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不同有机废弃物对土壤磷吸附能力及有效性的影响

徐秋桐,张莉,章明奎
(浙江大学环境与资源学院,杭州 310058)

摘 要:城郊农地是循环有机废弃物的重要场所,但长期施用畜禽粪和城市污泥可引起土壤磷素积累、磷饱和度提高,增加土壤向环境流失磷的风险。为了解施用不同来源的有机废弃物对城郊耕地土壤磷素化学行为的影响,选择4 种不同磷含量的土壤,探讨在等量磷素情况下,施用KH2PO4、猪粪/稻草秸秆堆肥、沼渣、猪粪、鸡粪、生活垃圾堆肥和2 种污泥等不同磷源时,土壤有效磷含量及磷吸附能力的差异。结果表明,施用有机废弃物增加了土壤有效磷和水溶性磷含量,降低了土壤对磷的吸附能力,但影响程度因有机废弃物来源而异。施用猪粪/稻草秸秆堆肥和猪粪降低土壤磷最大吸附量比例(9.03%~15.60%)与施KH2PO4(10.59%~16.63%)相当,但施用沼渣、鸡粪和生活垃圾堆肥降低土壤磷最大吸附量的比例(5.09%~9.84%)明显低于施KH2PO4;施用2 种污泥降低土壤磷最大吸附量的比例(4.32%~6.77%)最小。不同有机废弃物对土壤有效磷的影响差异较小,但对水溶性磷的影响较大。施用有机废弃物后,土壤磷最大吸附量的下降值与施用有机废弃物中铁、铝、钙含量呈负相关;土壤水溶性磷的变化量与施用有机废弃物后土壤交换性钙的增加量呈负相关,表明有机废弃物中铁、铝和钙等矿质成分的增加,可在一定程度上减少有机废弃物在土壤循环处理时磷对环境的负影响。在农田施用有机废弃物时,不仅要考虑有机废弃物磷素状况,也应适当考虑其他矿质成分的组成特点。该研究可为城郊农地科学施用有机废弃物提供依据。
    关键词:土壤;废弃物;堆肥;畜禽粪便;城市污泥;沼渣;磷吸附
    doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.22.029
    中图分类号:S156;S158 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2014)-22-0236-09
    徐秋桐,张 莉,章明奎. 不同有机废弃物对土壤磷吸附能力及有效性的影响[J].农业工程学报,2014,30(22):236-244.
    Xu Qiutong, Zhang Li, Zhang Mingkui. Effects of different organic wastes on phosphorus sorption capacity and availability in soils[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(22): 236-244. (in Chinese with English abstract)

0 引 言
    城郊是城市与农村的过渡区域,是生产与生活产生的有机废弃物消纳的重要场所。近年来,随着中国养殖业的快速发展及城市污水处理技术的推广应用,每年有大量的畜禽粪便和污泥进入农田。畜禽粪便与污泥等有机物料中都含高量的磷素,长期施用这些有机废弃物可导致农业系统中磷素过剩,增加土壤向环境释放磷素的风险[1-4],因此施用这些有机废弃物对城郊地区土壤磷素的积累与生态环境的影响是人们关注的重要环境问题。由于有机废弃物来源的不同,有机废弃物的成分可有较大的变化。对于养殖业产生的畜禽粪便,其组分常常因饲养畜禽种类、年龄、饲料、养殖场地的填料及处置方式的不同有很大的差异;而生活污泥中磷的组成也因污水来源及处理工艺的不同有较大的差异。有研究认为[5],废弃物中磷的水溶性直接影响其施用后土壤磷对环境的影响,当废弃物被表施于农田时影响尤为明显。但当有机废弃物与土壤混合后,废弃物中的磷可与土壤组分发生作用,其中的磷释放潜力可能与施用后土壤中磷的饱和度有关[6-8],而后者又与土壤磷的吸附能力与有效性有关。因此,施用有机废弃物对土壤磷吸附能力和磷有效性的影响可能会直接影响土壤磷释放潜力的变化。有研究表明[9-11],土壤磷素的积累可引起土壤磷吸附能力的下降,而有机肥中的有机物质的种类与组成也可影响土壤磷素行为,向土壤中施用铁、铝、钙等物质可改变土壤磷的化学形态[12-13]。因此,可以推断有机废弃物中磷素水平与形态、有机物质组成及铁、铝、钙等物质的含量的差异都可影响有机废弃物施用后土壤磷素的化学行为。为此,本研究通过培养试验比较研究了等量磷的不同有机废弃物施用对城郊地区土壤磷的吸附能力与磷有效性的影响,以期为科学处置有机废弃物提供理论依据。

不同有机废弃物对土壤磷吸附能力及有效性的影响

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