施入明矾处理的鸡粪的土壤中有效磷含量的变化过程

论文总字数：18273字

目 录

摘要 1

Abstract 2

引言 3

1材料与方法 4

1.1材料 4

1.2鸡粪、土壤化学性质测定 4

1.3 实验设计 5

1.4样品分析 5

1.4.1水溶性磷（WSP）的测定 5

1.4.2 Olsen法测定有效磷 5

1.4.3 Mehlich Ⅲ法测定有效磷 6

1.5数据处理 6

2结果与讨论 6

2.1水溶性磷 6

2.2 Olsen P 7

2.3Mehlich Ⅲ P 8

2.4三者相关性分析 10

3结论 13

参考文献 13

致谢 16

明矾处理鸡粪后施于土壤中磷的变化过程

罗仕阳

,China

Abstract: In this study, Inner Mongolia chicken manure, Hebei chicken manure and KH₂PO₄ were treated with alum (Al:P molar ratio was 1:1)and the phosphorus in KH₂PO₄ is as typical inorganic form to test the Al’s function. Inner Mongolia chicken manure was collected from free-ranging family farm and Hebei chicken manure and was collected from an intensive hens-raise farm house. The phosphorus sources without Al addition were also tested in the experiment. The soils were amended with the 6 phosphorus sources (3 with Al treatment and 3 original) at the rate of 0, 50, 100, 200 and 400 mg kg^-1. Then soils were incubated in the incubator at 25^oC for 100 days. After that, we measured the water soluble phosphorus (WSP), Mechlich III P and Olsen P. Results indicated that (i) retention of P by Al addition was more obvious at low rate compared to high rate. Al has the strongest role to control WSP but little roles in Mechlich III P and Olsen P. It may be good for decrease the solubility of phosphorus and without impairing the availability. (ii) Al has more apparent role for Inner Mongolia chicken manure, moderate for Hebei chicken manure and little for KH₂PO₄ in terms of P decrease percentage. The can be partly explained by the pH and organic P in the system. For KH₂PO₄, both KH₂PO₄ and Al are acidic chemicals, concomitant addition would lower the pH of soil in a larger extent. Under this circumstance, it would mask the Al’s role. Also, the organic P determined by digested Melich III P demonstrated that Al can result in the declined of organic P hydrolysis. Therefore, a large portion in Mehlich III solution was organic P. (iii) We did not observe the increase of Al content in soils, at least at present condition, further confirmed the safety of Al usage.

Key words: soil; chicken manure; phosphorus; alum; fertilizer

引言

从17世纪60年代磷素被意外发现之后，人类对磷的研究便逐渐深入。在生物圈中，磷的分布非常的广泛，其在地壳中的含量排到了第10位。土壤中磷的含量决定了其在生态系统中具有重要的地位。磷不仅是植物的必需元素，而且在动物生长中具有重要的生理功能，所以在动物养殖过程中，磷也是饲料的主要成分。磷在动物饲料中以无机和有机的形式存在，其中有机磷含量达到了总磷的三分之二，在植物性饲料中主要以植酸的形式存在^[1] 。但因为植酸必须转化成无机磷才能被动物吸收，所以在肠胃消化短的动物中，如家禽，植酸被吸收和转化的效率比较低^[2] ，所以，导致了未被吸收的磷随鸡粪排出且致使鸡粪中的磷含量较高^[3]。这种情况下，如不妥善处置，鸡粪的随意堆放，会在暴雨时造成流失，进入流域，污染水体，其中最典型的就是富营养化^[4]，因此，采用经济可行的办法来处理鸡粪是实际所需的。另外，随着我国经济增长，人民对鸡蛋，鸡肉需求的增加，养殖规模也不断扩大，更集约化。在这种情况下，鸡粪的处理更具紧迫性。把鸡粪转化为肥料，变废为“宝”无疑是最经济的措施。

鸡粪可作为一种非常优质的有机肥料，合理施用能促进植物的生长，通常而言鸡粪中各植物所必需的养分的含量远超过其他动物（如猪、牛、羊），是有机肥料中含量最高的^[5]，所以鸡粪在农、林业上得到非常的广泛的应用。这一切得益于传统的实践和新技术的出现以及日益壮大的家禽养殖行业，早期就有相关学者研究表明，我国90年代的集约化养殖模式下年出栏鸡23亿只，其年鸡粪产量（干重计）约有8400万吨^[6]。因此，随着经济发展和国家对集约化养殖的优惠政策，鸡粪的产量将在局部区域快速增加。但鸡粪中磷（包括堆肥后）大多以水溶性磷（WSP）为主（鸡粪中WSP和Olsen法测得有效磷占全P的64.5%）^[7]，如此高的水溶性，鸡粪在被施入农田后，存在着很高的磷流失风险。

在我国，由于历史传统，在局部地区还存在着家庭规模的散养养殖方式，这种养殖方式也迎合了当下部分人对绿色有机农业的需求，因此，这种养殖方式仍然有很大的发展空间。本研究中，将选用内蒙古散养型养鸡场和河北集约型养殖场这两种模式作为代表。基本假设为不同的养殖技术下产生的鸡粪化学组成是不同的，所以这两种鸡粪施入到土壤后所产生的磷行为也是不一样的。因此，为了更好的了解集约型鸡粪和散养型鸡粪所带来的的差异，选取了两种养殖方式所得到的鸡粪进行加明矾处理，将处理后的肥料施入土壤中研究其磷行为。

研究表明磷肥配施鸡粪较单施磷肥能提高土壤有效磷含量^[8]，并对土壤无机磷及有机磷组分产生积极影响。在我国磷矿资源有限的情况下，以鸡粪（和其它粪便）作为矿物肥料的补充无疑有助于化解当前供需之间的矛盾。研究表明磷肥配施鸡粪较单施磷肥显著增加小麦对N、P 营养吸收，并有增产效果，每亩增产2 5 kg。当然，有利有弊，长期高比率施用家禽垃圾或粪肥，会提高土壤测试磷（P）水平^[9]，这将会对土壤和水质造成负面影响^[10]，同时潜在的增加了P输送到地表水中的风险^[11]。因此，如何控制鸡粪中磷流失^[12]是农业环境科学关注的重点。在梁玉英等^[13]在3个月内就四种铝化合物（SoAl,SAl,CAl,PAl）对土壤磷素的抑制作用的研究中发现，在铝化合物用量为405 mg Al^.kg^-1土时，将上述铝化合物分别与100g土壤样品充分混合，重复分组实验，定时取出重复样品测土壤有效磷含量。发现加铝对土壤有效磷有明显的抑制作用。经分析，可能是由于Al³ 离子对土壤中的有效磷有较好的吸附性，并会与其中的磷素发生化学沉淀反应形成难容性化合物，使土壤磷素固定且累积在土壤中，从而达到铝可以显著降低土壤中水溶性磷含量的目的^[14]，增强土壤对磷的固定^[15]，避免磷大量进入水体造成水体富营养化的环境污染。

本文主要是研究明矾处理鸡粪后施入土壤中磷的变化过程，研究结合了我国目前肉鸡养殖技术的实际情况，并以此为出发点，从而寻找明矾处理不同鸡粪所起到的效果，为鸡粪的资源化利用提供实验室基础。同时研究土壤对磷素的固定能力，减少磷因水体流失造成的环境污染。

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