我國(guó)畜禽糞尿中磷的來(lái)源及分布研究進(jìn)展

摘要：近年來(lái)，我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)高速發(fā)展，畜禽糞尿的產(chǎn)量也逐年增加，畜禽糞尿中存在的磷由于投入過量與轉(zhuǎn)化率較低等問題隨畜禽糞尿的排出而大量進(jìn)入環(huán)境中，最終通過還田的方式進(jìn)入土壤，并隨降雨等過程進(jìn)入水體，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。因此，研究磷在畜禽糞尿中的來(lái)源及分布對(duì)于畜禽糞尿的資源化利用具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：畜禽糞尿;磷;來(lái)源分布

中圖分類號(hào)：X171.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(guó)人口的不斷增長(zhǎng)，動(dòng)物性食品在人類的日常飲食中占據(jù)著不可或缺的地位，畜牧業(yè)在這一過程中得到了飛速的發(fā)展。規(guī)模上，從傳統(tǒng)以散養(yǎng)、粗放逐漸向規(guī)?；⒓s化轉(zhuǎn)變[1]。管理方式上更加的合理規(guī)范。畜禽產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，偏向多樣化與安全化。然而，這一過程中產(chǎn)生了大量的畜禽糞尿。我國(guó)大部分地區(qū)對(duì)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(jìn)入水體，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。同時(shí)，這些污染物也會(huì)隨畜禽糞尿還田進(jìn)入土壤，改變土壤結(jié)構(gòu)。畜禽糞尿污染雖然對(duì)環(huán)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(zhì)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(lái)一定的影響。因此，筆者從磷的角度出發(fā)，綜述畜禽糞尿中存在的磷的來(lái)源及形態(tài)分布，為其資源化利用提供依據(jù)。

1 畜禽糞尿中磷的來(lái)源、分布及含量

1.1 畜禽糞尿中磷的來(lái)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(dòng)物缺磷在骨骼發(fā)育方面會(huì)表現(xiàn)出明顯的癥狀，處于幼齡期和成年的動(dòng)物會(huì)分別表現(xiàn)出佝僂病和軟骨病[2]。因此，一般在畜禽養(yǎng)殖的飼料中添加磷。通常，飼料中磷的來(lái)源有兩種，有機(jī)源和無(wú)機(jī)源。前者來(lái)自于動(dòng)植物。植物中磷的主要存在形式為植酸磷，對(duì)于一些單胃動(dòng)物來(lái)說(shuō)，由于體內(nèi)缺乏能夠大量分泌植酸酶的微生物，其對(duì)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(shí)際養(yǎng)殖過程中，人們采取向飼料中人工添加無(wú)機(jī)磷的方式來(lái)保證畜禽動(dòng)物的正常生長(zhǎng)。由于缺乏對(duì)畜禽動(dòng)物飼料利用及轉(zhuǎn)化率的精準(zhǔn)計(jì)算，飼料中無(wú)機(jī)磷的添加存在盲目性和過度投加現(xiàn)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(duì)2013年和2018年我國(guó)各省份畜禽糞便中的含磷量進(jìn)行了估算。2018年，各省份所產(chǎn)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(gè)省自治區(qū)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(guó)范圍來(lái)看屬于較低水平。相比于2013年，山東和河南兩省產(chǎn)生的畜禽糞總磷含量仍處于全國(guó)最高水平，這可能是由于山東和河南均屬于人口大省，對(duì)于畜禽產(chǎn)品的需求量較大。

2 畜禽糞尿中磷的形態(tài)分布及影響因素

2.1 禽糞尿中磷的形態(tài)分布

畜禽糞尿中的磷根據(jù)其存在的介質(zhì)可分為固相磷和液相磷，根據(jù)存在形式可分為有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷。畜禽糞尿中的無(wú)機(jī)磷包括4種[5]：（1）可交換態(tài)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(dòng)而進(jìn)入液相中，生物可利用度高;（2）鋁結(jié)合態(tài)磷和鐵結(jié)合態(tài)磷：與糞尿中一些金屬或金屬化合物形成的結(jié)合態(tài)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(jié)合態(tài)磷。（3）閉蓄態(tài)磷：指被Fe2O3膠膜包裹的磷，結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，生物可利用度較低。（4）鈣結(jié)合態(tài)磷和殘?jiān)鼞B(tài)磷，是畜禽糞便中活躍度最低的磷。另外，畜禽糞中的有機(jī)磷主要存在于一些有機(jī)物中，當(dāng)這些有機(jī)物礦化形成無(wú)機(jī)物時(shí)，其中的磷才會(huì)被釋放出來(lái)。

2.2 影響畜禽糞尿中磷形態(tài)分布的因素

pH對(duì)磷形態(tài)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(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下溶出進(jìn)入液相，同時(shí)，在堿性條件下，當(dāng)液相中的N、Mg、P達(dá)到一定比例時(shí)，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(jié)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(dòng)來(lái)間接影響畜禽糞尿中磷的分布。在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下，大部分的微生物活性會(huì)受到影響。溫度對(duì)畜禽糞尿中磷的存在形態(tài)的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）影響物理化學(xué)反應(yīng)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?jǐn)?shù)增加，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率，使通過化學(xué)反應(yīng)而形成的結(jié)合態(tài)磷更容易形成。同時(shí)，溫度也是影響微生物生命活動(dòng)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(duì)于畜禽糞尿這種復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)十分重要。

3 小結(jié)

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(gè)過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，其利用率都比較低，這就造成了磷資源的浪費(fèi)以及最終消納磷的主體環(huán)境如水體、土壤的負(fù)荷加大。對(duì)此，提出以下幾點(diǎn)建議：（1）目前關(guān)于畜禽糞尿的研究大多集中于末端資源化處理，而對(duì)其中存在的氮、磷等元素的深入研究并不多，因此，應(yīng)該深入挖掘氮磷等無(wú)機(jī)元素在整個(gè)畜禽系統(tǒng)中的流動(dòng);（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(shí)進(jìn)行磷的回收，回收后的磷可循環(huán)利用于畜牧業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[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(yī)學(xué)報(bào)，2018，49（12）：123-34.

[3]楊世琦，韓瑞蕓，劉晨峰等.中國(guó)畜禽糞便磷的農(nóng)田消納量及承載負(fù)荷研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，32（32）：111-116.

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

[5]陳興財(cái)，張豐松，童心等.畜禽糞便凍融作用后磷形態(tài)分布及其釋放特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2019，39（5）：1617-1625.

收稿日期：2019-07-23

作者簡(jiǎn)介：楊慶瑜（1994-），女，漢族，碩士研究生，研究方向?yàn)樗廴究刂婆c資源化利用。