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饲料添加剂的大量使用导致畜禽粪便重金属含量普遍超标,畜禽粪便经蚯蚓处理后生成的蚓粪中重金属含量亦存在超标现象。蚓粪作为一种商业生物有机肥被广泛应用于经济作物栽培,因此,为探讨蚓粪农用后重金属向土壤、植物、地下水系统的迁移转化规律,本研究以重金属含量超标的蚓粪为研究对象,模拟研究了重金属污染蚓粪农用后重金属向土壤-植物系统、土壤-地下水系统迁移转化规律。主要结果如下: 1.高Cu、高Zn蚓粪农用均可增加潮土和红壤中墨西哥玉米、小白菜及紫花苜蓿茎叶干物重,降低墨西哥玉米、紫花苜蓿根系干物重;植物茎叶Cu、Zn含量和根系Cu、Zn含量均明显增加,且在同种植物生长情况下,红壤中紫花苜蓿茎叶Cu、Zn含量和根系Cu、Zn含量均显著高于潮土中;高Cu、高Zn蚓粪农用可降低潮土pH,而红壤pH则显著增加;两种土壤EC及有效态Cu、Zn含量显著提高,潮土和红壤中交换态、铁锰态Cu和Zn含量也显著增加,且在同种植物生长情况下,红壤中铁锰态Cu、Zn含量均显著高于潮土中;两种土壤中脲酶和磷酸酶活性显著增加,过氧化氢酶活性的变化则因土壤类型而异,潮土中显著抑制,红壤中显著增加;相关分析表明,植物茎叶和根系Cu、Zn含量与其生长土壤中有效态Cu、Zn含量间、墨西哥玉米和小白菜的茎叶干物重与其生长土壤中脲酶和磷酸酶活性间均存在显著正相关性。 2.不同蚯蚓处理期高Cu、高Zn猪粪堆制物农用对墨西哥玉米茎叶和根系干物重的影响因土壤类型而异。潮土和红壤中分别以VM处理组和PM0、PM30处理组对墨西哥玉米茎叶生长具有较强的促进作用,而两种土壤中PM30处理组对墨西哥玉米的根系生长均具有较强抑制效应;两种土壤中墨西哥玉米茎叶和根系中Cu、Zn含量显著增加,且处理组之间相比,PM0处理组根系Cu含量最高,VM处理组根系Zn含量最高;不同蚯蚓处理期高Cu、高Zn猪粪堆制物农用均降低潮土pH而显著增加红壤pH,处理组间差异不显著;两种土壤EC显著增加,处理组间相比,PM30处理组土壤EC最高;潮土和红壤中有效态Cu、Zn含量显著增加,其中,PM0处理组中有效态Cu含量最高,VM处理组中有效态Zn含量最高;两种土壤中交换态和铁锰态Cu、Zn含量也显著增加,以PM0处理组含量最高;不同蚯蚓处理期高Cu、高Zn猪粪堆制物农用均可明显增加潮土和红壤中脲酶、磷酸酶活性,且处理组间相比,PM0、PM30处理组两种土壤脲酶、磷酸酶活性均显著高于 VM处理组,过氧化氢酶活性的影响则因土壤类型而异,红壤中,PM0、PM30、VM处理组活性均显著增加,且以PM0处理组土壤过氧化氢酶活性最强,显著高于PM30、VM处理。 3.不同蚯蚓处理期猪粪堆制物农用均可提高淋滤液平均pH值,在潮土土柱中,VM处理下淋滤液平均pH值最高,而红壤土柱中,PM30处理下淋滤液平均pH值最高;不同蚯蚓处理期猪粪堆制物农用均改变土柱淋滤液EC,其中,潮土土柱中,VM、PM30处理提高淋滤液平均EC值,而PM0处理降低淋滤液EC值,而红壤土柱中,VM、PM0、PM30处理均降低淋滤液平均EC值,但处理间相比,此降低作用以PM0处理最强,PM30处理次之,VM处理最弱;潮土土柱中,不同蚯蚓处理期猪粪堆制物农用均提高淋滤液中平均Cu、Zn浓度,且均以PM30处理淋滤液中平均Cu、Zn浓度最高,而红壤土柱中,除VM、PM0处理增加淋滤液中平均Cu浓度外,不同蚯蚓处理期猪粪堆制物农用均降低淋滤液中平均Cu、Zn浓度;与国家Ⅲ类地下水Cu(1mg/L)、Zn(1mg/L)允许标准相比,十次淋滤过程中,淋滤液中Cu、Zn浓度均低于此标准;10次淋滤后,不同蚯蚓处理期猪粪堆制物农用均增加土柱各层土壤全Cu、全Zn含量,尤以农用土层中增加显著,且处理间相比,PM0处理下农用土层中全Cu、全Zn含量最高,但随土层深度增加,各土层中全Cu、全Zn含量逐渐降低,逐渐趋同于CK处理土层中全Cu、全Zn含量。 4.高Cu、高Zn蚓粪农用后,相同溶液淋滤不同处理土柱情况下,各处理土柱淋滤液平均pH值间差异不显著,而VM、PM处理组均显著增加淋滤液平均EC值,且增加作用主要发生在淋滤初期;VM、PM处理亦显著增加淋滤液中平均 Cu、Zn浓度,但与国家Ⅲ类地下水Cu、Zn允许标准相比,十次淋滤过程中,淋滤液中Cu、Zn浓度均低于此标准;此外,十次淋滤后,VM、PM处理亦增加土柱各层全Cu、Zn含量,尤以农用土层增加显著,且此增加作用PM处理强于 VM处理。而相同处理土柱在不同溶液淋滤情况下,淋滤液中平均pH值以SDS溶液淋滤下最大,EDTA-Na2溶液次之,而Ca(NO3)2溶液淋滤下最小;淋滤液中平均EC值以Ca(NO3)2溶液淋滤下最大,SDS溶液淋滤下最小;淋滤液中平均Cu浓度以SDS溶液淋滤下最高,EDTA-Na2溶液次之,Ca(NO3)2溶液淋滤下最小;平均Zn浓度以EDTA-Na2溶液淋滤下最大;十次淋滤后,不同溶液淋滤下土柱各层Cu含量的增加作用以EDTA-Na2溶液淋滤液下最强,而Zn含量的增加作用以Ca(NO3)2溶液淋滤液下最强。