猪粪不同处理对土霉素残留、土壤性质和小白菜生长与品质的影响

摘要

畜禽粪便安全环保绿色处理是我国畜禽养殖业和农业资源环境管理面临的重大挑战。本研究采用温室盆栽试验，对比研究猪粪(PM)、猪粪有机肥(MOF)、猪粪生物质炭(PBC)等量施用对土霉素残留、土壤性质、小白菜生长和品质的影响，为畜禽粪便无害化处理及资源化利用提供科学依据。主要研究结果如下:
　　(1)与对照处理相比，猪粪不同处理均能显著提高土壤pH、有机碳、全氮和速效磷含量，提升幅度分别为5％～11％、110％～222％、42％～67％和51％～93％。PBC处理的有机碳含量和C/N显著高于PM和MOF处理，而PBC处理的全氮和速效磷含量明显高于PM处理，但与MOF处理无差异。除MOF处理外，PM和PBC处理与对照处理的土壤铵态氮含量无差异，与对照相比，猪粪不同处理均能明显降低土壤硝态氮含量，降幅在44％～77％之间，而PBC效果又比PM和MOF降低28％～36％。另外，与对照处理相比，添加有机物料能明显增加土壤微生物量碳含量，增幅在25％～100％之间，且PM处理又显著高于MOF和PBC处理，后两者间没有差异。但猪粪不同处理能明显降低土壤微生物商，降低幅度在25％～61％间，且PBC处理又比PM和MOF处理降低21％～36％。
　　(2)与对照相比，猪粪不同处理能显著提高小白菜产量，提高幅度在63％～103％之间，而PBC处理对产量的提高效果又比PM和MOF增加21％～40％。施用猪粪有机物料能显著提高单根重、根表面积和根体积，增幅分别为175％～249％、52％～88％、84％～142％，且PBC处理又比PM和MOF处理提高71％～74％、33％～36％、47％～58％，而后两者间没有差异。对于小白菜生物量，与对照相比，添加有机物料能明显增加地上部、地下部生物量，提高幅度分别在77％～188％、109％～263％之间，而PBC处理又比PM与MOF处理提高25～32％和75％左右。各施肥处理对地下部的效应显著高于地上部效应。
　　(3)不同处理下小白菜品质指标的变化各异，PM和MOF处理对大多数品质指标影响较小，而PBC处理比PM和MOF处理显著提高(幅度在20％～70％)小白菜维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白质等营养物含量，且显著降低小白菜硝酸盐含量(＜60mg·kg-1)。具体地，维生素C含量介于292～388 mg·kg-1，PBC处理比对照显著提高了33％，但PM和MOF处理间不显著。可溶性蛋白质变化也是如此，只是提高幅度为19％。然而，虽然PM和MOF处理下蔬菜硝酸盐含量没有变化，但PBC处理下显著降低了47％。特别地，PBC处理下可溶性糖含量最高（比对照提高43％），但MOF处理与对照无差异，而PM处理反而显著降低了可溶性糖含量。因此，尽管变化幅度没有生物量的变化大，但猪粪不同处理对蔬菜品质的影响较为复杂，且猪粪和猪粪有机肥对品质指标的影响大多没有差异。
　　(4)猪粪不同处理可以提高小白菜的磷钾含量及养分累积量，以及肥料偏生产力，但对氮含量的影响不明显。且PBC与MOF处理对磷钾含量及养分累积量的提高效果优于PM处理，PBC处理对肥料偏生产力的提高效果优于PM处理。
　　(5)猪粪中土霉素残留量较高，为95.40μg·kg-1，其经堆肥处理后的土霉素残留为21.58μg·kg-1，而炭化处理后的残留量为0.70μg·kg-1，因此猪粪经炭化处理后对土霉素的去除效果要优于猪粪经堆肥处理。
　　因此，生物质炭在无害化处理养殖业废弃物方面独具优势，热解炭化处理在消除抗生素的同时，能达到增产和优质的作用，大幅度提高蔬菜品质。因此，养殖业废弃物炭化及其生物质炭在农业应用中具有生产安全绿色优质蔬菜的潜力，建议推广。

目录

声明

论文说明

摘要

第一章 文献综述

1．1．1 我国畜牧业的发展状况

1．1．2 畜禽粪便资源化利用情况

1．1．3 畜禽粪便排放所产生的环境问题

1．2 国内外兽药抗生素应用现状

1．2．1 畜禽粪便中兽药抗生素的残留情况

1．2．2 商品有机肥中兽药抗生素的残留情况

1．2．3 土壤中兽药抗生素的残留情况

1．2．4 蔬菜中兽药抗生素的残留情况

1．2，5 兽药抗生素残留的潜在风险

1．3 畜禽粪便中抗生素残留的降解方法

1．4．1 生物质炭制备工艺

1．4．2 生物质炭的特性

1．5 国内外生物质炭的应用研究

1．5．1 生物质炭对土壤理化性质的影响

1．5．2 生物质炭对作物产量的影响

1．5．3 生物质炭对污染物的治理现状

1．6 结论

第二章 研究设计及方法

2．1 研究目的

2．2 研究内容

2．3 技术路线

2．4 试验设计

2．4．1 供试材料

2．4．2 试验处理

2．5．1 样品采集

2．5．2 分析指标及测定方法

2．5．3 结果计算与数据处理

第三章 结果与分析

3．1．1 土壤基本性质

3．1．2 土壤氮及其形态分布

3．1．3 土壤微生物量

3．2．1 植物生长及产量

3．2．2 养分吸收与累积及肥料偏生产力

3．2．3 小白菜品质

3．3 猪粪不同处理方式对小白菜土霉素残留的影响

3．4 小结

第四章 综合讨论及结论

4．1 不同猪粪处理下土壤养分含量与形态变化及生物活性

4．2 不同猪粪处理下小白菜生物量积累与产量及品质变化

4．2．1 生物量积累

4．2．2 养分吸收与产量及品质

4．3 不同猪粪处理的土霉素残留量及其生态风险

4．4 主要结论

4．5 创新点

4．6 研究不足与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文