植株生长吸收）进行分析，得出以下结论:
　　(1)由于下层土壤对从上层淋溶下的磷的吸附作用，模拟淋溶及室外淋溶实验中各处理组之间磷淋失量差异性不一致，淋失量平均值最大的分别为CF及WLF组。测定不同处理的土壤速效磷(Olsen-P)含量发现，BOF处理0-60cm深度土壤速效磷(Olsen-P)含量显著高于其他各有机肥处理组，比NOP高11.3％～74.7％，表明BOF具有一定的活化土壤磷素活性的效果。
　　(2)在等磷条件下施用各粪污肥料化产物时，WLF组氮施入量最多，导致氮淋失量和淋失率均最大，施入WLF能显著提高0-60cm土壤TN含量，但在等磷等氮施入条件下种植小白菜时，BOF、BS组比其他施肥组氮淋失量高48.5％～77.6％，有污染受纳水体的风险。
　　(3)土壤NO3--N和Olsen-P的含量与小白菜产量之间均呈显著正相关(相关系数分别为0630、0.474)，土壤有机质(OM)含量与Olsen-P含量之间也呈正相关（相关系数为0.496），因此，增加土壤有机质可以促进土壤Olsen-P含量，提高小白菜产量，减少氮磷淋失。
　　(4)磷易发生流失。在模拟径流和小区径流实验中，等磷施用各粪污肥料化产物时，施用WLF对受纳水体水质污染潜力最大，WLF组Olsen-P含量比其他施磷组高139.9％～233.5％，其次是施用BS。
　　(5)在模拟径流实验中，等磷施用各粪污肥料化产物时，WLF组最易发生氮的流失，其次是BS组，WLF组在10°和5°坡度下氮流失率分别比其他施磷组高32.6％～113.4％和14.1％～115.7％。在小区径流实验中，等磷等氮施用各粪污肥料化产物时，OF组径流液中TN含量较高，威胁受纳水体水质。但是OF组土壤中未见明显的总氮在水平及竖直方向上的迁移。仅WLF组能同时在水平及竖直方向（0-15cm深度土壤）上发生明显的硝态氮迁移。
　　(6)在径流实验中，在四个肥料化产物处理组中BOF组小白菜产量及氮磷吸收量均最高，施用BOF能明显提高表层5cm深度土壤的有机质含量，并能明显影响优势菌群的相对丰度。
　　综合比较，认为BOF是最有潜力改善土壤性质、保证受纳水体水质、保证植株产量的粪污处理方式。OF次之。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 我国水体富营养化现状

1．1．1 环境状况公报及水质现状

1．1．2 污染来源分析

1．2 我国农田化肥使用情况及其环境影响

1．2．1 化肥使用量

1．2．2 施用化肥对作物产量、品质的影响

1．2．3 施用化肥对土壤、水环境的影响

1．3 有机肥使用情况及其环境影响

1．3．1 有机肥的来源及分类

1．3．2 有机肥的使用情况

1．3．3 有机肥对作物品质、产量的影响

1．3．4 有机肥应用对土壤、水环境的影晌

1．4 研究目的及内容

第二章 不同粪污肥料化产物对磷淋失的影响

2．1 供试材料

2．1．1 供试粪污肥料化产物

2．1．2 供试土壤

2．1．3 试验地点

2．2 试验方案

2．3 指标测定方法

2．4 试验结果统计分析方法

2．5 试验结果及分析

2．5．1 不同肥料对淋溶液中TP浓度的影响

2．5．2 不同肥料化产物对土壤TP含量的影响

2．6 本章小结

第三章 不同粪污肥料化产物对氮淋失的影响

3．1 供试材料

3．1．1 供试粪污肥料化产物

3．1．2 供试土壤

3．1．3 试验地点

3．2 试验方案

3．3 指标测定方法

3．4 试验结果统计分析方法

3．5 试验结果及分析

3．5．1 不同肥料化产物对淋溶液中TN浓度的影响

3．5．2 不同肥料化产物对土壤TN含量的影响

3．6 本章小结

第四章 氮磷淋失机制研究

4．1 供试材料

4．1．1 供试粪污肥料化产物

4．1．2 供试土壤

4．1．3 试验地点

4．2 试验方案

4．3 指标测定方法

4．4 试验结果统计分析方法

4．5 试验结果及分析

4．5．1 不同肥料化产物对土壤pFl的影响

4．5．2 不同肥料化产物对土壤有机质含量的影响

4．5．3 不同肥料化产物对土壤微生物的影响

4．5．4 不同肥料化产物对小白菜生长的影响

4．5．5 土壤理化性质、微生物、小白菜生长吸收与氮磷淋失的关系

4．6 本章小结

第五章 不同粪污肥料化产物对磷流失的影响

5．1 供试材料

5．1．1 供试粪污肥料化产物

5．1．2 供试土壤

5．1．3 试验地点

5．2 试验方案

5．3 指标测定方法

5．4 试验结果统计分析方法

5．5 试验结果及分析

5．5．1 不同肥料化产物对径流液中TP含量的影响

5．5．2 不同肥料化产物对土壤磷含量的影响

5．6 本章小结

第六章 不同粪污肥料化产物对氮流失的影响

6．1 供试材料

6．1．1 供试粪污肥料化产物

6．1．2 供试土壤

6．1．3 试验地点

6．2 试验方案

6．3 指标测定方法

6．4 试验结果统计分析方法

6．5 试验结果及分析

6．5．1 径流液中的TN

6．5．2 不同肥料化产物对土壤氮含量的影响

6．6 本章小结

第七章 氮磷流失机制研究

7．1 供试材料

7．1．1 供试粪污肥料化产物

7．1．2 供试土壤

7．1．3 试验地点

7．2 试验方案

7．3 指标测定方法

7．4 试验结果统计分析方法

7．5 试验结果及分析

7．5．1 不同肥料化产物对土壤pH的影响

7．5．2 不同肥料化产物对土壤EC的影响

7．5．3 不同肥料化产物对土壤有机质含量的影响

7．5．4 不同肥料化产物对土壤微生物的影响

7．5．5 不同肥料化产物对小白菜生长的影响

7．5．6 土壤理化性质、微生物、小白菜生长吸收与氮磷流失的关系

7．6 本章小结

第八章 全文结论

8．1 全文总结

8．2 创新点

8．3 展望

参考文献

致谢

作者简历