猪粪及蚓粪对Cu和Zn吸附行为的比较研究

采用室内试验方法,比较研究了猪粪和蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附、解吸规律及吸附动力学行为。结果表明,在试验浓度范围内,猪粪和蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附量均随着Cu2＋、Zn2＋壤度的增加而增加,蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附固定能力明显高于猪粪。猪粪和蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附等温线与Freundlich和Henry方程均有较好的拟合性。猪粪和蚓粪中Cu2＋、Zn2＋的解吸量随着吸附量的增大而增加,在相同初始浓度条件下,猪粪吸附的Cu2＋更易被解吸,而猪粪和蚓粪对Zn2＋的解吸能力相近。猪粪和蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附速率均较快,10～30min之内可以达到平衡后吸附总量的90％以上;一级动力学方程是描述Cu2＋、Zn2＋在猪粪和蚓粪中吸附动力学过程的最优模型,且蚓粪对Cu2＋、Zn2＋的吸附速率明显高于猪粪。     

施用猪粪对土壤Zn形态和菜心Zn含量的影响

采用盆栽试验的方法,研究施用猪粪对土壤和菜心Zn含量的影响,以为蔬菜安全施用畜禽粪便提供依据.结果表明,土壤全Zn、有效态Zn和菜心Zn含量均随猪粪施用量和施用茬数的增加而提高,连续2茬施用猪粪达到40g/kg时,土壤全Zn含量和菜心Zn含量分别达到266.42和21.03mg/kg,超过国家土壤质量二级标准(pH≤6...     

连续施用有机肥对菜田土壤Cu和Zn积累及辣椒产量品质的影响

采用田间随机区组试验,研究了不同用量鸡粪和猪粪有机肥(0,15,30,45和60 t/hm^2)施用后,重金属Cu和Zn在土壤剖面迁移积累特征,及辣椒产量、品质和各器官(根、茎、叶和果实)Cu和Zn含量的变化。结果表明,鸡粪和猪粪施用显著增加了耕层(0—20 cm)土壤Cu和Zn含量,与对照相比,Cu含量增幅分别达到22.60%~66.59%和36.13%~95.00%,Zn含量增幅分别达到10.49%~39.27%和11.18%~51.94%,猪粪施用后耕层(0—20 cm)土壤Cu和Zn含量增幅大于鸡粪;鸡粪和猪粪带入的Cu和Zn主要积累在耕层(0—20 cm)土壤,Cu和Zn含量最高分别为36.95,137.24 mg/kg,尚未超出国家安全标准。高用量(60 t/hm^2)鸡粪和猪粪中的Cu和Zn存在明显向土壤深层迁移现象,与猪粪处理相比,鸡粪中带入的Cu和Zn向下迁移的幅度小。鸡粪和猪粪施用显著提高了辣椒果实单果重及产量,在施用量为30 t/hm^2时达到最大,产量比对照分别增加24.98%和29.04%,高用量(60 t/hm^2)鸡粪和猪粪显著提高了辣椒Vc含量、蛋白质含量和可溶性糖含量,降低了硝酸盐含量,改善了辣椒品质。15 t/hm^2鸡粪和60 t/hm^2猪粪显著提高了辣椒果实Cu含量,但均未超过20 mg/kg,可以安全食用。鸡粪和猪粪的施用对果实Zn含量(16.35~20.87 mg/kg)影响不显著。可以认为,合理施用鸡粪和猪粪有机肥在短期内能够改善土壤性质,提高作物产量和品质,虽然会造成Cu和Zn在耕层(0—20 cm)土壤的积累,但尚未引起土壤Cu和Zn污染,也不影响辣椒果实的安全食用,但如果长期施用则有必要进行进一步监测。     

蚯蚓对猪粪重金属Cu、Zn的吸收及影响因素研究

由于饲料添加剂的使用,猪粪重金属污染已非常普遍,尤其是铜（Cu）、锌（Zn）污染最为明显。为了探讨利用蚯蚓萃取猪粪重金属Cu、Zn从而减少猪粪中重金属Cu、Zn含量的技术途径,采用室内接种法研究了赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）对猪粪重金属Cu、Zn的吸收及影响因素。结果表明,蚯蚓对猪粪重金属Cu、Zn具有一定的吸收能力,富集系数分别为0.43、0.73; 物料C/N比、温度、湿度和蚯蚓接种密度均能影响蚯蚓对猪粪重金属Cu、Zn的吸收,在物料C/N比为17∶1～22∶1、温度为14-21℃、湿度为70%-75%、接种密度为10-20尾·200 g^-1物料（2.4-5.0 g·200 g^-1物料）条件下,蚯蚓对Cu、Zn的吸收量较高。     

石灰对土壤中Cu、Zn污染的钝化及对蔬菜安全性的影响

采用盆栽试验,按照土壤环境质量二级、三级标准,外源加入Cu、Zn污染物于黄泥土上,平衡2个月后,施加石灰,种植小白菜,观测石灰对土壤中重金属的钝化作用及对小白菜生物量和Cu、Zn含量的影响。结果表明,施用石灰能有效地降低土壤中重金属有效态含量,提高蔬菜的生物量,降低蔬菜对重金属的吸收。施入石灰后土壤有效Cu含量降低了81%,有效Zn降低了64%;土壤添加Cu400mg·kg-1时,施用石灰使小白菜中Cu含量降低了55%;Zn在添加量250mg·kg-1和500mg·kg-1时,小白菜中Zn含量分别降低了82.4%和87.6%。尤其是在重金属污染土壤二级水平下,施用石灰能够使得蔬菜中的重金属含量符合卫生标准。因此,石灰可以用来钝化污染土壤的重金属,减少重金属对蔬菜的毒害,确保蔬菜食用的安全性。     

Cu对猪粪堆肥过程中堆料性质和氧化还原类酶活性的影响

以猪粪和秸秆为主要试验材料, 添加不同浓度重金属Cu, 采取发酵罐处理方法, 在好氧高温条件下研究了重金属Cu对猪粪堆肥过程中多酚氧化酶、脱氢酶活性的变化, 以及堆腐过程堆体温度、堆料pH、胡敏酸E4/E6值变化的影响。结果表明: 不添加外源重金属Cu的CK处理在降温期堆温高于Cu含量为100 mg·kg^-1、500 mg·kg^-1的堆料; CK堆料pH最低点为5.94, E4/E6平均值为3.88。Cu含量为500 mg·kg^-1的堆料pH最高点为8.85, E4/E6平均值为3.68。Cu含量为100 mg·kg^-1的堆料升温快, 高温期持续时间长, 最高温度高于CK和Cu含量为500 mg·kg^-1的堆料, 能有效杀灭病原微生物, 达到无害化处理要求; 堆料pH控制在7~8之间, E4/E6大多情况低于CK和Cu含量为500 mg·kg^-1的堆料, 多酚氧化酶平均活性、脱氢酶平均活性均最高, 但在脱氢酶活性测定中表现出“抗性酶活性现象”。     

三江平原白浆土中Fe、Mn、Cu和Zn生物有效性的研究

在三江平原上,测定 42 个小区中玉米、大豆、小麦籽实 Fe、Mn、Cu 和 Zn 含量和土壤中各形态 Fe、Mn、Cu 和Zn含量.通过相关分析和通径分析,探讨了土壤中各形态Fe、Mn、Cu 和 Zn 的生物有效性,旨在为该地区合理施用微量元素提供科学依据.试验结果表明,玉米、大豆和小麦籽实含 Fe、Mn、Cu 和 Zn 量与土壤中有效态和交换态 Fe、Mn、Cu和Zn含量呈显著或极显著正相关.有机态 Fe、Mn、Cu 和 Zn含量与玉米、大豆和小麦籽实Fe、Mn、Cu 和 Zn含量也有很好的相关关系.交换态对有效态 Fe、Mn、Cu 和 Zn 影响最大,其次是有机质结合态.铁锰氧化物结合态 Fe、Cu 对有效态 Fe、Cu 及碳酸盐结合态 Mn、Zn 对有效态 Mn、Zn 具有一定正效应.而残留态 Fe、Cu 对有效态 Fe、Cu 和铁锰氧化物结合态 Mn 对有效态 Mn 产生负效应.     

不同品种水稻糙米对Cd Cu Zn积累特性的研究

以酸性矿山废水污染的含有多种重金属的农田土壤为供试土壤,通过盆栽实验,研究不同水稻品种,不同类型、不同遗传背景水稻糙米重金属Cd、Cu、Zn的积累差异。结果表明,供试水稻糙米Cd含量为0.006～0.092mg·kg-1,最高值和最低值相差15倍;Cu含量为6.712～27.117mg·kg-1,最高值和最低值相差4倍;Zn含量为28.390～43.296mg·kg-1,最高值和最低值相差不到1倍。常规稻和杂交稻糙米的Cd、Cu、Zn含量差异不明显。三系杂交稻的糙米Cd、Cu含量极显著高于二系杂交稻,而二系杂交稻糙米中Zn含量则显著高于三系杂交稻。不同遗传背景水稻品种糙米Cd、Cu、Zn含量也存在明显差异。相关分析结果表明,糙米中Cu、Cd含量间呈极显著正相关,Cu、Zn含量之间存在显著负相关,而Cd、Zn含量间的相关性不明显。     

绿化植物废弃物对土壤中Cu Zn Pb和Cd形态的影响

利用自制的Cu、Zn、Pb和Cd污染的灰潮土和黄泥土,通过室内培养实验研究了不同绿化植物废弃物添加量和不同培养时间对这两种污染土壤中这4种重金属形态的影响。结果表明,绿化植物废弃物的加入抑制了Cu的活化,且添加60%绿化植物废弃物时有机结合态Cu的含量最高;绿化植物废弃物与污染土培养2～3个月时,残余态Zn的含量最高,对植物的毒害最小;绿化植物废弃物添加量为60%时灰潮土中有效态Pb含量较低,而添加量为30%时黄泥土中有效态Pb含量最低;绿化植物废弃物添加量的多少对灰潮土Cd形态的影响较小,但黄泥土中的Cd则随绿化植物废弃物量的增加活性逐渐减弱,且两种土壤均在培养2～3个月时可交换态Cd的含量最低。     

猪粪降解液改性膨润土应用于修复Cu污染土壤的影响因素研究

采用猪粪降解液改性钠基膨润土,以褐土、潮土为供试土壤,分别加入200 mg kg-1 Cu模拟污染土壤,从改性钠基膨润土、培养时间、施入量、施入方式、土壤水分含量、Cu迁移距离等5个方面研究其应用于钝化修复Cu污染土壤的影响。结果表明:钠基膨润土改性后对土壤中Cu有较好的钝化能力。随着其施入量的增加,褐土、潮土中DTPA-Cu含量逐渐降低,最佳施入量为土壤重量的1.5%,最佳土壤水分含量为70%左右。施入改性钠基膨润土可使褐土和潮土中黑麦草地上部的生物量分别增加55.4%～76.5%,地上部Cu含量降低9.15%～13.3%,采用包施和混施两种施入方式均能降低土壤中DTPA-Cu含量,且两者无显著差异。     

锌污染对猪粪堆腐过程中微生物群落的影响

利用Biolog微平板技术,对不同浓度重金属Zn影响下堆料微生物群落多样性进行了研究。结果表明,较低浓度Zn处理（Zn含量为400mg·kg^-1）的堆料升温快,高温持续时间长。微生物群落多样性指数和微生物群落主成分分析（PCA）指标均表明不同浓度重金属处理的堆料微生物群落有明显不同,Zn含量为400mg·kg^-1的堆料微生物活性高,有利于增加群落的丰富度和功能多样性,与Zn含量为1000mg·kg^-1的堆料、对照组堆料起分异作用的碳源主要为多聚物类和糖类。     

重金属锌对猪粪堆肥过程中氧化还原类酶活性的影响

以猪粪和秸秆为主要试验材料,添加不同浓度重金属Zn,采取发酵罐处理方法,在好氧高温条件下研究了重金属Zn对猪粪堆肥过程中多酚氧化酶、脱氢酶活性的变化,以及堆腐过程堆体温度、堆料pH值、胡敏酸E4/E6值的变化。结果表明：（1）低量重金属Zn处理（L）较不添加重金属Zn（CK）和添加高量重金属Zn（H）堆料升温快、温度高、高温持续时间长。（2）重金属Zn的加入对堆料的pH值影响不大,不是影响堆肥进程的直接原因。（3）H处理在整个堆肥过程中E4/E6值均高于L和CK,表明高浓度Zn处理抑制腐殖质的缩合和芳构化。（4）L处理的多酚氧化酶活性大多数时间高于H处理的活性,说明低量重金属Zn更好地促进了木质素的降解及其产物的转化。（5）从整个堆肥过程来看,3个不同处理的脱氢酶活性表现出一定的不稳定性,可能是重金属对脱氢酶活性有抑制作用的同时发生＂抗性酶活性＂现象。     

不同腐熟度猪粪、奶牛粪在小白菜和香瓜上施用的农学效应研究

进行猪粪和奶牛粪自然高温堆肥发酵,分别在15、25、35、50 d取样,获得了不同腐熟程度堆肥产物,分别进行了小白菜和香瓜种子发芽与田间应用试验,以期获得不同腐熟堆肥在蔬菜上施用的农学效应,旨在从堆肥农田施用的农学效应角度,为制订堆肥腐熟度标准提供科学依据。结果表明:牛粪堆肥过程中的最高温度高于猪粪,且高温期也长于猪粪;两种处理在35d有机碳含量均显著降低,全氮含量为先降低后升高趋势;两种堆肥在35d后,均达到无害化标准。不同腐熟程度堆肥对小白菜株高和主根长及香瓜苗重和主根长均没有明显抑制作用,对小白菜和香瓜出苗率、根系活力及小白菜单株鲜重和生物产量影响较大,尤其是猪粪腐熟25d,奶牛粪腐熟15d的堆肥表现出显著抑制作用。将堆肥理化参数与小白菜、香瓜生长指标进行相关分析表明:pH值、全氮含量和C/N这3种指标均与小白菜和香瓜各项生物性状无显著相关性;有机碳和DOC与各项生物性状指标均表现出显著或极显著相关性;铵/硝与小白菜和香瓜的GI和根系活力均表现极显著或显著的相关性,其结果与现行的堆肥腐熟度指标并不一致。因此,在制订堆肥腐熟度标准时,应关注堆肥产物农田施用后不同作物所表现出的不同农学效应。     

天然沸石对猪场厌氧发酵液中氨氮吸附作用的试验研究

为达到利用人工湿地处理高氨氮污水的目的,采用天然沸石作为人工湿地基质,对比研究了天然沸石对NH4Cl溶液和猪场厌氧发酵液中氨氮的等温吸附特征、吸附动力学过程,考察了吸附时间、氨氮初始浓度、沸石用量对沸石吸附氨氮的影响。结果表明,Freundlich方程较Langmuir方程能更为准确地描述天然沸石对两种水质中氨氮的等温吸附特征;在两种水质中,单分子层饱和吸附量分别为16.20mg·g-1和3.85mg·g-1。天然沸石对氨氮的吸附作用受吸附时间、氨氮初始浓度及沸石用量影响较大,在两种水质中,沸石对氨氮的吸附过程在0～8h内均随时间显著上升,到48h时达到吸附平衡;当采用NH4Cl溶液时,初始氨氮的浓度由10mg·L-1增加到500mg·L-1时,平衡吸附量由0.19mg·g-1增加到5.91mg·g-1;当采用猪场厌氧发酵液时,初始氨氮的浓度由39.4mg·L-1增加到502.9mg·L-1时,平衡吸附量由0.63mg·g-1增加到3.20mg·g-1;增加沸石用量,可以提高氨氮的去除率,但单位质量沸石的氨氮吸附量随之降低。准二级动力学可以很好地描述天然沸石吸附两种水质中氨氮的动力学过程;由模型得出的天然沸石对氨氮的平衡吸附量与试验所得最大吸附量偏差范围分别为5%～11%和2.9%～5.4%。     

猪粪堆肥提取液对棉花生长和养分代谢的影响

为了研究猪粪堆肥提取液的促生效果,通过盆栽试验研究了分别浇施以0.5 mol.L-1硫酸钾和水为浸提剂提取的猪粪堆肥提取液（分别简称为K和W）对棉花生长的影响。结果表明：（1）施用K和W能显著增加棉花植株的株高、果枝数、蕾数、棉铃数。籽棉产量分别比清水对照（CK）增加了2.30倍和1.86倍,但是K和W两者之间差异不显著。（2）棉花现蕾期、花铃期和吐絮期的植株生物量分别比CK增加了71.4%和52.9%、114.2%和83.5%、106.1%和90.5%,氮磷钾累积量与CK比较显著增加。K处理的棉花在现蕾期和花铃期的植株干重显著高于W处理。（3）从现蕾期到吐絮期,棉花植株功能叶硝酸还原酶活性随之增加,而可溶性蛋白含量却随之降低。与CK比较,施用K和W能显著增加不同时期棉花植株功能叶片硝酸还原酶活性和可溶性蛋白含量。花铃期K处理的功能叶硝酸还原酶活性显著高于W处理。K处理和W处理的棉花功能叶可溶性蛋白含量分别比CK增加了1.24倍和3.01倍（现蕾期）、59.1%和40.0%（花铃期）。（4）施用两种猪粪堆肥提取液,在一定程度上都能增加棉花叶片可溶性糖和淀粉含量,但各处理间差异不显著。上述结果表明,猪粪堆肥提取液能明显改善棉花植株的生长发育,显著增加棉花产量,可以作为优质有机液体肥料。     

小兴安岭主要沼泽类型土壤Cu、Zn含量分布特征

以小兴安岭北部公别拉河流域上游沼泽湿地为研究区,选择典型的乔木沼泽、灌木沼泽和草本沼泽,对其土壤Cu、Zn含量进行研究.结果表明:3类沼泽土壤全Cu含量表现为:灌木沼泽＞乔木沼泽＞草本沼泽,而有效Cu含量则表现为:乔木沼泽＞灌木沼泽＞草本沼泽,同时有效Cu具有C层＞B层＞A层的特点.全Zn含量在不同类型沼泽间变动较小,而有效Zn含量则表现为草本沼泽＞灌木沼泽＞乔木沼泽.乔木沼泽和灌木沼泽表层土壤全Cu含量的季节变化呈单峰曲线,而草本沼泽表层则有较大的波动性,各类沼泽C层全Cu含量变化较小.3类沼泽各层土壤全Zn含量季节变化基本一致,均呈波动式上升趋势.pH值对土壤Cu、Zn含量影响较大,呈相关极显著,而有机质含量对其影响较小.     

猪粪堆肥快速发酵菌剂及工艺控制参数初步研究

采用L（934）正交设计在模拟发酵池中研究了辅料配比（秸秆添加量梯度为5%、7.5%、10%）、物料含水量（梯度为40%、50%、60%）、通风量（通风时长为10、20、30min）以及外源菌剂（空白、BN1菌剂、EM菌剂）等因素对猪粪堆肥效果的影响。其中BN1为课题组自制菌剂,在测定了菌种纤维素酶活性的基础上,作为外源菌剂接种猪粪堆肥。通过监测堆肥过程中各处理的温度变化,测定堆肥样品总养分含量、堆肥结束后的C/N,并进行感官分析等对堆肥效果进行加权评分。结果表明,猪粪堆肥最佳环境控制参数为秸秆添加量为5%,通风量为每立方米物料102m^3·d^-1,物料含水量60%,自制菌剂BN1能促进猪粪堆肥快速发酵。