未腐熟畜禽糞便肥的土壤污染和防治

摘 要：圍繞未腐熟畜禽糞便肥的土壤污染和防治展開論述，在描述了未腐熟畜禽糞便肥對土壤的污染表現(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際分析了未腐熟畜禽糞便肥對土壤和農(nóng)作物的影響，并對土壤污染防治和改良措施，以及被污染土壤的修復(fù)提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：未腐熟畜禽糞便肥；土壤污染；土壤酸堿化

中圖分類號：S141.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）11–0-03

當(dāng)前，世界面臨糧食短缺、人口增長過快、環(huán)境污染、資源匱乏等重大問題，人類賴以生存的土壤質(zhì)量對人類生命健康與安全和整個社會的穩(wěn)定與發(fā)展具有戰(zhàn)略性意義。隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，為了滿足畜禽生長所需，人們在飼料中大量添加微量元素，極易導(dǎo)致配合飼料中微量元素過量[1]。同時，為了提高畜禽的生產(chǎn)性能，增加產(chǎn)品產(chǎn)量，通常大劑量添加抗生素、化學(xué)合成藥。這就使得未經(jīng)過腐熟的畜禽糞便中含有大量病原菌、抗生素、化學(xué)合成藥物、微量元素、重金屬元素，導(dǎo)致土壤污染問題嚴(yán)重。并且，通過“土壤—植物—人體”的途徑，有害物質(zhì)間接被人體吸收，對人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅[2]。我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展已進入一個新階段，由長期傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)型主要解決農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量問題進入注重食用農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量的發(fā)展時期。國家發(fā)展和改革委員會宣布的《“十四五”全國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》旨在實現(xiàn)資源環(huán)境承載能力和生態(tài)系統(tǒng)安全服務(wù)功能的可持續(xù)發(fā)展。繼續(xù)以綠色發(fā)展理念為指導(dǎo)，建立健全的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護制度，全面著力提高農(nóng)村自然環(huán)境質(zhì)量，擴大生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模，推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，推動農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。因此，對未腐熟畜禽糞便肥的土壤污染和防治進行研究，具有重要現(xiàn)實意義。

1 未腐熟畜禽糞便肥對土壤和農(nóng)作物的影響

1.1 土壤酸堿化

土壤酸堿性是土壤的基本性質(zhì)，也是重要化學(xué)性質(zhì)，它是影響植物生長、微生物活動和土壤肥力重要因素之一，對土壤的物質(zhì)轉(zhuǎn)化起到重要作用[3]。未腐熟畜禽糞便生化指標(biāo)極高，如豬糞尿化學(xué)需氧量達(dá)

81 000 mg/L，牛糞尿化學(xué)需氧量達(dá)36 000 mg/L。將高濃度的畜禽糞便肥作為肥料施入土壤，會使土壤的氮含量過高。而過剩的氮肥在土壤中會轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，硝酸鹽在土壤中流失時會將土壤中的鈣、鎂離子、鉀離子等堿性物質(zhì)帶走，導(dǎo)致土壤酸化或鹽堿化。同時，氮肥過量會使土壤溶液濃度過高，滲透阻力增大，導(dǎo)致農(nóng)作物根系吸水困難，甚至發(fā)生細(xì)胞脫水現(xiàn)象，初時葉片發(fā)蔫，繼而葉片枯黃死亡，即出現(xiàn)作物“燒苗”現(xiàn)象。此外，土壤酸化會與土壤中的無機碳發(fā)生中和反應(yīng)，生成二氧化碳釋放到大氣中，造成無機碳的耗散，影響作物對肥料吸收和轉(zhuǎn)化。土壤酸化會嚴(yán)重影響作物對肥料的吸收和轉(zhuǎn)化，造成果樹爛根、黑根、黃葉、樹勢早衰，出現(xiàn)黃化病危害，嚴(yán)重時會導(dǎo)致果樹植株死亡。例如，雞糞是強酸性肥料（pH值3.6～4.7），但最適合柑橘生長土壤pH值為5.5～6.5，若在柑橘果園里施用酸性雞糞無異于“雪上加霜”[4]。

1.2 土壤透氣性、透水性差

未腐熟的畜禽糞便肥在分解過程中，會產(chǎn)生大量的熱量和有害氣體，造成土壤孔隙堵塞，土壤板結(jié)，影響土壤的透氣性，使得根吸收到的氧氣減少，直接導(dǎo)致根系的有氧呼吸減弱甚至進行無氧呼吸，從而影響植物的生長。土壤板結(jié)還會影響土壤的透水性，使得水分難以滲透到土壤深處，影響植物正常生長和水分的有效利用。土壤板結(jié)使作物徒長、倒伏、晚熟或不熟，甚至使作物出現(xiàn)大面積死亡。未腐熟的畜禽糞便肥在分解過程中產(chǎn)生的乙烯氣體有抑制作物根系生長的作用，導(dǎo)致植物出現(xiàn)燒根。同時，分解過程中易消耗土壤中的氧氣，使土壤暫時性處于缺氧狀態(tài)，會使作物生長受到抑制。分解產(chǎn)生的熱量會影響作物根系的生長，從而導(dǎo)致葉面發(fā)黃，葉莖細(xì)小萎縮，甚至死苗的現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)量減產(chǎn)甚至絕收的危害[5]。

1.3 土壤難以分解和吸收有效成分

未腐熟畜禽糞便含難分解的纖維素、木質(zhì)素等化合物[6]。這些成分在未經(jīng)處理的糞便中，?由于缺乏適當(dāng)?shù)姆纸膺^程，?會導(dǎo)致糞便中的有機物質(zhì)難以被土壤微生物有效利用，?從而影響土壤養(yǎng)分的增加和植物養(yǎng)分的供應(yīng)。?具體來說，?未腐熟的畜禽糞便中含有的纖維素和木質(zhì)素等復(fù)雜有機物，?由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，?不易被微生物分解，?因此影響糞便的腐熟過程。?此外，?糞便中的氮化物和碳也是影響糞便腐熟的重要因素，?它們在分解過程中會釋放出氨氣等有害氣體，?不僅影響環(huán)境，還影響植物根系的正常呼吸?。?

1.4 土壤重金屬超標(biāo)

未腐熟畜禽糞便重金屬超標(biāo)，含有大量的汞、鉻、鎘、鉛、砷等重金屬，并且這些重金屬很難降解和置換，給食品的安全、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展埋下了隱患。含有重金屬超標(biāo)的土壤嚴(yán)重影響作物生長，植物受汞毒害后，表現(xiàn)植株矮化，根系發(fā)育不良。谷類作物鎘的毒害表現(xiàn)為萎黃病，其他作物還表現(xiàn)為枯斑、萎蔫。高濃度的鉛除在作物可食部分產(chǎn)生殘毒，還表現(xiàn)為使幼苗萎縮、生長緩慢、產(chǎn)量下降甚至絕收。過量的鉻會抑制作物生長，高濃度的鉻不僅本身產(chǎn)生危害，還會干擾植物對其他必需元素的吸收和運輸，直觀癥狀是根部功能受抑，生長緩慢，葉卷曲，褪色。砷對植物的毒害主要是阻礙植物體內(nèi)水分和養(yǎng)分的輸送。重金屬沒有被生物降解，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品重金屬超標(biāo)，通過食物鏈進入人體，重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及酶等發(fā)生強烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中積累，造成慢性中毒。例如，重金屬被稻谷、小麥等農(nóng)作物所吸收被人類所食，重金屬就會進入人體使人產(chǎn)生重金屬中毒，輕則發(fā)生怪病（水俁病、骨痛病），重者則會死亡。

1.5 土壤病原菌過量

未腐熟的畜禽糞便中含有大量病原菌，直接施用含有大腸桿菌、線蟲等畜禽糞便會導(dǎo)致病蟲害的傳播，使得作物發(fā)病。例如，雞糞所攜帶的大量病毒病菌，在濕度和溫度合適的情況下則會暴發(fā)病害，導(dǎo)致病蟲害的傳播，滋生病毒病、根腐病、疫病、莖基腐病、青枯病等病害，造成植株萎蔫、黃枯、僵苗甚至死亡。此外，種蠅的成蟲產(chǎn)卵有趨向未腐熟的畜禽糞便的習(xí)性，幼蟲危害萌動的種子和幼莖，使種子不能發(fā)芽和出土，還可鉆入根部和莖部，使地上部表現(xiàn)營養(yǎng)不良，危害所造成的傷口容易引起病原微生物的侵入，引起侵染性病害的發(fā)生，造成更大的損失。土壤受病原菌污染再通過食物鏈對人類健康影響較大，使得人們?nèi)菀赘腥静≡w。未腐熟的畜禽糞便中攜帶著部分抗生素，長期積累，可能導(dǎo)致土壤微生物產(chǎn)生抗藥性，引發(fā)生態(tài)風(fēng)險。

2 土壤污染的防治措施

2.1 對未腐熟畜禽糞便進行發(fā)酵后再使用

經(jīng)過發(fā)酵翻堆機翻拋腐熟后的畜禽糞便——有機肥，富含大量有益物質(zhì)，包括多種有機酸、肽類，以及氮、磷、鉀營養(yǎng)元素，能為農(nóng)作物提供全面營養(yǎng)，且肥效長，可增加和更新土壤有機質(zhì)，減輕土地板結(jié)，增強土壤的理化性質(zhì)和生物活性，改變土壤的水、肥、氣、熱環(huán)境，增加土壤的透氣性。而土壤有機質(zhì)含量高，能增加果實的“可溶性固性物”，即果實的香度、甜度、適口性、亮度。畜禽糞便發(fā)酵腐熟后，施用方便，無臭味，由于有機質(zhì)的好氧發(fā)酵，堆內(nèi)溫度持續(xù)15～30 d，達(dá)50～70 ℃，可殺滅絕大部分病原微生物、寄生蟲卵和雜草種子，畜禽糞便經(jīng)過腐熟后，還能促使土壤中作物難利用形態(tài)的養(yǎng)分轉(zhuǎn)變?yōu)樽魑锟衫玫男螒B(tài)。對畜禽糞便內(nèi)的抗生素要進行降解后才能還田利用。對重金屬超標(biāo)的原料不能用于制作有機肥，對重金屬要通過鈍化等技術(shù)降低有機肥中重金屬的活性，減少作物對重金屬的吸收，將有機肥中的重金屬含量控制在國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。

傳統(tǒng)的自然堆腐發(fā)酵，占用較大場地，發(fā)酵周期長，且養(yǎng)分利用損失量大。生產(chǎn)有機肥料的發(fā)酵工藝，可加速發(fā)酵進程，減少養(yǎng)分損失。發(fā)酵的技術(shù)要點如下：向家禽糞便中添加鋸末、礱糠、作物秸稈等原料，以調(diào)整水分和碳氮比；在禽糞內(nèi)添加過磷酸鈣、沸石等原料，吸附發(fā)酵過程中產(chǎn)生的臭氣，改善理化狀況。在堆肥原料中接入專用微生物發(fā)酵菌劑，可縮短畜禽糞便發(fā)酵的周期；在接菌種時加入適量的糖、豆餅等，以及有利于微生物生長的培養(yǎng)物質(zhì)，促進發(fā)酵菌劑快速形成優(yōu)勢菌群。在發(fā)酵過程通過翻堆或直接向堆中鼓氣，補充氧氣，促進發(fā)酵進程?？梢圆捎脳l垛式堆腐、柵式發(fā)酵、滾筒發(fā)酵、塔式發(fā)酵等發(fā)酵方法，但要根據(jù)原料來源量而確定發(fā)酵方法。

2.2 加強對被污染土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和評價

定期或不定期監(jiān)測與污染土壤環(huán)境質(zhì)量有關(guān)的項目，確定污染土壤的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、監(jiān)視污染土壤環(huán)境質(zhì)量變化、評價污染土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)控措施的效果、衡量土地環(huán)境保護工作進展等內(nèi)容。相關(guān)部門可以對污染土壤進行樣品采集，對土壤樣品的金屬、非金屬和其他一些污染物資的含量和存在形態(tài)等方面進行分析檢測。通過對土壤中污染物含量的監(jiān)測，與土壤污染物標(biāo)準(zhǔn)進行比較，進行綜合評價。通過綜合評價提高土壤環(huán)境質(zhì)量，并制定出控制和減緩?fù)寥拉h(huán)境不利變化的措施。

2.3 鼓勵發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)

生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)是將種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)等與加工業(yè)有機聯(lián)系的綜合經(jīng)營方式，其利用微生物科技在農(nóng)、林、牧、副、漁多模塊間形成整體生態(tài)鏈的良性循環(huán)。相關(guān)部門應(yīng)鼓勵農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)，為緩解農(nóng)業(yè)污染、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、節(jié)約農(nóng)業(yè)資源、提高產(chǎn)出效率、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)、保障食品安全等提供系統(tǒng)化解決方案，并打造出一種新型的多層次循環(huán)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，形成一種良性的生態(tài)循環(huán)環(huán)境。適量使用飼用酶制劑提高飼料的消化率和利用率，減少畜禽排泄物中氮、磷的排泄量，保護土壤免受污染。同時，切實控制飼料中重金屬、抗生素、生長激素等物質(zhì)的添加量，嚴(yán)禁非法添加“禁藥”，保障畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化綜合利用的環(huán)境安全。

2.4 完善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管追溯制度

第一，完善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)體系，主要包括完善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)體系、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管體系，以及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量分級及產(chǎn)地準(zhǔn)出、市場準(zhǔn)入制度。第二，建立健全農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估、監(jiān)測預(yù)警和應(yīng)急處置機制，主要包括強化農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估、強化檢驗監(jiān)測預(yù)警，以及強化應(yīng)急處置。第三，完善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管追溯系統(tǒng)，主要包括推進平臺建設(shè)，出臺農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯管理辦法，推動智慧監(jiān)管，落實生產(chǎn)經(jīng)營者主體責(zé)任，強化農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營者的質(zhì)量安全意識。第四，建立農(nóng)資和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)信用信息系統(tǒng)，主要包括深入推進信用信息系統(tǒng)建設(shè)，完善信用信息記錄，引導(dǎo)農(nóng)資和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營主體成立行業(yè)協(xié)會，健全組織體系和治理結(jié)構(gòu)，營造誠信守法的良好氛圍。

3 被污染土壤的修復(fù)措施

3.1 土壤污染物的清除

污染土壤修復(fù)的目的在于降低土壤中污染物的濃度，固定土壤污染物，將土壤污染物轉(zhuǎn)化成毒性較低或無毒的物資，阻斷土壤污染物在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移途徑，從而減少土壤污染物對環(huán)境、人體或其他物體的危害。修復(fù)技術(shù)包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)和植物修復(fù)。物理修復(fù)包括土壤蒸氣提取、固定和穩(wěn)定化、玻璃化、熱處理、電動力學(xué)修復(fù)、稀釋和覆土?；瘜W(xué)修復(fù)包括土壤淋洗、原位化學(xué)氧化、化學(xué)脫鹵、溶劑提取、農(nóng)業(yè)安全利用。植物修復(fù)技術(shù)指利用植物及其根際微生物對土壤污染物的吸收、揮發(fā)、轉(zhuǎn)化、降解、固定的作用。生物修復(fù)指利用天然存在的或特別培養(yǎng)的微生物將土壤中有毒污染物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，如降解、轉(zhuǎn)化、吸附、富集、溶解，以清除土壤污染物。

3.2 酸性土壤的改良

石灰是堿性物質(zhì)，可以改良酸性土壤。首先，在酸性土壤中施用石灰可以降低土壤酸度，提高土壤pH值，減少紅壤對磷的吸附，增強磷肥效果，提升土壤中鈣、鎂等元素的有效性，降低鋁害。其次，在酸性土壤中施用石灰可以促進微生物的繁殖，既有利于腐殖質(zhì)的形成，又可消除有機物在分解過程中產(chǎn)生的有機酸和某些有毒物質(zhì)的危害。最后，在酸性土壤中施用石灰還可以促進土壤團聚化，改善土壤物理性質(zhì)，有利于植物根系的生長。然而，在酸性土壤施用石灰，切忌施用過量或連年大量使用，以防土壤理化性狀變差和磷、鐵、硼、鋅、錳等有效性降低。石灰用量過多，也會使土壤肥力下降，降低磷肥效果等。因此，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)實際情況進行合理施用。

通過“三觀察”可判斷土壤酸堿性，一是觀察野生植物中有無喜酸植物，若有杜鵑花（映山紅）、毛栗等，則表明土壤是酸性的；二是觀察土壤顏色，通常酸性土壤的顏色呈紅黃色；三是觀察田間水質(zhì)，如灌溉水混濁，甚至出現(xiàn)銹膜，則表明土壤酸性較強。

針對酸性土壤，一般施用石灰進行中和，但也要根據(jù)不同作物的特性針對處理。一般種植耐酸的茶樹、馬鈴薯等作物無需施用石灰：而對酸敏感的大麥、甜菜等，則需施用較多石灰。施用方法：石灰最好和有機肥配合施用。例如，對于水稻，往往是在插秧前隨同稻草還田時將石灰施下，然后翻耕入土。對于旱地，在前作收獲后耕地時施下，也可在播種時條施。此外，石灰不要與硫酸銨、氯化銨、腐熟的有機肥同時施用，以防氨氣揮發(fā)損失。

4 結(jié)束語

未腐熟畜禽糞便肥會對土壤產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，而土壤污染對作物生長、人們身體健康產(chǎn)生極大的影響，相關(guān)人員應(yīng)提倡施用經(jīng)過科學(xué)處理后的畜禽糞便肥，盡量采取有效綜合措施，減少未腐熟畜禽糞便肥的使用，并強化污染土壤環(huán)境管理與綜合防治，控制和消除土壤污染源，保護土壤健康和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)性，實現(xiàn)高增長、低污染的綠色農(nóng)業(yè)增長模式。通過對未腐熟畜禽糞便肥的土壤污染和防治的研究，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)和實際指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 洪堅平.土壤污染與防治[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2019.

[2] 張洪昌，段繼賢，趙春生.肥料安全施用技術(shù)指南[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2013.

[3] 王春敏，王春永.畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染及防治措施分析[J].農(nóng)民致富之友，2018（9）：122.

[4] 馮志華，趙國先.通過營養(yǎng)調(diào)控降低畜禽排泄物對環(huán)境的污染[J].中國飼料，2002（8）：26-28.

[5] 石偉勇，馬國瑞.高效使用化肥200問[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2013.

[6] 王久臣，鄒國元，王飛.圖說農(nóng)業(yè)環(huán)境保護56例[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2019.