畜禽粪便污染与治理利用方法研究进展

\t\t\t\t\t目的\t\t\t\t\t研究煤粉对于控制粪肥施用后农田径流磷流失的作用,为研发适用于小农户的农业面源污染控制技术提供科学依据和技术参考。\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t方法\t\t\t\t\t在自然降雨条件下,采用径流试验装置,设置不施肥、单施猪粪、猪粪添加煤粉3个处理,对种植期内地表径流的体积、不同形态磷的质量浓度及流失量进行检测,分析猪粪添加煤粉施用对地表径流磷流失及植株生长的影响。\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t结果\t\t\t\t\t与单施猪粪相比,添加煤粉可以减少地表径流的产生,显著降低不同形态磷的质量浓度和流失负荷。总磷(TP)、水溶性总磷(TDP)、颗粒态磷(PP)、水溶性无机磷(DIP)和水溶性有机磷(DOP)质量浓度分别降低22.54%、16.84%、27.84%、20.94%和5.10%,流失负荷减少26.6%、19.6%、32.0%、23.2%和14.5%。添加煤粉对前2茬小白菜生长不利,但从第3茬开始出现显著的促进作用。\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t结论\t\t\t\t\t添加煤粉可以有效降低猪粪施用后引起的农田径流磷流失风险,但可能存在一段对作物生长不利的时期。\t\t\t\t     

磷肥不同施用量对紫色土坡面胶体态磷流失的影响

【目的】农田磷流失风险与磷肥用量密切相关,鉴于土壤胶体在土-水界面磷素迁移转化过程中的重要作用,探讨施用磷肥对紫色土坡面胶体态磷流失的影响及其与产流产沙之间的关系,为从土壤胶体视角认识磷素迁移机制提供科学依据。【方法】试验采用人工模拟降雨和室内分析相结合的方法,开展4个磷肥施用量0(P0)、20(P20)、40(P40)和100(P100)mg·kg^-1下紫色土坡面产流产沙及胶体态磷流失特征研究。【结果】地表径流量受磷肥施用量影响较小,侵蚀产沙量受磷肥施用量影响较大,施磷后坡面初始产沙量显著降低了49.3%—68.7%,P100处理累积产沙量较其他施磷处理显著降低了26.5%—30.9%。地表径流是紫色土坡面水分散性总磷(WTP)和胶体态磷(CP)的主要流失途径,其流失比例分别占总流失量的57.5%—93.9%和62.3%—94.8%,且CP是地表径流WTP流失的主要形态,占WTP流失量的72.1%—80.7%。施磷显著增加了磷素流失风险,与P0处理相比,施磷后地表径流WTP、CP、DP(溶解态磷)累积流失负荷量分别提高了2.56—20.97倍、2.72—22.2...     

连续施用猪粪有机肥的高产稻田氮磷钾径流流失特征

采用大田小区试验,以南粳44为供试材料,设计不施肥(CK)、常规化肥(氮磷钾,NPK)、高量猪粪有机肥(150%PM)共3个处理,研究连续施用高量猪粪有机肥对水稻产量及农田养分地表径流流失的影响。结果表明,150%PM处理水稻产量最高,较常规化肥处理提高6. 28%;稻田地表径流水总量为1 708 m3/hm~2;常规化肥处理稻田氮、磷、钾地表径流流失总量分别为10. 07、0. 30、3. 10 kg/hm~2,流失率分别为2. 93%、0. 18%、0. 28%;虽然150%PM处理降低了稻田氮素地表径流流失总量和流失率,但极显著增加了磷、钾地表径流流失总量和流失率,分别达到常规化肥处理的14. 4、8. 3倍和4. 4、29. 3倍。表明在本研究条件下,施用猪粪有机肥氮达到常规化肥1. 5倍可实现有机水稻高产,但会大量增加稻田地表径流流失磷钾总量。     

秸秆生物炭对施猪粪有机肥土壤磷流失及白菜产量的影响

[目的]减少磷素流失,提高农业废弃物的利用率。[方法]通过单施生物炭、猪粪及生物炭混施猪粪三个处理,研究秸秆生物炭对施猪粪有机肥土壤磷流失及白菜产量的影响。[结果]单施生物炭处理的径流液采集次数比其他处理的高2次,径流液和渗漏液体积也高于其他处理的。单施猪粪的径流液和渗漏液中全磷、水溶性全磷、水溶性无机磷的流失量比猪粪和生物炭混施的高,单施生物炭处理的径流和渗漏液中各形态磷的流失高于生物炭和猪粪混施的。径流液中PP/TP为74%以上,渗漏液中WSTP/TP为71.37%~75.48%。从小白菜产量看,单施生物炭与猪粪生物炭混施的有显著差异,与单施猪粪没有显著差异。[结论]各处理的径流液中主要以颗粒态磷流失为主,渗漏液中以水溶性全磷流失为主;在施猪粪的基础上增施生物炭能减少径流和渗漏液中各形态磷的流失量,却不能增加白菜产量。     

持续性秸秆还田配施化肥对油菜-水稻轮作周年氮磷径流损失的影响

【目的】探究秸秆还田对巢湖地区油菜-水稻两熟制农田径流氮磷流失的影响,为源头控制巢湖流域面源污染提供科学依据。【方法】开展连续3年(2017—2019年)的田间小区实验,设置无秸秆+无施肥(CK)、常规施肥(F)、秸秆还田+常规施肥(SF)和秸秆还田+常规施肥减15%(SDF)4个处理。通过测定油菜-水稻轮作下农田地表径流中氮磷浓度和流失量,油菜水稻作物收获时土壤养分、作物氮磷养分吸收和产量,探讨秸秆还田对农田径流养分流失规律及土壤养分含量的影响。【结果】秸秆还田配施化肥降低了农田径流中氮的质量浓度,增加了磷的质量浓度。SF较F处理油菜和水稻季总氮(TN)平均质量浓度减少15.6%和26.0%,总磷(TP)增加12.5%和8.1%。SF、SDF处理降低了油菜-水稻轮作农田氮磷流失量。2017—2019年F处理的油菜和水稻径流TN、TP的流失量分别为11.9—26.7、1.3—2.8和15.6—27.0和0.8—2.0 kg·hm-2,较F相比,SF处理的油菜和水稻季TN显著降低18.4%—29.7%和21.9%—28.1%,TP流失量则降低1.3%—4.0%和1.0%—6.6%。秸秆还...     

畜禽粪便中磷释放运移特征

随着畜禽粪便农田施用量的增加,畜禽粪便中磷流失也越来越引起人们的重视.采用取样分析和室内土柱模拟的方法,研究了猪粪和鸡粪中磷在水、0.5 mol·L-1 NaHCO3和土体中的释放运移特点.结果表明,猪粪经H2O和NaHCO3连续提取后,H2O提取液中无机磷(Pi)占猪粪全磷(TP)的21.58%,NaHCO3提取液中Pi占猪粪TP的28.92%;鸡粪经H2O和NaHCO3连续提取后,H2O提取液中Pi占鸡粪TP的18.09%,NaHCO3提取液中Pi占鸡粪TP的17.88%;施用猪粪和鸡粪处理土柱淋溶液中水溶性总磷(TDP)、水溶性无机磷(DRP)和水溶性有机磷(DOP)浓度均随着淋溶次数的增加呈先上升后降低的趋势,施用猪粪处理磷释放速率比施用鸡粪处理快;大量施用猪粪和鸡粪后,0～30cm土体中土壤全磷(TP)和0～60cm土体中土壤速效磷(Olsen-P)的含量显著增加.     

有机肥和炭基肥替代化肥对甘薯坡耕地径流氮磷损失的影响

【目的】探讨施用有机肥和炭基肥对甘薯Ipomoea batatas坡耕地土壤氮磷径流流失量及形态的影响,探索径流养分流失量和土壤化学性质之间的关系【方法】采用随机区组设计,共设置4种施肥处理：不施肥、常规化肥、50%质量分数有机肥+50%质量分数化肥(有机肥50%替代)、炭基肥,在5个时间点测定甘薯坡耕地径流及土壤中不同形态氮磷质量浓度及质量分数,计算氮磷流失量与流失系数。【结果】径流总氮、颗粒态氮、硝态氮和铵态氮质量浓度存在峰值效应,不同径流的产流中有机肥50%替代和炭基肥效应不同。与常规化肥处理相比,有机肥50%替代和炭基肥分别减少了每年总氮径流流失量的48.1%和39.6%,而总磷则降低了26.1%和32.7%。有机肥50%替代和炭基肥处理改变了径流氮磷形态组成,减少了肥料径流流失系数。总氮(R²=0.49)和总磷(R²=0.48)径流流失量与土壤硝态氮呈显著正相关(P<0.05)。土壤有效磷分别能解释总氮和总磷径流流失量的60%和41%。【结论】有机肥50%替代和炭基肥是减少坡耕地养分径流损失的有效措施,有机肥50%替代更适合用...     

青紫泥水稻田磷素径流流失量研究

[目的]为合理施用磷肥,减轻磷素污染提供科学依据。[方法]对浙北水网平原地区青紫泥稻田施用磷肥流失进行研究。[结果]几次降雨事件中TP的累积流失负荷在0.179～0.454 kg/hm2,占当季施肥量的1.72%～1.82%;磷的径流输出负荷与降雨量存在较好的相关性;在不同磷肥施用水平,降雨径流的总磷累积流失负荷随着施肥量的增加而增加。[结论]青紫泥水稻土农田晚稻施磷(P2O5)不宜超过40 kg/hm2。     

松干流域不同种植模式对坡耕地土壤氮磷流失的影响

【目的】研究不同种植模式下松干流域土壤氮磷流失特征,为该流域坡耕地氮磷流失控制提供科学依据。【方法】选择玉米+秸秆无还田+顺垄(CK)、玉米+秸秆立茬还田+横垄(CSSC)、玉米+秸秆粉碎还田+横垄(CSC)、大豆+秸秆粉碎还田+横垄(SSC)与苜蓿+粉碎还田+横垄(ASC)5种模式,通过多年(2014-2016年)大田定位试验,采用坡耕地径流实验装置,开展土壤氮磷流失比较研究。【结果】不同种植模式下坡耕地土壤氮磷流失的差异较大,与玉米(CSC)相比,大豆(SSC)与苜蓿(ASC)水土保持效果更好,土壤流失量减少了19.2%~26.7%,土壤氮流失负荷减少22.9%~31.3%,土壤磷流失负荷减少18.9%~32.4%,径流量减少4.8%~18.4%。玉米立茬还田和粉碎还田与对照相比,土壤流失量减少了37.9%~59.6%,径流量减少了42.4%~57.3%。横垄耕作和顺垄种植相比,水土流失量减少了42.4%~76.8%。坡耕地土壤流失量为190.63~1106.25kg/hm~2,径流量为23.22~106.59t/hm~2;土壤氮流失负荷为0.33~2.46kg/hm~2,土壤磷流失负荷0.13~0.91kg/hm~2;径流氮流失负荷为9.24~41.46g/hm~2,径流磷流失负荷为0.84~7.46g/hm~2。【结论】松干流域坡耕地采用玉米、大豆、苜蓿横垄种植模式均能有效减少土壤氮磷流失;坡耕地氮磷流失主要体现为土壤氮磷流失,径流的氮磷流失量很小,几乎可忽略。     

昭通渔洞水库流域不同作物种植模式对地表径流、渗漏水中氮磷流失量的影响

【目的】研究不同种植模式对地表径流和渗漏水的土壤表层氮、磷随降雨流失的情况。【方法】在渔洞水库流域的大田里设计了4种典型的作物种植类型。采用分光光度法测定样品中的氮、磷浓度。【结果】不同作物种植模式下地表径流中氮素流失质量浓度总体呈现先下降后上升,之后逐步下降的趋势,土壤渗透水相中氮素流失无明显变化趋势;不同作物种植模式对磷素流失质量浓度影响较大,地表径流和土壤渗透水相中磷素流失平均浓度较高的为苹果(0.71、0.99 mg/L)和青花(0.24、0.27 mg/L)。【结论】该试验设计合理,能为研究不同种植模式的氮磷流失量和吸收规律提供一定的理论依据,也可以为河流附近环境保护区的种植模式选择提供参考。     

不同施肥方式下稻田氮磷流失特征

采用大田小区试验,研究3种不同施肥方式下稻田系统氮(N)、磷(P)流失特征。实验结果表明,施用尿素和缓释肥的混施处理(MT)田面水中总氮(TN)和总磷(TP)平均浓度均为最高,分别为24.01和3.78mg/L,降雨产生径流时的N、P流失风险最大。整个水稻季,MT处理的N、P径流流失负荷分别为23.91和2.67kg/hm2,均为3种施肥处理中最高;MT处理的N、P渗漏流失负荷也为最高,分别为9.19和1.79kg/hm2。相对于MT处理,施用尿素和BB肥的无机处理(CT)及施用有机肥的有机处理(OT)能分别减少14.69%和29.18%的N总流失负荷及61.85%和68.97%的P总流失负荷。N、P的径流流失是稻田N、P流失的主要途径。     

贵州山区缓坡地旱作耕地氮磷流失规律初探

通过在缓坡地旱作模式下设置农田地表径流长期监测点,采用径流池收集地表径流的方式,分析不同坡度旱作耕地地表径流产生特点及氮磷养分流失的规律。结果表明不同坡度各监测点的氮、磷流失量和流失系数分别为:0.85~1.88kg/hm2,平均1.164kg/hm2;总磷流失量变幅0.14~0.27kg/hm2,平均0.196kg/hm2;氮流失系数变幅-0.01%~0.41%;磷流失系数变幅-0.26%~0.18%。(这两个平均可以不用)     

水肥综合管理对减少滇池北岸韭菜地氮磷流失的研究

农田氮、磷随地表径流向水体迁移,不仅造成化肥利用率降低,农业生产成本上升,还对水环境造成污染,引起水体富营养化.针对滇池流域规模化韭菜生产施肥量大,农业面源污染严重等问题,采用田间试验,结合自然降雨与人工模拟降雨,研究了不同施肥及田间沟渠利用方式下农田氮、磷的流失风险.结果表明,相对于化肥表施,合理的有机-无机肥料配合施用以及化肥深施,可分别降低地表径流中总氮和总磷平均浓度53%和39%.施肥后1周为氮、磷流失的高风险期,随后其风险随时间延长而降低;通过小区间沟渠的改造,提高排水溢流口高度,控制径流在沟渠内滞留时间以及采用农田养分循环利用的回灌技术,可减少农田向环境水体输出总径流量的76%以上,并同时提高了肥料利用率.     

皖东地区麦稻轮作农田径流氮磷流失特征研究

为探究化肥减施和秸秆还田对氮磷流失的影响,采用田间径流池法,通过连续3年田间试验,研究农田地表径流氮磷流失特征。结果表明,麦稻轮作农田径流年总氮流失量为25.78～39.15 kg/hm~2,总磷流失量为1.14～4.06 kg/hm~2,总氮67%、总磷63%都是在麦季流失的。麦季氮素主要以硝态氮形式流失,稻季则以铵态氮形式流失,磷流失量多以可溶性磷形式流失。氮磷减施25%能够减少总氮、总磷径流流失量的5.6%和8.9%,且对作物产量没有显著影响。秸秆还田总氮径流流失量增加了0.55 kg/hm~2,增加1.82%,总磷径流流失量减少了0.16 kg/hm~2,减少6.08%。     

化肥减量和秸秆还田对油菜地磷素地表径流的影响

磷素在农业生产中必不可少,施用磷肥可以提高农作物产量,但过量施用磷肥导致了磷素流失,从而造成水污染。本研究通过设置不同的施肥量以及常规施肥和秸秆还田等不同的施肥方式,研究杭嘉湖地区土壤磷的地表径流流失形态及规律,探究不同施磷量及施加方式对磷素流失的影响。结论表明:在整个监测过程中,降雨径流水中总磷浓度呈现先降低、再升高、最后降低的表现趋势,绝大部分时间里总磷的浓度都远远超出地表水环境质量标准Ⅴ类水的标准限值。其中,可溶性磷累计流失量在0.20~0.47 kg·hm^-2,总磷累计流失量为2.54~3.86 kg·hm^-2,地表径流中磷素的流失严重。常规处理、主因子优化和综合优化处理对油菜的产量影响不大。而化肥减量和秸秆还田的施肥方式既可以提高农作物产量,又可以降低地表径流中磷的流失,可以作为一种新型环保的施肥方式加以推广应用。     

施用有机肥对长江中游地区双季稻田磷素径流损失及水稻产量的影响

利用渗漏池模拟长江中游地区2种主要稻田土壤,研究了施用等P2O5量的有机肥（猪粪）和化肥对表面水总磷动态及其降水径流损失的影响．结果表明,施用化肥后,双季稻田表面水总磷均在施肥第1天就达到最高水平,然后迅速下降,而且晚稻的总磷浓度峰值显著高于早稻,有效磷含量高的河沙泥总磷峰值明显高于红黄泥．施用猪粪后,晚稻在第1天表面水总磷出现峰值,2种土壤分别较施化肥的提商了43．2％和66．9％,而且整个生长期总磷浓度均高于施用化肥的;早稻施肥后前3d表现较低的表面水总磷浓度,至7d后表面水总磷高于化肥处理的．双季稻种植制度下化肥和猪粪处理的磷素径流流失分别占施P量的0．86％和1．44％．早稻施肥后15d内发生2次径流,化肥和猪粪处理的径流液中总磷浓度较高,其总磷径流损失量分别占早稻生育期内总径流损失量的65．6％和60．8％．产量分析表明,施用猪粪和化肥的水稻产量差异不显著,但均显著高于不施肥处理．     

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。     

玉米秸秆生物炭对稻油轮作农田磷流失风险的影响

以云南大理洱海流域典型稻油轮作模式为研究对象,通过2年田间定位试验,研究生物炭(玉米秸秆制备)、玉米秸秆与化肥配施对我国稻油轮作模式农田磷流失风险的影响。田间小区试验包括常规施用化肥(NPK)、生物炭与化肥配施(NPK+C)、生物炭与化肥减半配施(1/2NPK+C)、玉米秸秆与化肥配施(NPK+S)四个处理,通过比较不同处理间土壤有效磷含量、作物产量、吸磷量和水稻生长期间土壤有效磷、田面水总磷、可溶性总磷的动态变化特征,分析施用玉米秸秆生物炭和直接施用玉米秸秆对土壤、作物和磷流失风险的影响。结果表明,与NPK处理相比,增施生物炭和玉米秸秆,可显著提高水稻和油菜产量,但对水稻季田面水磷浓度无显著影响;施用生物炭条件下减施化肥,短期内未造成水稻和油菜减产,却降低了水稻整个生育期内田面水总磷(TP)和可溶性总磷(TDP)浓度;各处理水稻季田面水TP和TDP浓度在栽秧后第1 d内达到峰值,4~5 d内浓度迅速降低,7 d之后浓度趋于稳定。在此过程中,田面水TP下降64.2%~79.1%,TDP下降63.1%~82.4%。上述研究结果表明,为降低稻油轮作农田磷流失风险,可以考虑在水稻季施用生物炭的条件下减施化肥磷,并且在水稻栽秧后7 d内控制田面水外流。     

不同耕作方式对紫色土侵蚀及磷素流失的影响

【目的】研究川中丘陵区紫色土零散坡耕地在玉米成熟期由降雨引发的水土流失及磷素流失特征,为该区坡耕地养分流失预测评价、防治以及协调区域土地管理,改善生态环境提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨和微小区试验相结合的方法,在玉米成熟期,对平作、顺坡垄作及横坡垄作3种耕作方式的地块进行人工降雨,降雨强度为1.7 mm•min-1,历时40 min。研究人工降雨对地表侵蚀、壤中流量及其磷素流失的影响。【结果】顺坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量均最大,其壤中流及磷素流失最小;横坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量最小,而壤中流损失较大。不同耕作方式下壤中流总量虽然较地表径流少,但是其磷素含量却很高,总磷浓度均达到了0.2 mg•L-1,约为地表径流的1.3倍。【结论】紫色土零散坡耕地不易采用顺坡垄作,横坡垄作能很好的控制土壤侵蚀,但在日常耕作管理中需注意对垄的修复保护。在整个侵蚀过程中3种耕作方式的径流损失及磷素流失均以地表损失为主,径流中磷素以可溶性磷流失为主。     

猪粪与磷石膏配合施用对菱镁矿粉尘污染土壤化学性状的影响

辽宁省菱镁矿煅烧产生的粉尘对土壤污染越来越严重,但目前关于菱镁矿粉尘污染土壤的改良机理并不清楚,为此采用大石桥市菱镁矿粉尘重度污染土壤进行盆栽试验,研究了猪粪与磷石膏配合施用对菱镁矿粉尘污染土壤化学性状的影响。结果表明,施用磷石膏、猪粪与磷石膏配合施用可降低土壤pH幅度为0.3～0.6,增加水溶性钙镁比值(Ca2 /Mg2 )幅度为1.57～3.02。单施猪粪、猪粪与磷石膏配合施用增加了土壤中速效氮、磷、钾的含量。单施猪粪对土壤pH和Ca2 /Mg2 影响不显著,单施磷石膏增加了土壤中速效磷含量,施用猪粪与磷石膏可以有效地改善菱镁矿粉尘污染废弃地的土壤化学性状,且以两者配合施用的效果最好。