规模化猪场新建厌氧发酵系统对废水 有机污染物的处理效应

厌氧发酵系统是目前猪场普遍采用的污水处理技术。选择广东省10个规模化猪场新建厌氧发酵系统开展污水动态监测研究。猪场猪舍污水COD_(Cr)和BOD5浓度分别为1 057.6~3 873.7 mg/L和1 847.8~5 515.4 mg/L,厌氧发酵系统出水的COD_(Cr)和BOD5浓度分别为266.7~1 420.4 mg/L和534.4~2 490.2mg/L。经过厌氧发酵系统处理后,污水COD_(Cr)和BOD5浓度的降幅分别为63.33%~90.09%和54.82%~87.06%。猪场沼气池排水中BOD5/COD_(Cr)比值在0.53~0.71之间,有利于后续的好氧生化处理。沼气池排水经鱼塘、氧化塘等处理后,最终排出猪场。猪场排水COD_(Cr)和BOD5浓度较沼气池均明显降低,10个猪场中有9个猪场排水的CODCr和BOD5浓度均符合畜禽养殖业污染物排放标准,对周边环境的污染风险较小。     

氮肥形态对菜地土壤N2O 排放 与小白菜产量的影响

为了明确不同形态氮肥施用对广东菜地土壤N2O排放和蔬菜产量的影响,利用盆栽试验,用密闭式静态箱法,对施用酰胺态氮(尿素)、铵态氮(硫酸铵)、硝态氮(硝酸钙)和对照菜地土壤N2O排放进行连续监测,并对蔬菜产量、养分含量等进行分析。结果表明:施用不同形态氮肥明显增加了菜地土壤N2O排放通量,各处理排放通量高峰出现在施肥后2 d和3 d,从大到小依次为施酰胺态氮0.22 mg/m2·h、施硝态氮0.18 mg/m2·h、施铵态氮0.14 mg/m2·h、对照0.11 mg/m2·h,施肥后6 d排放通量与对照持平。施用不同形态氮肥与对照比,显著提高了蔬菜干物质积累量、植株氮含量,但各形态氮肥处理干物质积累量之间无显著差异。说明施用铵态氮(硫酸铵)能够有效降低N2O排放,同时保证蔬菜产量。     

广东典型稻田系统磷素径流流失特征

选择位于广东省增城、清远和高州地区的3个稻田试验点,于2008-2012年对稻田磷径流损失进行动态监测。结果表明,稻田径流事件主要发生在早稻季。常规施肥模式下稻田总磷径流浓度为0.02~1.56 mg·L^-1,11%~18%的径流样品总磷浓度超过地表水Ⅴ类水标准（0.4 mg·L^-1）,施磷后14 d内降雨易导致稻田不同形态磷浓度出现峰值,具有一定环境污染风险。施磷不同程度增加稻田可溶性总磷径流负荷,对颗粒磷和总磷流失负荷无规律性影响。稻田磷径流负荷时空变化较大,常规施肥条件下可溶性总磷、颗粒磷、总磷年径流负荷分别为0.63~4.05、0.33~2.91、1.10~6.68 kg·hm^-2。本地区稻田磷流失系数为0.06%~6.81%,可溶性总磷是稻田磷径流流失主要形态。施肥量和降雨、径流量是影响本地区稻田磷径流损失的主要因子。     

猪场废弃物对Cd超标土壤生菜生长及Cd含量的影响

为了比较同一猪场废弃物对Cd超标土壤生菜生长及其Cd含量的影响,从广东省博罗县某规模化养猪场同时采集猪粪、沼液与沼渣,通过在Cd超标土壤中添加不同用量猪场废弃物(按每千克土壤0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g氮用量计算)的盆栽试验(连续2茬生菜),研究生菜生物量与Cd吸收对这3种废弃物的响应关系。结果表明:猪场废弃物种类或用量均显著影响生菜地上部的生物量,其贡献大小为废弃物用量废弃物种类;第1茬生菜生物量随猪场废弃物用量的增加而降低,第2茬生菜生物量与沼液或沼渣用量之间呈"Λ"形关系,但随猪粪用量增加而显著提高。猪场废弃物种类和用量均显著影响生菜地上部Cd含量,其贡献大小为废弃物种类废弃物用量。猪粪与沼渣降低生菜Cd含量,沼液提高生菜Cd含量;生菜Cd含量随猪粪用量增加而显著降低,随沼液用量增加而显著提高。生菜Cd含量的变化主要受生物量稀释效应的影响(猪粪处理第1茬例外),每千克该土壤的沼液、猪粪、沼渣用量分别≤370 m L、10 g、15 g时,生菜正常生长。     

有机物料及其用量对生菜生长与Pb含量的影响

为了降低叶菜中重金属Pb的含量,选择有机肥、猪粪、牛粪、鸡粪和花生麸5种有机物料为材料,分别以0.5%、1%、2%、4%4个水平的用量施入重金属污染土壤,通过种植3茬生菜(Lactuca sativa L.)的盆栽试验研究有机物料对重金属污染土壤上生菜生长及其Pb含量的影响。结果表明,与对照相比,有机物料利于生菜生长,有提高生菜生物量的趋势;大部分有机物料处理没有显著影响生菜地上部分的Pb含量;5种有机物料中,仅牛粪有提高生菜地上部Pb含量的趋势;生菜Pb含量平均值高低的顺序为牛粪>鸡粪>花生麸>有机肥>猪粪,但不同有机物料之间没有显著差异。与对照相比,大部分处理没有显著影响土壤的DTPA-Pb含量,初步揭示了供试有机物料没有显著影响生菜地上部Pb含量的原因。     

不同养分管理措施下常年菜地磷、钾养分径流流失特征

为研究不同养分管理措施下菜地磷、钾养分径流流失特征,采用田间小区试验方法,设置对照(CK)和有机肥配施不同用量化肥处理(N0,化肥氮空白;CON,习惯施肥;OPT,优化施肥;OPT+N,优化增氮;OPT+P,优化增磷;OPT+NPK,优化增氮磷钾)。结果表明,不同处理下可溶性总磷、颗粒态磷和总磷径流浓度分别为0.015～0.500、0.004～0.623 mg·L~(-1)和0.093～0.876 mg·L~(-1),施磷明显增加径流水可溶性磷浓度,对总磷和颗粒态磷浓度影响较小。不同处理径流水总磷浓度均不同程度超地表水Ⅴ类标准(GB3838—2002),且施磷量最高的OPT+NPK处理总磷超标率高达56%。总磷年流失负荷为4.37～4.93 kg·hm~(-2),施肥处理磷流失负荷均低于对照,不同处理间总磷流失负荷无明显差异。不同处理的钾径流浓度为4.7～83.0 mg·L~(-1),年流失负荷为176.9～331.7 kg·hm~(-2),流失系数为4.5%～15.7%。施钾显著增加菜地钾的流失负荷,施钾量最高的OPT+NPK处理钾流失负荷最高,肥料N/K2O比例最高的OPT+N处理钾流失负荷最低。研究表明,不同养分管理措施下菜地磷径流损失无明显变化,而OPT+N处理钾流失负荷及流失系数均最低,蔬菜实际生产中氮、钾合理配施有利于降低钾的流失。     

不同养分管理措施下常年菜地磷、钾养分径流流失特征

为研究不同养分管理措施下菜地磷、钾养分径流流失特征,采用田间小区试验方法,设置对照（CK）和有机肥配施不同用量化肥处理（N0,化肥氮空白;CON,习惯施肥;OPT,优化施肥;OPT+N,优化增氮;OPT+P,优化增磷;OPT+NPK,优化增氮磷钾）。结果表明,不同处理下可溶性总磷、颗粒态磷和总磷径流浓度分别为0.015~0.500、0.004~0.623 mg·L^-1和0.093~0.876 mg·L^-1,施磷明显增加径流水可溶性磷浓度,对总磷和颗粒态磷浓度影响较小。不同处理径流水总磷浓度均不同程度超地表水Ⅴ类标准（GB3838-2002）,且施磷量最高的OPT+NPK处理总磷超标率高达56%。总磷年流失负荷为4.37~4.93 kg·hm^-2,施肥处理磷流失负荷均低于对照,不同处理间总磷流失负荷无明显差异。不同处理的钾径流浓度为4.7~83.0 mg·L^-1,年流失负荷为176.9~331.7 kg·hm^-2,流失系数为4.5%~15.7%。施钾显著增加菜地钾的流失负荷,施钾量最高的OPT+NPK处理钾流失负荷最高,肥料N/K₂O比例最高的OPT+N处理钾流失负荷最低。研究表明,不同养分管理措施下菜地磷径流损失无明显变化,而OPT+N处理钾流失负荷及流失系数均最低,蔬菜实际生产中氮、钾合理配施有利于降低钾的流失。     

化肥减量配合有机替代对赤红壤常年菜地蔬菜生长及土壤氮平衡的影响

以赤红壤常年菜地系统为研究对象,采用田间小区试验方法,设置不同处理[对照CK、常规施肥CF、优化施肥OPT及优化施肥化肥氮10%、20%、30%有机替代(T₁₀、T₂₀、T₃₀)],研究菜地养分优化减施及有机替代对小白菜生长及土壤氮平衡影响。试验连续种植4茬。结果显示,施肥显著增加小白菜产量,不同施肥处理肥料增产贡献率为23.1%～39.6%。常规施肥处理小白菜产量在3169～3369 kg/667 m^2之间,4茬小白菜总吸氮量为33.4 kg/667 m^2、平均氮肥利用率31.2%。相比常规施肥,优化施肥及优化施肥化肥氮有机替代10%、20%、30%处理分别降低化肥用量35%、38%、41%和44%,小白菜产量、氮吸收量及氮肥利用率均与常规施肥处理无显著差异。常规施肥条件下小白菜种植系统(4茬)氮盈余量10.3 kg/667 m^2,优化施肥及化肥氮有机替代降低土壤氮盈余量18%～48%。总体上,赤红壤常年菜地系统化肥减量使用35%～44%可保障蔬菜产量不降低基础上,有效降低土壤氮盈余及潜在面源污染风险。优化施肥条件下化肥氮有机替代有利于进一步降低化肥氮投入量,实现菜地系统化肥深度减施。优化施肥及化肥氮有机替代可作为区域菜地系统推荐施肥技术方案。     

镉胁迫下2种钾肥对油麦菜品质及土壤的影响

采用盆栽试验,研究了Cd胁迫下不同用量的K2SO4和KCl对油麦菜Lactuca sativa L.品质及土壤的影响.结果表明:Cd胁迫下,适量的K2SO4可提高油麦菜产量,降低可食部分Cd含量,同时油麦菜的硝酸盐含量显著增加,营养品质有所降低;而KCl则表现出相反的趋势.随着钾用量水平的提高,K2SO4和KCl均提高了土壤速效K含量,K2SO4对碱解N和有效P含量影响不显著;在施钾(K2O)水平为400 mg/kg时,2种钾肥处理的土壤pH较不施钾处理有显著降低,土壤DTPA-Cd含量则明显增加.总体上看,在降低油麦菜可食部分Cd含量方面K2SO4优于KCl,提高油麦菜营养品质方面则KCl优于K2SO4,但KCl增加土壤DTPA-Cd含量的风险亦大于K2SO4.     

广东典型稻田系统磷素径流流失特征

选择位于广东省增城、清远和高州地区的3个稻田试验点,于2008—2012年对稻田磷径流损失进行动态监测。结果表明,稻田径流事件主要发生在早稻季。常规施肥模式下稻田总磷径流浓度为0.02~1.56 mg·L~(-1),11%~18%的径流样品总磷浓度超过地表水Ⅴ类水标准(0.4 mg·L~(-1)),施磷后14 d内降雨易导致稻田不同形态磷浓度出现峰值,具有一定环境污染风险。施磷不同程度增加稻田可溶性总磷径流负荷,对颗粒磷和总磷流失负荷无规律性影响。稻田磷径流负荷时空变化较大,常规施肥条件下可溶性总磷、颗粒磷、总磷年径流负荷分别为0.63~4.05、0.33~2.91、1.10~6.68 kg·hm~(-2)。本地区稻田磷流失系数为0.06%~6.81%,可溶性总磷是稻田磷径流流失主要形态。施肥量和降雨、径流量是影响本地区稻田磷径流损失的主要因子。