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近年来规模化养殖场的大量兴起和发展,在降低成本、提高效益和保障肉禽蛋制品供应方面发挥着重要作用的同时,也因污染物过度集中而造成污染治理的难题。有关生猪养殖废水的治理,大致有三种模式:工业化处理、自然处理和还田处理利用模式。基于2011年对昆明地区开展的规模化生猪养殖调查,从污染物资源化循环利用角度出发,采取还田利用方法处理养殖废水。选择了云南地区的常见植物进行污水灌溉施肥实验,研究不同植物对养殖废水氮磷的吸收、利用及废水灌溉对植物生长、土壤养分的影响,旨在确定适宜的灌溉施肥强度,评估种植单元内载畜量,以了解和掌握还田利用处理养殖废水的消纳、削减的潜能,为养殖污染控制提供借鉴和参考。本文的主要结论有: (1)对滇紫草、黑麦草、芹菜和韭菜各植物组成的植物-土壤系统进行高强度养殖废水灌溉下的研究表明,在实验周期内,各植物对氮、磷的吸收、利用表现各异。其中,芹菜对养殖废水氮、磷的最大吸收量分别达到24.07g/m2、0.45g/m2,氮、磷吸收利用率分别达到43.7%、44.2%;而滇紫草和黑麦草次之,对氮的利用率最高达到31.8%和29.5%,而对磷的吸收利用率达到32.2%、28.7%,两者间氮磷利用的差异较小;韭菜对氮磷的吸收利用效率最低。同时,各植物生物量的积累与氮磷的吸收量表现一致,株高的增长与生物量积累间无必然联系。总体来说,各植物对氮、磷吸收利用能力排序为:芹菜>滇紫草>黑麦草>韭菜。 (2)从养殖行为、种植习惯、季节气候等因素考虑,最终选用黑麦草,并增加了厚皮菜(牛皮菜)植物进行现场灌溉施肥实验。在设计污水灌溉0、5.0、7.5、10.0、12.5kg/m2,共施用16次折合为氮施用量0、25、37、49、62kg/亩条件下,两种植物均能较好的生长,废水灌溉对植物的生长没有造成影响,且在本设计下,随着灌溉施用量的增加,生物量在增加,株高、分蘖数增长迅速,两种植物均表现出较强的耐肥特性。但随着灌溉施用强度的提高,生物量增加的幅度在变小。T2(废水灌溉)与T1(尿素)等氮(25kg/亩)折算量下,无明显差异,废水具有尿素同等的施肥效果。此外,在同等灌溉施用条件下,厚皮菜的亩产量要高于黑麦草的。 (3)在同等灌溉施用条件下,植物对氮、磷的吸收利用总体表现出随灌溉施用量的增加而增加。其中黑麦草对氮利用率维持在14.24%-23.79%,对磷利用率维持在19.45%-24.65%;而厚皮菜对氮的利用率为12.26%-15.48%,磷利用率在8.81%-11.79%。总体来说,黑麦草的吸收利用效果要优于厚皮菜的。两者间的差异表现为:黑麦草对氮的吸收利用随施用强度呈正相关,对磷呈负相关;而厚皮菜对氮的利用与施用强度间呈负相关,对磷的利用没有明显规律。说明不同植物及同一植物对营养物的需求是不同的,植物对氮的需求高于对磷的需求,但需求量却表现为:黑麦草>厚皮菜。与厚皮菜相比,黑麦草对养殖废水营养物利用率高,其消纳污染物的能力要优于厚皮菜。 (4)对两种种植植物实验前后20cm的土壤表层样品分析研究表明,施用废水灌溉的土壤表层均出现养分量的蓄积和增加。且在本灌溉施用范围内,厚皮菜土壤养分盈余要多于种植黑麦草的。两者土壤养分增加的变化表现,黑麦草为:速效钾>全钾>碱解氮>全氮>全磷>有效磷;而厚皮菜的为:速效钾>全钾>碱解氮>全磷>全氮>有效磷。基于环境影响因子的重要性与敏感程度,以废水灌溉施用量与碱解氮的增长率作相关性拟合方程,在优先满足碱解氮零增长率的情况下,种植黑麦草地在单位土地面积内的载畜量应不超过2.75头/亩,而种植厚皮菜地的单位土地载畜量不足1头,仅为0.69头/亩。 以上研究表明,采取还田利用方法通过不同种植植物进行养殖特征污染物的削减、利用潜能并不高,为提高其消纳、削减潜能,应对养殖特征污染物进行前置处理,强化前置处理设施处置效率,同时进行适度规模养殖。还田利用种植植物优选氮磷吸收利用能力强,并能与养殖业互补的牧草饲料类作物种类,以发展种养结合和生态养殖,并形成物质资源的良性循环。