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畜禽粪便在我国一直被作为优质有机肥施用。但近年来随着集约化畜禽养殖业的快速发展，畜禽粪便的化学组成较传统有机肥已发生了较大的变化，富含N、P、盐分、重金属等的畜禽粪便在农用过程中对农田土壤及环境构成了威胁。针对目前缺少集约化养殖畜禽粪便化学组成的系统研究，缺少集约化养殖畜禽粪便农用过程中对农田土壤及环境影响评估的相关研究，本文以我国集约化畜禽养殖较发达、畜禽废弃物处理环境压力较大的江苏省为例，系统地研究了集约化养殖畜禽粪便的化学组成，包括水分、酸碱度、有机C、N、P、K、盐分、重金属、微量元素等，分析了各化学组分水溶态的含量，比较了自上世纪90年代以来畜禽粪便中各化学组分的变化情况；利用1991年～2005年江苏省集约化畜禽养殖数据计算了畜禽粪便各化学组分的排泄量、农田负荷量；利用土壤累积模型评估预测了目前不同利用方式下畜禽粪便施用对农田土壤质量的潜在影响。研究结果可为目前集约化养殖畜禽粪便资源化利用，开展畜禽粪便堆肥化技术研究，制定适合我国国情的畜禽养殖及废弃物处理管理对策及发展循环经济等提供重要的理论与现实指导意义。研究的主要结论如下：
集约化畜禽粪便含有较高的有机C，农田施用可显著增加土壤有机C含量，但畜禽粪便中含有比例超过6％的水溶性有机C，其对土壤中各种有机、无机化合物的迁移、转化等具有不可忽视的影响。
目前集约化养殖畜禽粪便中全N含量较上世纪90年代初增加了25％，江苏省年均畜禽粪便N产生量约20万吨，相当于44万吨尿素，约占江苏省年均化学N肥施用量的1/10；江苏省畜禽粪便N农田负荷量远低于欧盟硝酸盐脆弱地区管理委员会(NAVs)规定的非草场畜禽粪便N最高负荷量(210kg/hm2)，但如考虑到不同利用方式下有机肥施用量的差异，在中高施肥量条件下农田土壤尤其是大棚土壤畜禽粪便N负荷量已远超过NAV规定的畜禽粪便N最高负荷量，有可能对地下及地表水造成污染；集约化畜禽粪便中水溶性N占到畜禽粪便总N含量的15％，其中66％为水溶性有机N，水溶性无机N主要为NH4+-N。畜禽粪便中水溶性N尤其是水溶性有机N的流失对水体的影响不容忽视。
目前集约化养殖畜禽粪便中全P含量较上世纪90年代初增加了76％，江苏省年均畜禽粪便P产生量约10万吨，约占江苏省年均化学P肥施用量的15％；江苏省畜禽粪便P农田负荷量远低于江苏省化学P肥平均负荷量，但如考虑到目前有机肥农田土壤的实际施用量，在中高施肥量条件下农田土壤畜禽粪便P负荷量已远超过江苏省化学P肥平均负荷量；畜禽粪便中的P约12％以水溶态存在，其中85％为水溶性无机P。由于水溶性P与土壤P流失潜力密切相关，因此畜禽粪便施用对农田土壤P素的流失影响不容忽视。
目前集约化养殖畜禽粪便中盐分含量较高，尤其是鸡粪盐分含量最高达24.2g/kg，江苏省的南通、盐城、连云港等沿海地区与徐州、宿迁、淮安等徐淮地区为畜禽粪便农用造成土壤次生盐渍化与地下水污染的高风险区；土壤累积模型预测表明，在目前有机肥施用量状况下，畜禽粪便农用对露天种植的大田作物和蔬菜地土壤基本不会造成显著的次生盐渍化，而对温室大棚土壤次生盐渍化影响较大，施用大量的盐分含量较高的畜禽粪便2～8年大棚土壤盐分含量增加1.0～2.5 g/kg，土壤可达轻度、中度甚至重度盐渍化土程度。
目前集约化养殖畜禽粪便中Zn、Cu、Cr残留量较高，Cu、Zn、Cd、Cr等重金属残留量比上世纪90年代初分别增加了388％、234％、478％、426％，对照农业部有机肥质量标准及国家农用污泥标准，本次调查样品中30％左右的畜禽粪便，包括45％的猪粪、20％的鸡粪、7％的牛粪已不符合国家相关有机肥质量标准；但畜禽粪便中水溶性重金属含量较低，除水溶性Cu占到畜禽粪便总Cu含量的17％以外，其他重金属元素水溶态占总量的比例均低于1～2％。
江苏省畜禽粪便年均产生Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、As、Hg分别为4119吨，1709吨，419吨，60吨，40吨，40吨，0.3吨。虽然目前畜禽粪便中重金属含量较高，但模拟结果表明，在目前有机肥施用量条件下，绝大多数畜禽粪便施用基本不会对农田土壤造成重金属污染，只在少部分畜禽粪便重金属含量较高、畜禽粪便施用量较大情况下对农田土壤尤其是蔬菜地土壤造成较严重的Cu、Zn、Cd、Cr污染。
目前集约化养殖场畜禽粪便中微量元素Ca、Mg、Na含量较高，而B、Mo、Se含量较低，与上世纪90年代初相比，畜禽粪便中Ca、Mg、Na、B、Mo等中微量元素的含量均有不同程度的增加；江苏省畜禽粪便年均排放Ca约24.5万吨，Mg4.7万吨，Na3.5万吨，B125.8吨，Mo16吨，Se4.6吨；畜禽粪便施用可增加农田土壤Ca、Mg、Na的含量，满足作物生长对Ca、Mg需求，但可能造成土壤Na累积而危害作物生长，畜禽粪便施用对农田土壤B、Mo、Se的增加率很小，畜禽粪便施用基本不能完全满足农作物对B、Mo、Se的需求。