不同鈍化劑對豬糞堆肥中重金屬的鈍化效果研究

龔浩如，韓永亮，王 杰，周 亮 ，張 宇 ，榮湘民

（1.湖南省水稻研究所，湖南 長沙 410128；2.湖南農大資源與環境學院，湖南 長沙 410128；3.湖南農業大學農學院，湖南 長沙 410128）

我國畜禽養殖場使用的飼料中重金屬含量較高，主要有 Cu、Cd、Zn、As等[1]。飼料中的重金屬元素可隨糞便排出體外，并在環境中長期存在。以這些畜禽糞便為原料堆制的有機肥施入土壤，會造成土壤重金屬含量升高，長期施用會導致農產品重金屬含量超標[2-3]。最終，這些重金屬通過食物鏈和食物網在人體內積累而危害人類健康。試驗研究表明，在堆肥中添加鈍化劑，可以改變重金屬的形態，降低堆肥中重金屬的可移動性和生物有效性[4]。為治理重金屬對土壤、農產品的污染，避免其危害人類健康，筆者采用經沸石、鈣鎂磷肥、煤灰等鈍化劑處理的豬糞堆肥來栽培小白菜，測定小白菜中的重金屬含量，來評價鈍化劑的鈍化效果，篩選出能降低豬糞堆肥中可被吸收的重金屬含量的最佳鈍化劑，進而控制畜禽糞便類有機肥對蔬菜等作物產生的重金屬污染風險，為合理利用豬糞提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為河潮土，土壤中重金屬Zn、Cu、As、Pb、Cr、Cd 的含量分別為 67.69、31.56、9.52、29.61、45.67、0.018 mg/kg；供試蔬菜為湘潭矮腳白（湖南省農業科學院馬坡嶺農資銷售點）；供試堆肥有：A豬糞+稻草；B豬糞+稻草+2.5%沸石；C豬糞+稻草+2.5%沸石+2.5%鈣鎂磷肥；D豬糞+稻草+2.5%沸石+2.5%粉煤灰。

1.2 試驗方法

試驗于2011年10月在湖南農業大學農業資源與環境專業試驗基地進行。采用土培試驗，共設4個處理，即：處理1（CK），堆肥A，未添加鈍化劑；處理2，堆肥B；處理3，堆肥C；處理4，堆肥D。重復4次，各處理隨機區組排列。

選用20 cm×35 cm陶瓷盆缽，內裝過1 cm篩的風干土6 kg。施肥量為純氮0.35 g/kg；P2O50.10 g/kg；K2O 0.30 g/kg；各處理不足氮素用尿素補充，磷肥用鈣鎂磷肥補充，鉀肥用氯化鉀補充；所有肥料均做基肥一次性施入。9月12日播種，每缽播入8～10粒種子，待小白菜高約10 cm時定苗4株，11月10日收獲。

1.3 分析方法

待小白菜長到20 cm高時，取地上可食部分，用自來水清洗，再用去離子水淋洗，測產，105℃下殺青，65℃烘干至恒重。小白菜粉碎后，采用濃硝酸+高氯酸+氫氟酸消煮，重金屬濃度采用等離子發射光譜儀（ICP）測定。全N用濃H2SO4-H2O2消化凱氏定氮法測定；全P用濃H2SO4-H2O2消化釩鉬黃比色法測定；全K用濃H2SO4-H2O2消化火焰光度計讀數法測定。

采用SPSS13.0和Microsoft Excel軟件對數據進行處理，各處理間差異顯著性分析采用SSR檢驗法。各鈍化劑處理豬糞堆肥后重金屬生物有效性的降低效果計算方法：鈍化效果（%）=（對照含量-處理含量）/對照含量×100%

2 結果與分析

2.1 不同鈍化劑處理對小白菜中重金屬含量的影響

由表 1 可知，與 CK（處理 1）相比，處理 2、3、4小白菜中 Zn、Cu、As、Pb、Cr、Cd 的含量均明顯下降，與CK之間的差異均達到極顯著水平。這是由于CK堆肥中未添加鈍化劑，可被吸收的重金屬含量較高，在小白菜體內富集程度高所致。處理2的Zn含量與處理3、4之間的差異不顯著；處理2的Cu、As、Pb的含量與處理3、4之間的差異達到顯著或極顯著水平；處理2的Cr含量與處理3之間的差異不顯著，但與處理4之間的差異達到極顯著水平；處理2的Cd含量與處理3、4之間的差異不顯著。綜上所述，在豬糞堆肥中添加鈍化劑，能不同程度地降低可被吸收的重金屬含量，但不同鈍化劑處理對各金屬的鈍化效果存在一定差異。

表1 不同鈍化劑處理的小白菜重金屬的含量 （mg/kg）

2.2 不同鈍化劑處理對各重金屬的鈍化效果比較

3個加鈍化劑的處理中，對重金屬Zn鈍化效果最好的是處理4，鈍化效果為75.64%，比處理2、3分別高19.40%、5.85%，但各處理間的差異不顯著。

處理3對Cu的鈍化效果最好，達到69.72%，比處理2、4分別高27.25%、0.23%；處理3與處理4之間的差異不顯著；處理3、4與處理2之間的差異達到極顯著水平。

對As的鈍化效果從大到小的順序為：處理4＞處理3＞處理2，處理4的鈍化效果分別比處理2、3高136.99%、48.32%；處理4與處理2、3之間的差異達極顯著水平；處理3、4之間的差異同樣達到了極顯著水平。

對Pb的鈍化效果以處理4最好，達到76.41%，處理3次之，為72.60%；處理4與處理2、3之間的差異達到了極顯著水平，處理2、3之間的差異達到了顯著水平；處理4的鈍化效果分別比處理2、3高29.29%、5.25%。

對Cr的鈍化效果從大到小的順序為：處理4＞處理3＞處理2，處理2、3之間的差異不顯著，處理2、3與處理4之間的差異達到了極顯著水平；處理4的鈍化效果分別比處理2、3高29.42%、18.89%。

表2 不同鈍化劑處理對重金屬鈍化的效果 （%）

處理3對Cd的鈍化效果最好，達到了92.70%，比處理 2、4分別高 25.20%、23.60%，但各處理間的差異不顯著。

2.3 不同鈍化劑處理對小白菜的產量及全N、全P、全K含量的影響

由表3可知，處理4的小白菜產量最高，處理1次之，處理3的小白菜產量最低。方差分析與多重比較結果表明，各處理小白菜的產量及全N、全P、全K含量差異不顯著。在豬糞堆肥中，是否添加鈍化劑以及添加鈍化劑的種類對作物的產量及全N、全P、全K含量的影響不顯著。

表3 不同鈍化劑處理小白菜的產量與全N、全P、全K含量比較

3 小結

在豬糞堆肥中，添加鈍化劑，可以降低重金屬的有效性，降低重金屬在作物體內的累積。混合鈍化劑處理優于單一鈍化劑處理。鈍化劑對小白菜的產量影響不顯著。綜合來看，堆肥中添加2.5%沸石+2.5%粉煤灰的處理對各種重金屬的鈍化效果最好。

[1] 韓 杰，楊群輝.家禽飼料中重金屬和微生物污染的危害及防治[J].養禽與禽病防治2010，1：32-34.

[2] 郭 潔，張海榮.飼料添加劑中重金屬的污染及其防治措施[J].畜牧獸醫雜志，2010，6（29）：98-103.

[3] 李曉麗，何萬領，董淑麗.重金屬對飼料污染的分析及防制措施[J].飼料工業，2006，17（27）：48-51.

[4] 何增明，劉 強，謝桂先，等.好氧高溫豬糞堆肥中重金屬砷、銅、鋅的形態變化及鈍化劑的影響 [J].應用生態學報，2010，（10）：2659-2665.