不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼肥營養(yǎng)成分與安全利用研究

鄭玉+羅求實(shí)+賀愛蘭+趙彩宏+謝倫宏+鄒坤

摘要 取樣調(diào)查婁底市4家不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼氣工程的沼肥營養(yǎng)成分、有毒有害物質(zhì)及衛(wèi)生指標(biāo)，結(jié)合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，初步探索沼肥農(nóng)用的生態(tài)安全性和對土壤環(huán)境的影響，為其安全利用提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。研究表明，沼渣、沼液的營養(yǎng)成分豐富，經(jīng)沼肥澆施的土壤有機(jī)質(zhì)和有效元素豐富，絕大部分重金屬含量遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，僅1個(gè)小型養(yǎng)豬場的土壤出現(xiàn)重金屬砷和鎘含量超標(biāo)現(xiàn)象，其余幾個(gè)養(yǎng)豬場的土壤比較清潔，經(jīng)沼肥澆施的蔬菜可供人們安全食用。

關(guān)鍵詞 沼肥；營養(yǎng)成分；安全利用；規(guī)模養(yǎng)豬場

中圖分類號(hào) S141 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）01-0182-02

湖南省養(yǎng)豬業(yè)歷史悠久，是全國生豬重點(diǎn)產(chǎn)出區(qū)之一，婁底地區(qū)有逾100家大中型養(yǎng)殖場，在促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也造成糞污的大量集中排放，給周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破環(huán)。近年來，婁底地區(qū)建造了許多沼氣工程，以此為紐帶，在農(nóng)作物生產(chǎn)中施用沼氣產(chǎn)物——沼液、沼渣，作為傳統(tǒng)觀念認(rèn)為的綠色無公害肥料，其應(yīng)用效果已經(jīng)在生產(chǎn)中得到了廣泛證實(shí)。但隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的規(guī)?；B(yǎng)豬場采用配合飼料養(yǎng)豬，使沼液、沼渣主要成分及其含量發(fā)生了明顯變化，除了含有機(jī)營養(yǎng)成分和微量元素外，沼肥中還存在重金屬、抗生素殘留物和致病菌等，已有很多學(xué)者針對沼液、沼渣的安全利用進(jìn)行了一系列的研究[1-4]。本研究通過對婁底市管轄范圍的沼氣利用調(diào)查，選擇了婁底地區(qū)具有代表性的4家不同規(guī)模養(yǎng)豬場，依據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采集其沼液、沼渣和土壤，進(jìn)行了相關(guān)成分檢測，旨在分析不同規(guī)模化養(yǎng)豬場沼液、沼渣的安全性利用方式，評(píng)估其資源化利用是否存在二次污染，以期為沼肥的資源化安全利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試沼渣、沼液及沼液澆灌過的土壤均來自婁底市4個(gè)不同規(guī)模養(yǎng)豬場，其中，2個(gè)規(guī)?；B(yǎng)豬場生豬存欄數(shù)為2 000～12 000頭，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)豬示范場生豬存欄數(shù)為1 400～1 800頭，1個(gè)小型生豬養(yǎng)殖場存欄數(shù)為500～600頭。

1.2 測定方法

1.2.1 測定項(xiàng)目及方法。沼液和沼渣主要測定pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、部分微量元素、衛(wèi)生指標(biāo)。土壤質(zhì)量檢測指標(biāo)包括pH值、有機(jī)質(zhì)、總氮、速效磷、速效鉀、陽離子交換量，重金屬含量及生物有效性。沼液、沼渣和土壤的重金屬含量采用原子吸收分光光度法，砷和汞含量采用原子熒光法；pH值用電位測定法；沼液、沼渣的總氮含量采用蒸餾法，衛(wèi)生指標(biāo)采用GB 5084沉淀集卵法檢測；元素含量測定采取相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)方法。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析采用Excel軟件進(jìn)行處理。

1.2.3 沼肥安全利用評(píng)價(jià)方法。分別采用我國《畜禽養(yǎng)殖業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596—2001）、《農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)商品有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)》（NY 525—2011）、《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13078—2001）、《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5084—2005）、《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618—2008）作為沼肥安全利用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼肥和澆施土壤營養(yǎng)成分分析

不同規(guī)模養(yǎng)豬場的沼肥營養(yǎng)成分檢測結(jié)果見表1，可以看出，沼渣、沼液營養(yǎng)成分與pH值之間沒有明顯的相關(guān)性，沼液呈中性或微酸堿性，這與其他報(bào)道結(jié)果一致[5-6]。糞便經(jīng)沼氣工程處理后除碳素?fù)p失較大外，其他90%的營養(yǎng)物質(zhì)均保留在沼液和沼渣中，特別是氮、磷和鉀含量很大，且可以被作物直接吸收[7]，沼渣的營養(yǎng)成分含量高于沼液。在營養(yǎng)成分中，全氮、全鉀、速效氮、速效鉀、鈣含量較高，且沼渣的營養(yǎng)成分含量都高于沼液。其中大型規(guī)?；B(yǎng)豬場（湘村黑豬養(yǎng)殖場）沼渣的全氮和速效氮含量最高，分別達(dá)到5.44 g/kg和2 730 mg/kg；而雙峰興達(dá)養(yǎng)豬場沼渣的全鉀和速效鉀含量明顯高于其他豬場，分別為2.03 g/kg和903 mg/kg。不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼渣的有機(jī)質(zhì)含量不同，大型規(guī)?；B(yǎng)豬場（湘村黑豬養(yǎng)殖場）沼渣有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到54.2%，其次是廣益湘西黑豬養(yǎng)殖場，沼渣有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到41.9%，中小型養(yǎng)豬場的沼渣有機(jī)質(zhì)含量為32.7%～35.8%。湘村黑豬養(yǎng)殖場的沼渣微量元素鈣、鎂含量明顯較高，分別達(dá)到7 250.2、877.2 mg/kg；不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼渣的鐵、錳含量都比較豐富，分別為430.4～524.2、89.6～247.6 mg/kg。可以看出，沼渣不僅含有豐富的營養(yǎng)成分和有機(jī)質(zhì)，還含有多種微量元素，這些對促進(jìn)農(nóng)作物生長、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量有重要的作用，是一種以速效養(yǎng)分為主的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料[8]。沼液中也含有豐富的微量元素，其中鈣含量明顯高于其他3種微量元素，為84.1～154.0 mg/L，可以看出，沼液也是一種優(yōu)質(zhì)的液體有機(jī)肥料。

2.2 不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼肥及澆施土壤重金屬含量分析

不同規(guī)?；B(yǎng)豬場沼渣、沼液及澆施土壤重金屬平均含量如表2所示，采樣的各養(yǎng)豬場中沼渣、沼液及澆施土壤重金屬含量均不相同。從整體來看，土壤中重金屬含量最高，其次是沼渣，這可能與沼渣在沼氣池中的發(fā)酵和沉積有關(guān)，導(dǎo)致重金屬在沼渣中累積，含量增高[9]。其中，除小型養(yǎng)豬場有少量鎳含量，其他養(yǎng)豬場沼渣沼液中均未檢出鎳，這可能與所使用的飼料添加劑有關(guān)；僅大型養(yǎng)豬場沼渣、沼液中檢出少量汞；沼渣的鋅含量為47.3～179.6 mg/kg，砷含量為0.013～0.262 mg/kg，鉛含量為0.048～0.248 mg/kg，大中型養(yǎng)豬場沼渣的銅、鉻含量（銅為71.33～84.25 mg/kg，鉻為0.043 1～0.052 8 mg/kg）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小型養(yǎng)豬場（銅為1.08～2.83 mg/kg，鉻為0.001～0.003 mg/kg），可能與飼料添加劑的使用有關(guān)。重金屬鎘均未在沼液中檢出，不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼液的鋅含量相差不大，為0.581～1.71 mg/kg，砷含量為0.001 4～0.032 7 mg/kg，大中型規(guī)模養(yǎng)豬場沼液中重金屬鉛未檢出，小型養(yǎng)豬場鉛含量為0.012 1～0.012 7 mg/kg。總體而言，不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼液中的重金屬含量都遠(yuǎn)低于農(nóng)田灌溉水主要污染物允許含量標(biāo)準(zhǔn)?！稄?fù)合微生物肥料無害化指標(biāo)》主要是針對沼渣作為肥料的使用，從表2中可以看出，不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼渣中的重金屬含量都遠(yuǎn)低于指標(biāo)要求。本研究對所澆施土壤的重金屬含量也進(jìn)行了分析，采用國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—2008）作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，除了小型養(yǎng)豬場——新化啟航養(yǎng)豬場沼液所澆施的土壤中砷含量和鎘含量超標(biāo)（國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砷和鎘分別不高于25.0、0.4 mg/kg）外，其他規(guī)模的養(yǎng)豬場所澆施土壤的重金屬含量均遠(yuǎn)低于國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼肥衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)分析

經(jīng)沼液沼渣衛(wèi)生指標(biāo)檢測顯示，除雙峰興達(dá)養(yǎng)豬場的沼渣中含有一定鉤蟲卵，其他養(yǎng)豬場未檢出血吸蟲卵和鉤蟲卵，說明不同規(guī)模養(yǎng)豬場的沼氣工程均能有效殺滅鉤蟲、血吸蟲等寄生蟲卵[10]，沼液和沼渣均達(dá)到《沼肥衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

3 結(jié)論與討論

（1）對婁底地區(qū)4個(gè)不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼肥取樣分析，結(jié)果表明，沼肥均含有豐富的營養(yǎng)成分，與近年來研究者研究沼肥對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均有不同程度的提高這一結(jié)論一致。同時(shí)，對沼肥澆施土壤性質(zhì)和營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，不同規(guī)模養(yǎng)豬場沼液澆施的土壤有機(jī)質(zhì)含量均較豐富，高于1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（≥4%）。同時(shí)，建議在沼肥實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)其營養(yǎng)成分種植不同果蔬，改變土壤肥力，更有利于沼液的利用。

（2）沼肥中重金屬等污染物含量與飼料的添加有關(guān)，隨著我國農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，越來越多的養(yǎng)豬場采用配合飼料養(yǎng)豬，配合飼料中的一些重金屬會(huì)隨著新陳代謝進(jìn)入沼肥中，造成沼肥中的重金屬含量發(fā)生變化，沼肥農(nóng)用中一定要重視重金屬含量對農(nóng)產(chǎn)品的污染。對婁底地區(qū)不同規(guī)模養(yǎng)豬場的沼肥進(jìn)行重金屬含量分析，發(fā)現(xiàn)重金屬含量均遠(yuǎn)低于限定標(biāo)準(zhǔn)，但還需結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況對沼肥進(jìn)行安全使用。

（3）對不同規(guī)模養(yǎng)豬場的沼液沼渣衛(wèi)生指標(biāo)檢測分析，除雙峰興達(dá)養(yǎng)豬場的沼渣中含有一定鉤蟲卵，其他養(yǎng)豬場未檢出血吸蟲卵和鉤蟲卵，說明不同規(guī)模養(yǎng)豬場的沼氣工程均能有效殺滅鉤蟲、血吸蟲等寄生蟲卵，但目前仍然存在沼氣池因管理不善、池容設(shè)計(jì)不合理等原因?qū)е抡臃实男l(wèi)生指標(biāo)未能達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，造成疾病的進(jìn)一步傳播和土壤污染。因此，務(wù)必加強(qiáng)中小型規(guī)模養(yǎng)殖場的沼氣池管理，對未達(dá)標(biāo)的沼肥進(jìn)一步加工后方能安全利用。

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