论文总字数：15210字

目 录

引言 - 1 -

1. 材料与方法 - 1 -

1.1. 实验设计 - 2 -

1.2. 样品采集及分析 - 2 -

1.2.1. pH和水溶态磷（WSP） - 2 -

1.2.2. Olsen法测定有效磷（NaHCO₃-P） - 3 -

1.2.3. M3法测定有效磷（M3-P） - 3 -

1.3. 数据统计分析 - 3 -

2. 结果与讨论 - 3 -

2.1. 培养土壤的pH - 3 -

2.2. WSP - 4 -

2.3. NaHCO₃-P - 5 -

2.4. M3-P - 5 -

2.5. WSP、NaHCO₃-P、M3-P增率 - 6 -

2.6. WSP、NaHCO₃-P及M3-P三者之间的相关性 - 7 -

3. 结论 - 9 -

参考文献 - 9 -

致谢 - 11 -

引言

磷作为三大最主要营养元素之一，不仅对动物的生长发育具重要作用，同样也是植物生长发育所必需的。鸡饲料多以谷物为原料，其中65%～85%的磷以植酸的形式存在，这种磷被鸡禽类单胃动物利用的效率低^[1]。因此，大量未被利用的磷随着粪尿排出，致使鸡粪中磷的含量较高^[2]，平均可达1.54%^[3]。我国经济发展改变了人民的生活方式，人们对蛋白的摄取逐渐增加，对鸡（肉和蛋）的需求也日益增加。另一方面随着养殖技术的进步，为弥补饲料中谷物的低效磷，专业人员往往向饲料中额外添加高效磷来弥补谷物供磷的不足。鸡数量和饲料中磷含量的双增长导致鸡粪量和磷量的双增长。

中国鸡养殖在30年前主要是以家庭零散式的养殖为主，近年来，随着国内养殖业的全面发展，各种大、中型鸡场不断增加，成为鸡的主要供应源，但随着人们需求的多元化和对健康的追去，散养鸡的产品也具有较大的市场。所以，现在鸡的养殖是以集中规模化为主，零星散养为辅。处理这两种养殖方式下鸡粪一方面可以了解养殖技术对鸡粪利用带来的历史影响，另一方面也为当前两种鸡粪的合理利用提供思路。

鸡粪最大的利用价值在于它的营养元素，通过无害化处理可以满足作物的需求，这样就把农业的废物转化成资源。鸡粪被作为有机肥施用的时候，传统施用量通常是基于作物的需氮量来计算，然而鸡粪中的P/N比通常高于作物的需求^[4]，这样便会造成土壤中大量的磷的富集。显然，这部分磷增加了土地表面径流流失进入水体的风险，不仅造成了磷的浪费，而且会导致水体富营养化。为改善这一现状，在考虑到各种综合方面的因素包括经济环保等方面后，有土壤学家利用化学固定法，如生石灰，明矾增加磷在土壤中的固持，其中铝的效果最好^[5~7]。

基于对鸡粪的最大无害化应用，研究集中和散养鸡粪中加铝后施于土壤后磷形态和含量的变化。目前国外已有研究人员对养鸡场床料加铝等化学添加剂处理做过相关方面报道^[7,8]，但对不同鸡粪（集中和散养）的处理效果报道不多。

本研究采用的内蒙古散养场和河北集约型养鸡场的鸡粪，它们分别代表国内比较具代表性的两种养殖方法，开展土壤培养实验，对水溶性磷（WSP）和NaHCO₃-P及M3-P两种有效磷作深入分析，通常而言水溶态磷是磷流失的重要评价指标，NaHCO₃-P为中国和英国有效磷的评价指标而M3-P为美国和加拿大有效磷的评价指标^[9]。

材料与方法

供试土壤采集于农业气象试验站，土壤呈中性。土壤放置温室中使其自然风干，磨碎，过2 mm筛后备用。实验中使用的两种鸡粪分别采集至河北集中型鸡场和内蒙古散养型鸡舍，取回后敞口放置60 ^oC烘箱内烘干，时间为3 d，然后磨碎、过2 mm筛后分别装入自封袋备用。土壤和鸡粪的基本性质见表1。全氮消煮后利用开氏法测定；全磷用H₂SO₄-HClO₄消解后利用比色法测定；有机质用重铬酸钾容量法测定。

表1 供试土壤及鸡粪的基本理化性质

全氮测定利用湿烧法（开氏法）；全磷测定用H₂SO₄-HClO₄消解法；有机质测定用电热板加热—重铬酸钾容量法。

实验设计

本实验设7个处理：原土（CK）、施河北鸡粪（HBJ）、施铝处理后河北鸡粪（HBJamp;Al）、施内蒙鸡粪（NMJ）、施铝处理内蒙鸡粪（NMJamp;Al）、施无机磷（KH₂PO₄）以及铝处理无机磷（KH₂PO₄amp;Al）。除CK（0 mg/kg）外，以上其余6个处理包含4个施磷水平：50 mg/kg、100 mg/kg、200 mg/kg和400 mg/kg。50 mg/kg相当于施磷肥140kg/ha，施河北鸡粪8.8t/ha（基于土壤容重1.4 g/cm3，耕层20cm）（基于土壤容重1.4 g/cm³，耕层20cm）。实验重复两次。

鸡粪作铝处理使用Al₂（SO₄）₃·18H₂O按照Al:P为1:1的摩尔比例添加^[10]，在施肥土壤培养开始前一天进行鸡粪和无机磷肥的加铝处理，放置培养箱20^oC恒温恒湿处理24 h。然后按照上述的设计，将两种鸡粪、KH₂PO₄以及铝处理过的鸡粪、KH₂PO₄按照设计浓度与土壤均匀混合好，每个处理的土壤及添加剂干重共计200 g，通过搅拌混合均匀后分别加入到300 ml的烧杯内，再添加60 ml蒸馏水盖上保鲜膜并扎孔，减少水分损失，同时也保持通气状态。将烧杯放入20^oC培养箱里培养20 d，期间根据烧杯总重，在第10 d补水至原有的含水率。

样品采集及分析

培养完成后取出土样，约100 g鲜土直接装入自封袋保存在4^oC冰箱里备用，剩余在60^oC烘箱里烘3 d，然后用自封袋封装长久保存。

pH和WSP

称取4 g培养鲜土土至50 mL离心管中，假设干重为3.5 g，为使水土质量比为1/10；加入35 mL蒸馏水，加盖摇晃确认不漏，平放入震荡机中，在转速为150 rpm、温度25 ^oC条件下震荡2小时。然后再放入离心机在转速为4000 rpm的条件下离心10分钟。然后取25 ml上清液使用0.45 µm的PVDF有机滤膜进行抽滤得到水浸提液，装入小瓶作仔细标记避免混淆，保存在4 ^oC冰箱里待测；离心管中剩余的上清液移入小试管用pH计测定土壤pH；离心管最后沉淀部分放置60 ^oC烘箱1 d烘干称重以计算土壤干重。

取上述制备好的水浸提液采用钼锑抗比色法测定，吸取5 mL水浸提液至25 mL容量瓶中，同时制备标曲，加入2.5 mL钼锑抗显色剂，定容、摇匀、显色、880nm比色。通过标曲计算得出土壤WSP浓度。

Olsen法测定有效磷（NaHCO₃-P）

配pH为8.5，浓度为0.5 mol/L的NaHCO₃溶液。称取2.5 g培养土至50 ml离心管中，加入配好的NaHCO₃溶液40 mL，加盖摇晃确认不漏，平放入震荡机中，在转速为150 rpm、温度25 ^oC条件下震荡30分钟，然后再放入离心机在转速为4000 rpm的条件下离心5分钟。用定量滤纸将上清液过滤收集浸提液保存入小瓶待测。过程中尽量保证土样与NaHCO₃溶液的接触时间为35分钟，以降低由操作时间给实验带来的误差，过滤完后离心管中沉淀土烘干以计算土壤干重。

吸取上述制备好的NaHCO₃浸提液2 mL到25 mL容量瓶，同时制备标曲，加2.5mL钼锑抗显色剂，定容、摇匀、显色、880 nm比色。通过标曲方程计算得出土壤NaHCO₃-P浓度。

M3法测定有效磷（M3-P）

Mehlich-3 法简称M3法^[11,12]。M3浸提剂配方：0.2 mol/L CH₃COOH-0.25 mol/L NH₄NO₃-0.015 mol/L NH₄F-0.013 mol/L HNO₃-0.001 mol/L EDTA (乙二胺四乙酸二钠)，pH=2.5±0.1。称4 g鲜土到50 mL离心管加M3浸提剂35 mL，加盖，放入震荡机150 rpm 25 ^oC条件震荡5分钟，然后再用离心机4000 转离心2分钟。取出用定量滤纸过滤上清液收集滤液到小瓶里放入4 ^oC冰箱待测，测定时吸1 mL滤液至50 mL容量瓶显色。离心管内土烘干以计算土壤干重。

数据统计分析

实验数据采用WPS2016表格和SPSS22.0软件做数据汇总、图表制作以及方差分析。

结果与讨论

培养土壤的pH

表2为培养结束后各处理pH的结果。可以发现，对施鸡粪处理而言，pH值随施磷水平增加而升高，而对KH₂PO₄而言pH值随施磷水平增加而降低。就HBJ而言，施磷水平由50 mg/kg增加到100 mg/kg时，通过方差分析发现对应pH变化并不显著，而当施磷水平增加到200、400 mg/kg时，对应pH变化显著，在400 mg/kg施磷水平下得到的pH值最高为8.51。在相同的施磷水平条件下，如400 mg/kg，3种肥料的pH值大小顺序为：HBJ＞NMJ＞KH₂PO₄，说明河北鸡粪碱度最高，可能是由于鸡粪中氨的含量或鸡舍消毒所造成^[13]。比较各种肥料加铝前后的pH变化，经铝的处理后pH普遍减小，这是因为铝化合物本身显酸性。值得注意的是，表2中所有数据低于CK的只有KH₂PO₄amp;Al的几个水平下的处理，且最低值为5.99＞5，在此条件下并不会产生铝毒^[14]。

表2 培养土壤的pH结果

注：同一列数据后的不同字母代表各处理在不同施磷水平（plt;0.05）下的差异显著性，数据用“平均值±标准误差”表示。

WSP

WSP的变化见图1，图中所有WSP均随施磷水平增加呈上升趋势。CK 为0.47 mg/kg，HBJ 在400 mg/kg WSP为6.15 mg/kg，NMJ 在400 mg/kg WSP为22.45 mg/kg，KH₂PO₄在400 mg/kg WSP为36.31 mg/kg，相同施磷水平下，如200 mg/kg时，未添加铝的处理WSP大小顺序为：KH₂PO₄＞NMJ＞HBJ。这说明三种肥料中可溶性P的含量由小到大依次为河北鸡粪、内蒙鸡粪、KH₂PO₄。

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