我國畜禽糞尿中磷的來源及分布研究進展

摘要：近年來，我國養殖業高速發展，畜禽糞尿的產量也逐年增加，畜禽糞尿中存在的磷由于投入過量與轉化率較低等問題隨畜禽糞尿的排出而大量進入環境中，最終通過還田的方式進入土壤，并隨降雨等過程進入水體，造成水體富營養化。因此，研究磷在畜禽糞尿中的來源及分布對于畜禽糞尿的資源化利用具有重要的意義。

關鍵詞：畜禽糞尿;磷;來源分布

中圖分類號：X171.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-0-01

Abstract：In recent years， Chinas aquaculture industry has developed rapidly， and the production of livestock and poultry manure has also increased year by year. The phosphorus present in livestock and poultry excrement has entered the environment in large quantities due to the excessive input and low conversion rate. Finally， it enters the soil through the process of fecal returning field and enters the water body with the process of rainfall， etc.， resulting in eutrophication of the water body. Therefore， researching the source and distribution of phosphorus in livestock manure and urine is of great significance for the resource utilization of it.

Keyword：Livestock and poultry manure;Phosphorus;Source and distribution

隨著我國人口的不斷增長，動物性食品在人類的日常飲食中占據著不可或缺的地位，畜牧業在這一過程中得到了飛速的發展。規模上，從傳統以散養、粗放逐漸向規模化、集約化轉變[1]。管理方式上更加的合理規范。畜禽產品結構上，偏向多樣化與安全化。然而，這一過程中產生了大量的畜禽糞尿。我國大部分地區對于畜禽糞尿的初期處理都是露天堆放，畜禽糞尿中的污染物很容易在降雨等的沖刷作用下進入水體，引起水體富營養化。同時，這些污染物也會隨畜禽糞尿還田進入土壤，改變土壤結構。畜禽糞尿污染雖然對環境影響較大，但其中含有大量的不可再生資源磷。在資源化過程中，由于所在介質的多樣性，畜禽糞尿中的磷賦存形式也存在多樣化，這給畜禽糞尿資源化過程帶來一定的影響。因此，筆者從磷的角度出發，綜述畜禽糞尿中存在的磷的來源及形態分布，為其資源化利用提供依據。

1 畜禽糞尿中磷的來源、分布及含量

1.1 畜禽糞尿中磷的來源

磷作為一種常量礦物元素，是骨骼和牙齒的重要組成成分，動物缺磷在骨骼發育方面會表現出明顯的癥狀，處于幼齡期和成年的動物會分別表現出佝僂病和軟骨病[2]。因此，一般在畜禽養殖的飼料中添加磷。通常，飼料中磷的來源有兩種，有機源和無機源。前者來自于動植物。植物中磷的主要存在形式為植酸磷，對于一些單胃動物來說，由于體內缺乏能夠大量分泌植酸酶的微生物，其對植物性磷的消化吸收水平很低，致使大量的磷以糞尿的形式排出體外。在實際養殖過程中，人們采取向飼料中人工添加無機磷的方式來保證畜禽動物的正常生長。由于缺乏對畜禽動物飼料利用及轉化率的精準計算，飼料中無機磷的添加存在盲目性和過度投加現象，最終流失的磷元素在畜禽糞尿中大量富集。

1.2 畜禽糞尿中磷的分布及含量

韓世琦等人[3]和武淑霞等人[4]分別對2013年和2018年我國各省份畜禽糞便中的含磷量進行了估算。2018年，各省份所產生的畜禽糞便中所含的總磷量均高于2013年，且漲幅較大的幾個省自治區分別是西藏、青海、貴州。其中，西藏在2018年畜禽糞便中的總磷量為2013年的226倍，但其總量在全國范圍來看屬于較低水平。相比于2013年，山東和河南兩省產生的畜禽糞總磷含量仍處于全國最高水平，這可能是由于山東和河南均屬于人口大省，對于畜禽產品的需求量較大。

2 畜禽糞尿中磷的形態分布及影響因素

2.1 禽糞尿中磷的形態分布

畜禽糞尿中的磷根據其存在的介質可分為固相磷和液相磷，根據存在形式可分為有機磷和無機磷。畜禽糞尿中的無機磷包括4種[5]：（1）可交換態磷：指由物理作用吸附在固體顆粒物上的磷酸鹽磷，很容易受外界條件擾動而進入液相中，生物可利用度高;（2）鋁結合態磷和鐵結合態磷：與糞尿中一些金屬或金屬化合物形成的結合態磷，其中較為活潑的是與鐵或鋁的氧化物或氫氧化物所形成的結合態磷。（3）閉蓄態磷：指被Fe2O3膠膜包裹的磷，結構較為穩定，生物可利用度較低。（4）鈣結合態磷和殘渣態磷，是畜禽糞便中活躍度最低的磷。另外，畜禽糞中的有機磷主要存在于一些有機物中，當這些有機物礦化形成無機物時，其中的磷才會被釋放出來。

2.2 影響畜禽糞尿中磷形態分布的因素

pH對磷形態及賦存形式的影響主要包括直接影響和間接影響。存在于固相中的磷很容易在強酸或強堿條件下溶出進入液相，同時，在堿性條件下，當液相中的N、Mg、P達到一定比例時，容易形成鳥糞石。高pH條件下，液相中的磷酸根還容易與鈣結合形成磷酸鈣，生物利用度很低。另外，pH還可以通過影響微生物的活動來間接影響畜禽糞尿中磷的分布。在強酸或強堿條件下，大部分的微生物活性會受到影響。溫度對畜禽糞尿中磷的存在形態的影響主要體現在兩個方面：（1）影響物理化學反應速率;（2）影響微生物的組成和活性。溫度升高，體系中的分子能量增加，活化分子百分數增加，從而提高化學反應速率，使通過化學反應而形成的結合態磷更容易形成。同時，溫度也是影響微生物生命活動最重要的因素之一，不同的微生物的最適溫度是不同的，尤其對于畜禽糞尿這種復雜的系統來說十分重要。

3 小結

畜禽糞尿中的磷在從源頭上飼料的投加到畜禽的利用及排放，再到畜禽糞尿的處理并最終還田的整個過程的每一個環節中，其利用率都比較低，這就造成了磷資源的浪費以及最終消納磷的主體環境如水體、土壤的負荷加大。對此，提出以下幾點建議：（1）目前關于畜禽糞尿的研究大多集中于末端資源化處理，而對其中存在的氮、磷等元素的深入研究并不多，因此，應該深入挖掘氮磷等無機元素在整個畜禽系統中的流動;（2）從源頭上提高飼料中磷的利用率，避免過量投加;（3）在畜禽糞尿末端處理時進行磷的回收，回收后的磷可循環利用于畜牧業。

參考文獻

[1]Zheng C， Liu Y， Bluemling B， et al. Modeling the environmental behavior and performance of livestock farmers in China： An ABM approach [J].Agricultural Systems， 2013， 122（12）： 60-72.

[2]金磊，王立志，谷可等.飼料磷真消化率不同的山羊瘤胃微生物差異性研究[J].畜牧獸醫學報，2018，49（12）：123-34.

[3]楊世琦，韓瑞蕓，劉晨峰等.中國畜禽糞便磷的農田消納量及承載負荷研究[J].中國農學通報，2016，32（32）：111-116.

[4]武淑霞，劉宏斌，黃宏坤等.我國畜禽養殖糞污產生量及其資源化分析[J].中國工程科學，2018，20（5）：103-111.

[5]陳興財，張豐松，童心等.畜禽糞便凍融作用后磷形態分布及其釋放特征[J].環境科學學報，2019，39（5）：1617-1625.

收稿日期：2019-07-23

作者簡介：楊慶瑜（1994-），女，漢族，碩士研究生，研究方向為水污染控制與資源化利用。