规模化猪场粪污还田对土壤的污染及治理

modern journal of animal husbandry and veterinary medicine 2018年第4期

2015年农业部出台《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，明确提出利用有机肥替代化肥，到2020年畜禽粪便养分还田率达到60%，比2015年提高10个百分点。猪粪是良好的有机肥原料，大量猪粪还田，既解决了养猪场粪便、污水排放问题，也达到了有机肥还田替代化肥的目的，是未来种养结合发展绿色农业的大趋势。但是，近年来大量猪粪还田也产生土壤污染问题，必须采取措施加以解决。本文就猪场粪便污水对农田造成的污染以及防治污染措施作简要阐述，以期对正确施用猪粪肥提供参考。

1猪场粪污对土壤的污染

目前，我国养猪生产方式已经发生根本转变，据第三次全国农业普查报告，养猪规模饲养比例已占63%。大多数猪场粪便处理是采取堆肥的方式，粪便经熟化后还田，污水是经过沉淀池沉淀后还田。但是，实践中这种粪污还田的方式，如施用不当，往往会对土壤造成污染。

1.1重金属污染现代养猪生产中，猪饲料中常常加入含有重金属物质的添加剂，多以无机盐形式添加，以达到促进猪生长发育、提高饲料转化率、增强免疫力的目的，由于这些重金属元素在动物体内的生物效价很低，大部分随畜禽粪便排出体外，故畜禽粪便中往往含有高量的重金属，从而增加了

规模化猪场粪污还田对土壤的污染及治理

程彬1，李宁1，黄琳琳2，刘坤洋3

（1.辽宁省动物卫生监测预警中心，辽宁沈阳110005；

2.辽宁春兴畜牧兽医服务中心，辽宁沈阳110005；

3.辽宁省动物疫病预防控制中心，辽宁沈阳110164）

摘要：猪粪尿虽会引起环境污染,但因其含有丰富的有机物,具有较大的开发潜能,若能合理利用,不仅可以减轻环境负荷,同时还可以带来巨大的经济效益。因此，猪场的污染问题已越来越受到人们的关注和重视。本文就猪场粪便污水对农田造成的污染以及防治污染措施作简要阐述，以帮助规模化猪场实现可持续发展。

关键词：规模化猪场；粪污；污染；治理

中图分类号：X731文献标识码：B文章编号：1672-9692(2018)04-0017-06

Pollution and treatment of soil by refuse of manure in large-scale pig farm

Cheng Bin1,Li Ning1,Huang Linlin2,Liu Kunyang3

(1.Liaoning province animal health monitoring and earlier warning center,Liaoning Shenyang110005;

2.Liaoning Chunxing Livestock Veterinary Service Centre,Liaoning Shenyang110005;

3.Liaoning Provincial Center for Animal Disease Prevention and Control,Liaoning Shenyang110164)

Abstract:Pig excrement can cause environmental pollution,but because it contains rich organ-ic matter,it has great potential for development.If it can be used rationally,it can not only reduce the environmental load,but also bring great economic benefits.Therefore,the pollution of pig farm has been paid more and more attention to.In this paper,the pollution caused by ex-crement and sewage in pig farm and the measures to prevent and control it are briefly described to help the sustainable development of large-scale pig farm.

Key words:Scale pig farm;Refuse;Pollution;Treatment

收稿日期：2018-02-10

作者简介：程彬（1962-），男，本科，农业技术推广研究员，主要从事畜牧业数据统计与监测预警等工作。

程彬：规模化猪场粪污还田对土壤的污染及治理17

现代畜牧兽医2018年第4期

农用畜禽粪便污染环境的风险。潘寻等[1]对山东省21家规模化猪场共126个猪粪样品及18个配合饲料样品中多种重金属（Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb）的含量进行了检测。结果表明，猪粪中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb的平均检出值分别为12.3、472.8、1908.6、36.5、0.9、2.9mg/kg。猪配合饲料中As、Cu、Zn的最大检出值分别为34.1、211.9、2883.1mg/kg，超过国家标准规定最高添加量的17～35倍。猪粪中重金属含量与饲料中重金属含量呈正相关。朱建春等[2]测定了陕西省11个地区64家规模化养猪场中64个育肥猪饲料和相应的猪粪样品中Cu、Zn、Cr、Ni、As、Pb和Cd等元素的含量。结果表明，饲料和猪粪中均含有大量Cu、Zn、Cr、Ni、As、Pb和Cd等，并以Cu和Zn含量最高；饲料中Cu和Zn平均含量在38.33～805.61mg/kg和90.69～1208.19mg/kg之间，猪粪中Cu和Zn平均含量在78.99～1543.28mg/kg和68.72～3011.72mg/kg之间；其中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd最高，超出国家标准标倍数分别为5.44、134.27、10.98、60.08、7.67和110.86倍。饲料是猪粪中重金属的主要来源。

长期大量施用猪粪，由于蓄积作用，将不可避免地造成土壤重金属污染进而通过作物影响到人类健康。何梦媛等[3]在大田中连续施用猪粪堆肥4年后，耕层（0～15cm）土壤Cu含量显著高于对照，Cu 含量与对照比增加了43.8%～118.6%（P＜0.05）。猪粪带入的Cu主要积累在土壤耕层（0～15cm）。猪粪带入的Cu和Zn在耕层土壤中的积累率分别达到76.4%～119%和14.2%～20.4%。李大明等[4]研究表明，红壤稻田土壤连续施用猪粪30年后，土壤全量Cu和Zn含量分别增加了7.69～9.52mg/kg和22.42～35.46mg/kg；2002～2010年为快速增长期，这可能是由于饲料中含量增加所致，以此期间年均累积速率为依据，再连续施用猪粪12年（猪粪施用量每年为22.5t/hm2）土壤铜含量将达到重度污染水平。叶必雄等[5]研究发现，长期施用畜禽粪便有机肥，Zn、Hg、As等重金属均存在明显的表层聚集现象，连续17年施用猪粪导致土壤表层中Cd含量增加17～18.9倍。大量施用含高Cu、Zn的猪粪，可能会使土壤中有效态Cu、Zn的浓度升高达到对植物毒害的水平，使蔬菜根系生长受到抑制[6]。张妍等[7]

研究，在猪粪施肥量＞50t/hm2时，小白菜地上部Cu和Zn含量显著高于对照处理，随着猪粪施用量的增加，小白菜对土壤中Cu的富集系数从0.11上升到0.17，提高了Cu在蔬菜中的富集和对人体的健康风险。黄治平等[8]连续4年施用规模化猪场猪粪的温室生产的部分番茄和黄瓜As含量超标。若连续以每年150m3/hm2的猪粪施用量于该研究区蔬菜温室，土壤中全Cu和全Zn含量分别经过10年和15年可能超过国家农田土壤二级标准。

1.2抗生素污染抗生素是畜禽养殖业常用的饲料添加剂，用于预防畜禽疾病和促进畜禽生长。然而抗生素并不能被动物很好地吸收，仅有少部分参与机体代谢发挥药效，其余30%～90%以代谢物的形式随粪、尿排出体外，大部分随畜禽粪便的农田施用进入到土壤中[9]，极易造成抗生素抗性基因污染，威胁人类康健。Zhao等[10]对我国8个省的大型畜禽养殖场的143个畜禽粪便样本进行分析发现，猪粪中环丙沙星、恩诺沙星、四环素和金霉素的浓度在21～59.6mg/kg之间。Pan等[11]对山东省21家规模化养猪场的126个猪粪样本的抗生素进行调查，结果显示，四环素类抗生素的检出浓度和检出率（84.9%～96.8%）均很高，其中金霉素的检出率为96.8%，最高残留浓度达764.4mg/kg，磺胺类抗生素的最高残留浓度为28.7mg/kg。张树清等[12]从7个省、市、自治区的养猪和养鸡场采集了55个样本，分析结果表明猪粪中土霉素和金霉素的残留量远高于鸡粪，其最高含量分别达134.75mg/kg和121.78mg/kg，经济发达地区的兽药残留明显高于其他地区。楼晨露[13]研究表明长期施用猪粪会造成稻田表层土壤的抗生素积累及抗生素抗性基因污染。随着猪粪施用量的增大，土壤中残留的抗生素浓度和抗生素抗性基因相对丰度逐渐升高。猪粪的施用使稻田土壤中总抗生素抗性基因相对丰度升高，并增加了抗生素抗性基因的多样性。黄福等[14]研究表明，未施用猪粪水稻土检测出66种抗性基因，而施用猪粪水稻土则检测出107种抗生素抗性基因，施用猪粪后水稻土中抗生素抗性基因种类显著增加（P＜0.05）。相对于未施用猪粪水稻土，施用猪粪水稻土有49种抗生素抗性基因丰度显著增加（P＜0.05），其中施用猪粪水稻土中喹诺酮类/氯霉素类抗性基因的mexF的丰度相对于未施用猪粪水稻

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