糞水加注后稻田水質(zhì)變化情況初探

于艷杰 顧帥娣 李慧 馮晨 許建華*

（1 光明種業(yè)有限公司，上海 202171；2 上海海豐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司，鹽城 224153；3中墾種業(yè)股份有限公司，鹽城 224153） *為通信作者

近年來(lái)，隨著畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖的快速發(fā)展，通過(guò)畜禽糞污處理和利用進(jìn)行種養(yǎng)循環(huán)，已成為當(dāng)前畜牧業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，前人在豬糞、牛糞等畜禽糞污的堆肥處理技術(shù)[1]、還田利用技術(shù)及要求[2-3]、豬糞肥特性等方面進(jìn)行了較多研究[4]，在畜禽糞污還田后土壤中的抗生素抗性基因、微生物、酶的活性變化和氮形態(tài)轉(zhuǎn)化特性等方面也進(jìn)行了較多探討[5-8]。但是，前人的研究?jī)?nèi)容主要集中在堆肥工藝和糞水還田技術(shù)上，對(duì)于糞水還田后稻田水質(zhì)變化情況的研究較少，而在環(huán)保領(lǐng)域，對(duì)于加注糞水后的稻田水排放有明確的標(biāo)準(zhǔn)。為此，筆者對(duì)糞水加注后稻田水質(zhì)變化情況進(jìn)行了研究，主要是分析水體pH、EC 值、COD、總氮含量、總磷含量和氨氮含量等水質(zhì)指標(biāo)的變化趨勢(shì)，以期為水稻生產(chǎn)上確定合適的稻田排水時(shí)間及糞水加注間隔期提供參考依據(jù)。現(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)設(shè)在上海躍進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)場(chǎng)21隊(duì)14#南進(jìn)行，試驗(yàn)田塊面積為0.8 hm2，分為南北兩塊，每塊田面積為0.4 hm2。供試水稻品種為‘滬稻香軟34’，于2022 年6月11日采用機(jī)穴播方式。糞水（懸浮物含量為0.13%，pH 為8.23，EC 值為15.18 mS/cm，COD 為12 267 mg/L，總氮含量為1 555 mg/L，總磷含量為205 mg/L，氨氮含量為1 347 mg/L）由上海明珠湖肉食品有限公司提供。

1.2 取樣及檢測(cè)

試驗(yàn)分2次加注糞水，即稻田先加注淺水層（加注時(shí)間為7 月1 日），待水層穩(wěn)定后，用48 V 水泵均勻噴施加注糞水（加注時(shí)間為7 月2 日），每667 m2田塊共加注糞水2 000 L。

取樣日期為第2 次加注后1～9 d，分別于兩塊田的排水口設(shè)2個(gè)固定取樣點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)每次取樣500 mL，冷凍保存，待樣品全部取完后統(tǒng)一送檢。檢測(cè)指標(biāo)有pH、EC 值、COD、總氮含量、總磷含量和氨氮含量等，檢測(cè)單位為上海市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，樣品檢測(cè)方法參照GB/T6920、NY/T1977 中的相關(guān)規(guī)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH

pH 是氫離子濃度指數(shù)，指溶液中氫離子的總數(shù)和總物質(zhì)的量的比值，本試驗(yàn)中表示污水的酸堿程度（生活污水呈弱堿性，一般為7.2～7.8）。檢測(cè)結(jié)果表明，在加注糞水后，稻田水體pH在加注后的前幾天有所下降，但在加注后8 d逐步恢復(fù)到原值。見表1 和表2。

表1 南面取樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析

表2 北面取樣點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析

2.2 EC 值

EC 值用于來(lái)測(cè)量溶液的可溶性鹽濃度，高濃度的可溶性鹽會(huì)使植株受到損傷或?qū)е赂邓劳觯珽C值的測(cè)量溫度為25 ℃。檢測(cè)結(jié)果表明，在加注糞水后3 d 內(nèi)，稻田水體EC 值快速下降，在加注糞水后6 d，稻田水達(dá)到三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。見圖1。

圖1 糞水加注后稻田水體EC 值變化情況

2.3 COD

COD 指化學(xué)需氧量，是衡量水樣中需要氧化的還原物質(zhì)的量的化學(xué)量度，或是廢水流出物和受污染水中強(qiáng)氧化劑氧化的物質(zhì)（通常指有機(jī)物）的氧當(dāng)量，COD 數(shù)值越高，說(shuō)明有機(jī)污染越嚴(yán)重。檢測(cè)結(jié)果表明，在加注糞水后2～3 d，稻田水體COD 快速下降，在加注糞水后8 d，稻田水接近五類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。見圖2。

圖2 糞水加注后稻田水體COD 變化情況

2.4 總氮含量

總氮含量指水中各種形態(tài)無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮的總量，包括NO3-、NO2-、NH4+等無(wú)機(jī)氮以及蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)胺等有機(jī)氮，表示水體受營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染的程度。檢測(cè)結(jié)果表明，在加注糞水后3 d 內(nèi)，稻田水體總氮含量快速下降，達(dá)到五類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在加注糞水后8 d，稻田水達(dá)到三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。見圖3。

圖3 糞水加注后稻田水體總氮含量變化情況

2.5 總磷含量

總磷含量指水樣經(jīng)消解后，將各種形態(tài)的磷轉(zhuǎn)變成正磷酸鹽后測(cè)定的結(jié)果。檢測(cè)結(jié)果表明，在加注糞水后3 d 內(nèi)，稻田水體總磷含量快速下降，在加注糞水后8 d，稻田水達(dá)到五類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。見圖4。

圖4 糞水加注后稻田水體總磷含量變化情況

2.6 氨氮含量

氨氮含量指水樣中以游離氮NH3和銨離子NH4+形式存在的氮；畜禽糞便中含氮有機(jī)物不穩(wěn)定，容易分解為氨。檢測(cè)結(jié)果表明，在加注糞水后3 d內(nèi)，稻田水體中氨氮含量快速下降，達(dá)到五類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在加注糞水后8 d，稻田水達(dá)到三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。見圖5。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在加注糞水后，稻田水體pH 在加注后的前幾天有所下降，但在加注后8 d 逐步恢復(fù)到原值；同時(shí)，除COD 外，稻田水體EC 值、總氮含量、總磷含量、氨氮含量等指標(biāo)，在糞水加注后48 h 內(nèi)快速下降，在糞水加注后3 d，達(dá)到五類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在糞水加注后8 d，達(dá)三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；此外，在糞水加注后3 d，水體COD 下降明顯，但在糞水加注后8 d，仍與環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)有一定的差距，分析其原因，可能與養(yǎng)殖單位的厭氧塘和氧化塘處理時(shí)間不夠或原料生熟相混有關(guān)。綜上，在本試驗(yàn)條件下，糞水大量加注的時(shí)間間隔宜在10 d 左右。

圖5 糞水加注后稻田水體氨氮含量變化情況

本試驗(yàn)結(jié)論僅為一年試驗(yàn)所得，還需繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。