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Dynamic changes of different soluble humus zinc in chicken manure

鸡粪腐解过程不同溶解性腐殖物质结合形态锌的动态


以鸡粪为材料,添加不同比例的铜锌进行腐解试验,研究了腐解过程中不同溶性(水溶性、氢氧化钠溶性、氢氧化钠-焦磷酸钠混合液溶性)腐殖物质结合形态锌浓度的动态变化、受铜含量的影响及其与有效锌的关系。结果表明,粪肥原样水溶性锌(H2O-Zn)占其全锌量的0.74%,在腐解过程中逐渐下降;随着粪肥中添加锌量的增加(Cu/Zn为1: 1、1: 2、1: 3处理),H2O-Zn含量也相应增加,但平均含量占其全锌的比例低于对照处理,同时也随着腐解时间延长呈减少趋势。铜含量的增加对H2O-Zn提取有促进作用。腐解初期,粪肥原样中NaOH浸提取锌含量占其全锌量的62.41%,在腐解过程其比例大幅度下降;NaOH腐殖物质结合态锌(NaOH-Zn)随着加入锌的增大而有所增加,随着铜含量增加,NaOH溶性腐殖物质结合态锌的含量也有增加趋势,而随着腐解时间呈下降趋势。粪肥原样中NaOH-Na4P2O7提取腐殖物质络合锌含量占其全锌量的13.59%,随腐解时间推移呈增加趋势;NaOH-Na4P2O7提取腐殖物质络合态锌(NaOH-Na4P2O7-Zn)的量随着加入锌量的增加,其变化不大,且铜含量对NaOH-Na4P2O7提取腐殖物质络合态锌的量影响很小。在堆腐前,在各个处理样中,50%~85%的可溶性锌分配在NaOH的溶液,10%~50%分配在碱性混合液,0~5%在水溶液;至腐解后期,58%~92%分配在NaOH-Na4P2O7溶液,6%~41%分配在NaOH的溶液,0~2%分配在水溶液。随着锌含量增加,H2O-Zn和NaOH-Zn的分配比例逐渐增加,而NaOH-Na4P2O7-Zn的分配比例减少。在堆腐粪肥中,水溶性锌、NaOH溶性腐殖物质结合态锌与有效锌浓度之间显极正显著或正显著相关,而NaOH-Na4P2O7-Zn溶性腐殖物质络合态锌与水溶性锌,NaOH溶性腐殖物质结合态锌及有效锌浓度都显极负显著或负显著相关。

Chicken manures added with Cu and Zn were used for composting experiment to study the changes of humus complexed zinc(humus-zinc)extracted by H2O, NaOH and NaOH-Na4P2O7 mixture (expressed as H2O-Zn,NaOH-Zn and NaOH-Na4P2O7-Zn), respectively. The effect of copper in compost on humus-zinc and the relationship between humus-zinc and available Zn were also revealed. H2O-Zn of raw manure accounted for 0.74% of total Zinc of the compost, and decreased with the manure composting. With the increase of adding zinc (Cu/Zn was 1: 1, 1: 2 and 1: 3), H2O-Zn increased correspondingly, and decreased with the process of decomposition. The average percentages of H2O-Zn to total Zinc of the treatment of 1: 1, 1: 2 and 1: 3 were lower than that of the control (raw materials). H2O-Zn was increased with the increase of copper content. NaOH-Zn accounted for 62.41% of total Zn of the raw manure and decreased dramatically with the compost proceeding. With the increase of adding Zn,
NaOH-Zn increased, but decreased with decomposing process. During decomposition, the added copper increased the content of NaOH-Zn. NaOH-Na4P2O7-Zn accounted for 13.59% of total copper of the raw manure, which increased with time of composting. With the added Zn content increasing in compost manure, the percentage of NaOH-Na4P2O7-Zn to total Zn changed slightly. The added copper had no significant effect on NaOH-Na4P2O7-Zn. Before composting, of all humus–zinc extracted by H2O, NaOH and NaOH-Na4P2O7 , respectively, 50%–85% of extracted humus–Zn was present in NaOH fraction, 10%–50% in NaOH-Na4P2O7 fraction, and 0–5% in H2O fraction. After composting, 6%–41% of extracted humus–zinc was present in NaOH fraction, 58%–92% in NaOH-Na4P2O7 fraction, and 0–2% in H2O fraction. With the added zinc contents increasing, the distribution percent of NaOH-Na4P2O7-Zn (Pressed as percent of extracted Zn) decreased. H2O-Zn,NaOH-Zn, and DTPA-Zn were positively correlated to each other and all were negatively correlated to NaOH-Na4P2O7-Zn. (P≤0.01).


全 文 :收稿日期:!""#$"%$"& 接受日期:!""#$’!$!%
基金项目:国家科技支撑项目(!""()*+#%)’,);西北农林科技大学青年骨干支持计划和大学生创新计划资助。
作者简介:卢丽兰(’%#’—),女,海南省海口市,硕士生研究生,主要从事土壤和环境化学研究。-./012:2321204’!567’,58 9:/
! 通讯作者 -./012:;04<=3>:4<"’7’!,8 9:/
鸡粪腐解过程不同溶解性腐殖物质
结合形态锌的动态
卢丽兰,王旭东!,尚浩博,何海娟
(西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 (’!’"")
摘要:以鸡粪为材料,添加不同比例的铜、锌进行腐解试验,研究了腐解过程中不同溶性(水溶性、氢氧化钠溶性、氢
氧化钠$焦磷酸钠混合液溶性)腐殖物质结合态锌浓度的动态变化及其受铜含量的影响以及各形态锌与有效锌的
关系。结果表明,粪肥原样水溶性锌(?!@.A4)占其全锌量的 "8(6B,在腐解过程中逐渐下降;随着粪肥中添加锌量
的增加(C3 D A4为 ’E’、’E!、’E5处理),?!@.A4含量也相应增加,但平均含量占其全锌的比例低于对照处理,同时也
随着腐解时间延长呈减少趋势。铜含量的增加对 ?!@.A4提取有促进作用。腐解初期,粪肥原样中 F0@?浸提取锌
含量占其全锌量的 ,!86’B,在腐解过程其比例大幅度下降;F0@?腐殖物质结合态锌(F0@?.A4)随着加入锌的增
大而有所增加,随着铜含量增加,F0@?溶性腐殖物质结合态锌的含量也有增加趋势,而随着腐解时间呈下降趋势。
粪肥原样中 F0@?.F06G!@(提取腐殖物质络合锌含量占其全锌量的 ’58&%B,随腐解时间推移呈增加趋势;F0@?.
F06G!@(提取腐殖物质络合态锌(F0@?.F06G!@(.A4)的量随着加入锌量的增加,其变化不大,且铜含量对 F0@?.
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F0@?.F06G!@(.A4的分配比例减少。在堆腐粪肥中,水溶性锌、F0@?溶性腐殖物质结合态锌与有效锌浓度之间显
极正显著或正显著相关,而 F0@?.F06G!@(.A4溶性腐殖物质络合态锌与水溶性锌,F0@?溶性腐殖物质结合态锌及
有效锌浓度都显极负显著或负显著相关。
关键词:鸡粪;腐殖物质结合锌;腐殖物质络合锌;有效锌;腐解过程
中图分类号:H’6’86;I&"! 文献标识码:* 文章编号:’""#$&"&I(!""%)"&$’!"!$"#
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植物营养与肥料学报 !""%,’&(&):’!"!$’!"%
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由于现代集约化养殖业普遍使用铜、锌等微量
元素添加剂,而且禽畜对此类添加剂的利用率很低,
大部分微量元素通过粪便排出[HE7],从而使粪肥中
铜、锌等元素含量较高。Q)"+等[R]和刘荣乐等[5]研
究了中国的畜禽粪便和商品有机肥料后指出,猪粪
的 Q.、!"浓度分别高达 H87JOC、77FJOF ,+ S P+;鸡粪
的 Q.、!"浓度分别高达 8RJOC、HCH8OC ,+ S P+。此类
含有高浓度锌等微量元素的粪肥在施用过程中,会
随水流失,会引起局部地表水的污染,大量或连年施
入土壤后可引起土壤重金属累积,造成生物毒
害[BEJ]。一些研究表明,堆肥后这些微量元素主要
残留在粪肥固体之中[8]。元素化学形态是决定元素
对植物吸收的有效性和抗淋失的能力的主要因素,
而不是金属因素的总浓度[F]。在粪肥中的形态分配
已有一些研究[KEHC],但这些研究多采用化学分组方
法把金属离子划分为水溶态、交换态、有机结合态
(腐殖质结合态)、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合
态、残渣态等。而且,目前对不同可溶性腐殖物质结
合态铜、锌等重金属离子(3T E U)的研究很不系统。
腐殖物质结合态金属离子在粪肥中占有重要比
例,其对离子形态转化、迁移性、生物有效性或毒性
具有重要的调控作用[HHEH7]。粪肥腐解过程中,腐殖
物质的组成是一个动态变化过程,一方面,随腐解
过程的进行,一些有机物质氧化、断裂形成小分子的
腐殖物质;另一方面,随着腐殖化进行,小分子腐殖
物质又逐渐聚合或缩合形成结构复杂的腐殖物
质[HR]。小分子的腐殖物质与锌络合后可以增加锌
的溶解性和移动性,但其稳定性低,容易被矿化分解
而重新转化为无机态;大分子的腐殖物质与锌络合
后形成复杂的络合物或螯合物,其稳定性高,抗分解
能力强,但其溶解性下降、移动性降低,有时因结构
过于复杂而难于被生物吸收,从而降低其有效性。
不同性质、类型的腐殖物质及其金属络合物可以用
不同性质的浸提剂来提取,傅积平[H5]研究认为,水
可以浸提游离态的腐殖质及其络合物,此部分腐殖
质及络合物活性最高;氢氧化钠浸提得到的是代表
松结态的腐殖物质及其络合物,而氢氧化钠 E焦磷
酸钠混合液浸提得到的则代表紧结态的腐殖物质及
其络合物。3*. 等[HB]认为,用 COH ,$9 S V 1)23 和
COH ,$9 S V 1)2341)56728连续浸提的金属离子分别
代表腐殖质结合态和腐殖物质络合态金属,在这 7
种结合形态中,氢氧化钠 E焦磷酸钠混合液浸提的
金属离子的活性相对较低。但是,目前对粪肥中铜、
锌与腐殖物质的结合竞争随着腐解进程的变化,尤
其是随着粪肥中铜、锌含量或比例的变化研究还很
少。为此,本研究中以鸡粪为材料,在好氧条件下进
行发酵分解,研究粪肥腐解过程中水溶性、氢氧化钠
溶性、氢氧化钠 E焦磷酸钠溶性腐殖物质及其结合
态锌的变化及其受铜、锌含量的影响,以及腐殖物质
结合态锌含量与有效锌的关系,旨在揭示粪肥腐解
过程有机结合态铜、锌的变化及其相互影响,为粪肥
的安全管理提供理论指导。
) 材料与方法
)*) 粪肥的腐解试验
试验用的新鲜鸡粪来源于陕西省西安市杨凌高
新农业示范区中型养鸡场,样品经室内风干后,研磨
备用。原鸡粪含总有机质(=2Q)7J8O58 W FOC + S P+,
全铜(=EQ.)H7RO8K W RO8 ,+ S P+,N=6IEQ. HROH8 W
CO5 ,+ S P+,全锌(=E!")KRFO85 W BFO7 ,+ S P+,N=6I4
!" HFRO58 W BOB ,+ S P+,灰分(I*/)RFCOCH W HHO5
+ S P+。
根据目前我国不同地区禽粪肥的 Q.和 !"的含
量( Q. HCO8 ! H87J ,+ S P+; !" 8HOR ! 77FJOF
,+ S P+)[H,5,HJ],设计 J 种不同铜、锌含量的鸡粪处
理,即:H)QX,鸡粪原料;7)Q. Y !" Z H Y H(鸡粪 [ Q.4
T25 BCC ,+ S P+ [ !"T25 BCC ,+ S P+);R)Q. Y !" Z H Y 7
(鸡粪 [ Q.T25 BCC ,+ S P+ [ !"T25 HCCC ,+ S P+);
5)Q.Y !" Z 7YH(鸡粪 [ Q.T25 HCCC ,+ S P+ [ !"T25 BCC
,+ S P+);B)Q.Y !" Z HYR(鸡粪 [ Q.T25 BCC ,+ S P+ [
RC7HB期 卢丽兰,等:鸡粪腐解过程不同溶解性腐殖物质结合形态锌的动态
!"#$% &’(( )* + ,*);-)./ 0 !" 1 2 0 &(鸡粪 3 ./#$%
&’(( )* + ,* 3 !"#$% ’(( )* + ,*)。
为了保证物料和加入的重金属混合均匀,将所
添加的重金属溶于水中,然后均匀喷洒在粪肥中。
取 ’( ,*处理样品放在发酵桶(4’ 5) 6!7’ 5))中进
行静态强制通气发酵[&’ 8以前通气量为 2( 9 +():"
·)2),&’ 8以后停止通气]。堆肥中温度变化在 2(
!-(;之间,发酵期间水分控制为 -(别在堆肥的第 (、&’、2(、%’、-( 8采样,取样时搅拌均
匀,每次一个桶里取 =份样各 & ,*。样品经过风干、
粉碎用于分析。每个样测定 =份重复。
!"# 浸提、分析方法
参考傅积平[&%]和 >?/ 等[&’]的方法并进行改
进。分别用去离子水、(@& )AB CD$> 和 (@& )AB
CD$>ECD%F=$7溶液浸提取可溶性锌,分别代表水溶
性、腐殖物质结合态和腐殖物质络合态锌,提取液离
心(&=((( G + ):"),后用 (@%’")滤膜过滤,滤液经过
透析以除去自由态金属离子,用原子吸收分光光度
计测定浸提液中锌离子(不同溶液提取的锌主要是
腐殖物质结合形态的锌)。不同腐解期样品中的有
效态锌则采用 (@((’ )AB + 9 HIFJ 浸提,用 KDG:D"
#LM5NGEJJ==( O# 型原子吸收分光光度计的方法测
定[&7]。所有试验结果重复 =次。
# 结果与分析
#"! 不同浸提剂提取的腐殖物质结合态锌的动态
变化
=@&@& 水溶性腐殖物质结合态锌随时间的动态变

对照处理的水溶性锌(>=$E!")浓度随着腐解时
间延长逐渐下降,腐解期间平均浓度为 7@’7 )* + ,*,
至腐解 -( 8时,>=$E!"浓度下降了 =4@44<。./0 !"
为 & 0&、& 0& 和 & 0 2 处理样品 >=$E!"的浓度变化曲
线显示,在整个腐解阶段,./0 !"为 & 02处理样品的
>=$E!" 平均浓度比 & 0 = 和 & 0 & 处理的增加了
=%@7(<和 -2@=(<(图 &D)。由此可知,堆肥样品的
>=$E!"浓度随着粪肥样品锌的含量增加而增加,在
腐解过程中,./ 0 !"为 & 0 & 处理样品在堆腐一段时
间(%’、-( 8)后,其 >=$E!"浓度比 = 0 &大,平均浓度
增加了 2-@2=<,而比 2:&处理样品平均浓度增加了
=%@%2<。可见,堆肥样品的 >=$E!" 浓度随着堆肥
的铜含量增加而减小,因此高浓度的铜可能对水溶
性锌形成有抑制作用。
图 ! 不同铜、锌含量处理堆肥的水溶性锌浓度变化趋势
$%&’! ()*+,%- -.+*&/0 1+2/34056786/ 9*(:#;49*)-5*-/*23+2%5*0 5< ,+*73/0 1%2. =%<7 +*= 9*
=@&@= CD$>溶性腐殖物质结合态锌的动态变化
在粪肥堆腐解过程中,各个处理样品的 CD$>
溶性腐殖物质结合态锌(CD$>E!")浓度呈下降趋
势,从堆腐时(( 8)到堆腐结束(-( 8),对照处理和
./0 !" 为 & 0 &、& 0 =、& 0 2 处理分别下降了 4%@7’<、
%2@%7<、==@=%<和 P@-=<;对照处理样品的 CD$>E
!"浓度下降幅度较大。在整个腐解期间,./ 0 !"为
&02处理 CD$>E!"平均浓度比 & 0 =、& 0 &和对照处理
的分别增加了 =7@7&<、’=@(&<、’P@4’<(图 =)。说
明随着粪肥中所添加锌含量增加,CD$> 溶性腐殖
物质结合态锌的含量增加。在加入锌相等的条件
下,随着粪肥所添加入铜量的增加(./0 !"为 & 0 &、= 0
&和 2 0&处理),./ 0 !"为 2 0 &处理样品 CD$>E!"平
均浓度比 = 0 &和 & 0 &处理的分别增加了 &=@42<和
&’@2&<;腐解 -( 8时,和对照相比,./0 !"为 = 0&与
2 0&处理样品的平均浓度分别增加了 &-@47和 =&@&=
%(=& 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 &’卷
图 ! 不同铜、锌含量处理堆肥的氢氧化钠溶性锌浓度变化趋势
"#$%! &’()*#+ +,)($-. /0 1)23 ./4564- 7((1)2387()+/(+-(9:)9#/(. /0 *)(5:-. ;#9, <#00-:-(9 :)9#/. /0 =5 )(< 7(
倍。可见,粪肥中高含量的铜可以促进 !"#$溶性
腐殖物质结合态锌的形成。
%&’&( !"#$)!"*+%#, 溶性腐殖物质络合态锌的动
态变化 粪肥经过堆腐后,!"#$)!"*+%#, 溶性腐殖
物质络合态锌(!"#$)!"*+%#,)-.)的提取浓度明显
增大。从堆腐开始(/ 0)到堆腐结束(1/ 0),对照和
234 -.为 ’ 4’、’ 4%、’ 4(处理样品的 !"#$)!"*+%#,)-.
浓度分别增长了 *(,&/(5、1’&675、*1&,*5 和
’7&*(5;对照处理样品的 !"#$)!"*+%#,)-.浓度上
升的幅度较大。在整个腐解期间,234 -.为 ’ 4 ’、’ 4 %
和 ’ 4(处理样品的 !"#$)!"*+%#,)-.平均浓度分别
比对照的增加了 *&((、6&6%和 1&/1倍,234 -.为 ’ 4(
处理 !"#$)!"*+%#,)-.平均浓度比 ’ 4 %和 ’ 4 ’处理
的分别增加了 ’1&%%5和 (7&1/5(图 ()。说明粪肥
样品中 !"#$)!"*+%#, 提取腐殖物质络合态锌的含
量随着加入锌量的增加而增加。
随着粪肥中铜含量的增加(23 4 -. 为 ’ 4 ’、% 4 ’
和 ( 4’处理),!"#$)!"*+%#,)-.平均浓度变化不大。
说明粪肥中铜含量的高低对 !"#$)!"*+%#, 溶性腐
殖物质络合态锌的形成无明显的抑制或促进作用。
从碱性溶液提取腐殖物质结合态锌浓度变化曲
线看,与对照相比,添加铜锌处理后粪肥样品的腐殖
物质结合形态锌浓度随着腐解时间其变化幅度较
小,因此粪肥中铜锌金属浓度会影响腐解过程中不
同腐殖物质结合形态锌等物质的动态变化。
图 > 不同铜、锌含量处理堆肥的氢氧化钠和焦磷酸钠混合液溶性锌浓度变化趋势
"#$%> &’()*#+ +,)($-. /0 1)2381)?@!2A ./4564- 7((1)2381)?@!2A87()+/(+-(9:)9#/(. /0
*)(5:-. ;#9, <#00-:-(9 :)9#/. /0 =5 )(< 7(
%&’&* 不同溶性腐殖物质结合形态锌的相对含量
和分配 在粪肥堆腐过程中,不同溶性腐殖物质结
合形态锌的相对含量(腐殖质 8锌占其全锌的百分
数)的变化趋势有明显不同(表 %)。对照处理 $%#)
-.平均含量占其全锌的 /&,*5,随腐解过程其 $%#)
-.相对含量逐渐下降。随着粪肥中添加锌量的增
6/%’6期 卢丽兰,等:鸡粪腐解过程不同溶解性腐殖物质结合形态锌的动态
加,!"#$%&平均含量占其全锌的比例增加,但 ’( )
%&为 * )*、* ) "和 * ) +处理样品的 !"#$%& 含量占其
全锌的比例分别比对照处理降低了 ,-.",/、
01."*/和 +2.*"/。随着腐解时间的变化,’( ) %&
为 * )*、" )* 和 + ) * 处理样品的 !"#$%&相对含量变
化较小,分别占全锌比例的 3.",/、3."*/ 和
3."+/。说明粪肥中铜含量增加对 !"#$%& 相对含
量影响较小。
随着腐解时间推移,对照处理样品的 45#!溶
性腐殖物质结合态锌含量占其全锌的比例大幅度下
降,其比例由腐解开始时的 ,".0*/下降到腐解 ,3 6
时的 ".**/,平均含量占全锌量的 ""."2/。随着
粪肥中添加锌量的增加(’( ) %&为 * ) *、* ) "、* ) + 处
理),45#!溶性腐殖物质结合态锌平均含量占其全
锌比例有所增加,占全锌比例的 *-.02/、*,.,7/和
*7.17/。进一步说明粪肥中锌含量的增加有利于
45#!溶性腐殖物质结合态锌的形成。
随着腐解时间的推移 45#!溶性腐殖物质结合
态锌相对含量下降,说明随着有机质的矿化分解以
及更复杂腐殖质分子的形成,45#! 溶性腐殖物质
结合态锌转化为其他形态如无机态或更复杂的有机
态。随着粪肥中铜含量的增加,’( ) %& 为 * ) *、" ) *
和 + ) * 处理平均含量占全锌比例的 *-.02/、
*-.2-/和 "3.*2/。可见,铜含量高低对 45#! 溶
性腐殖物质结合态锌的形成具有促进作用。
随着腐解的进行,对照处理 45#!$4508"#2 溶性
腐殖物质络合态锌的相对含量呈增加趋势,平均含
量占其全锌的 *+.-7/,随着粪肥中锌含量的增加
(’() %&为 * ) *、* ) "、* ) + 处理),45#!$4508"#2 溶性
腐殖质络合态锌的相对含量的变化不大,在 "0/
!",/之间;随着腐解时间延长,其相对含量皆有
所增加。同时,粪肥中添加铜对 45#!$4508"#2 溶性
腐殖物质络合态锌提取影响不大。从总体来看,各
个处理样品的 45#!$4508"#2$%& 相对含量最大,其
次是 45#!$%&,!"#$%&的相对含量最小。
!"# 溶性锌、45#!溶性腐殖物质结合态锌和
45#!$4508"#2溶性腐殖物质络合态锌的分配百分
比是指每一种浸提液提取性锌含量占 +种浸提液提
表 ! 堆肥的可浸提性锌占全锌的百分含量
"#$%& ! "’& (&%#)*+& ,-.)&.)/ -0 )’& &1)(#,)&2 3*., -0 4#.5(&/
处理
9:;5<=;&<>
浸提剂
?@<:5A<>
可浸提性锌相对含量 B;C5 FG 3 6 *- 6 +3 6 0- 6 ,3 6
’J !"# *.00 3.,2 3.," 3.-3 3.07
45#! ,".0* ++.7* 1.12 0.3, ".**
45#!K 4508"#2 1."3 ,.01 7.10 *-.3+ "1.0*
*)* !"# 3.+1 3.+* 3.", 3.*7 3.*-
45#! "*.33 *7.*+ *0.7+ *".++ 7.72
45#!K 4508"#2 "3.11 "*.03 "-.1* ",."1 "1.++
*)" !"# 3.,3 3.0- 3.+1 3.", 3.""
45#! "*.*7 *2.7* *,.17 *0.*- *+.+3
45#!K 4508"#2 "".+, "".00 "-.0+ "-.,+ ",.01
")* !"# 3.+" 3.+3 3."- 3.*" 3.32
45#! "*.7" *7.,* *1.,0 7.7+ 1.,2
45#!K 4508"#2 "*.-* "*.17 "2.1+ "2.+7 +3.""
*)+ !"# 3.1* 3.-7 3.0" 3.+* 3.*7
45#! ",.71 *7.3- *1.03 *2.1+ *2.*2
45#!K 4508"#2 "7.2, "".++ "0.+2 "0.27 "0.2,
+)* !"# 3.17 3."0 3."* 3.*+ 3.31
45#! 0*.10 "3."+ *7.0* 7.23 7.2*
45#!K 4508"#2 +,."3 "*.70 "0.17 "0.1* "2.*"
,3"* 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 *-卷
取的总锌百分比。随着粪肥堆腐进程,各个处理样
品的可浸提取性锌由 !"#$%&’ 占主要部分转向
!"#$%!"()*#+%&’为主要部分,$*#%&’ 分配含量很
小且随着腐解时间变化不大(表 ,)。在腐解整个阶
段,对照处理的 !"#$%&’、!"#$%!"()*#+%&’ 分配比
变化幅度较大。随着锌含量增加(-. / &’为 0 / 0、0 /
*、0 /,处理),$*#%&’和 !"#$%&’的分配比例逐渐增
加,!"#$%!"()*#+%&’的分配比例减少。随着铜含量
的增加(-. / &’ 为 0 / 0、* / 0、, / 0 处理),$*#%&’、
!"#$%&’ 和 !"#$%!"()*#+%&’ 分配比例有微小波
动。总体来看,在堆腐前,各个处理的 123!413的
可溶性锌分配在 !"#$的溶液,023!123在碱性混
合液,2!13在水溶液;至腐解 52 6时,143!7*3
分配在 !"#$%!"()*#+ 溶液,53!(03在 !"#$的溶
液,2!*3在水溶液。水溶性提取的金属元素代表
最易淋失和生物有效性最强的形态,而 !"#$ 和
!"#$%!"()*#+提取金属形态主要是有机结合态中
的腐殖物质结合态和络合态。与水溶性的金属形态
相比,腐殖物质结合态和络合态金属形态相对稳定。
但是,它们存在很大潜在淋失的生物有效性,当含量
较高的腐殖质结合态和络合态的金属的粪肥应用于
农作物,可能会对植物存在潜在的毒害[5]。
表 ! 粪肥不同浸提液提取锌的分配含量
"#$%& ! "’& ()*+,)$-+).& /01+&1+* 02 +’& &3+,#/+&( 4)1/ 02 5#1-,&*
处理
89:";<:’;=
浸提剂
>?;9"@;=
锌的分配含量 AB=;9BC.;BD: @E’;:’;= EF ;G: :?;9"@;:6 HB’@(3)
2 6 01 6 ,2 6 (1 6 52 6
-I $*# *J22 0J5* ,J07 *J1+ 0J14
!"#$ 45J5* 4*J17 (1J47 0*J47 5J40
!"#$K !"()*#+ 00J,4 01J+4 12J70 (+J+* 70J50
0/0 $*# 2J72 2J+1 2J5( 2J(5 2J,7
!"#$ (7J+2 (5J41 ,5J(0 ,2J15 *1J7,
!"#$K !"()*#+ (7J(2 1*J(2 5*J7( 51J05 +,J57
0/* $*# 0J,+ 0J02 2J72 2J5* 2J11
!"#$ (+J77 (,J47 ,7J1( ,,J4* ,,J*1
!"#$K !"()*#+ 12J5( 11J20 17J11 50J*1 55J*2
*/0 $*# 2J+, 2J+* 2J1( 2J*7 2J04
!"#$ 12J02 (5J7* ,7J72 *(J,1 **J*1
!"#$K !"()*#+ (7J0+ 1*J,5 17J15 5+J0+ ++J1+
0/, $*# 0J(0 0J(0 2J74 2J+* 2J(5
!"#$ (5J44 (1J,7 (*J52 (0J12 (2J++
!"#$K !"()*#+ 10J+0 1,J*2 15J(, 1+J57 14J++
,/0 $*# 0J0, 2J15 2J(+ 2J,( 2J*0
!"#$ 1,J20 (+J+2 (,J5* *1J(5 *5J,0
!"*#$ K !"()*#+ (1J45 10J+( 11J70 51J0, +,J(4
676 有效 81动态变化
在粪肥堆腐过程中,各个处理样品有效锌的相
对含量随腐解时间增加而逐渐下降。从腐解初期到
腐解 52 6时,-./ &’为 0 / 0、0 / *、* / 0、0 / ,和 , / 0处
理样品的 A8)L%&’ 相对含量分别下降了 ,1J,53、
*5J7+3、(*J,53、11J*23、1+J0(3。对照处理的
A8)L%&’,在 2!01 6期间,比原来上升了 (,J+*3,
然后下降了 (7J+(3。
在同一腐解阶段,不同处理的 A8)L%&’的相对
含量不一致,从 -./ &’为 0 /0、0 /*和 0 /,处理的 A8%
)L%&’变化曲线(图 ( ")看出,腐解 + 6时,0 /, M 0 /0
M 0 /*;01 和 ,2 6时,0 / 0 M 0 / * M 0 / ,;(1 和 52 6
时,0 / * M 0 / 0 M 0 / ,。不同的腐解时间阶段,添加锌
含量不同的处理样品的 A8)L%&’相对含量不一致,
说明 A8)L%&’ 含量并不随着粪肥中锌的总含量的
增加而增加。
从 -./ &’为 0 /0、* /0和 , /0处理 A8)L%&’的曲
线(图 ( C)看出,在任何腐解阶段,A8)L%&’的相对
含量大小顺序为 0 / 0 M * / 0 M , / 0。在粪肥腐解过
程中,-. / &’为 0 / 0处理的 A8)L%&’平均相对含量
比 * / 0 和 , / 0 处理的分别增加了 04J5+3 和
54J2,3,即 A8)L%&’的相对含量随着处理样品添加
铜的含量增加而减少,样品铜的比例越大其 A8)L%
&’的相对含量下降程度越大。
+2*01期 卢丽兰,等:鸡粪腐解过程不同溶解性腐殖物质结合形态锌的动态
图 ! 不同铜、锌含量处理粪肥样品中有效锌的相对含量变化
"#$%! &’()*#+ +,)($-. /0 1-2)3#4- +/(3-(3. /0 &56789( /0 *)(:1-. ;#3, <#00-1-(3 1)3#/. /0 =: )(< 9(
>?@ 不同浸提剂提取的 9(与有效锌的关系
相关分析(表 !)显示,在堆腐粪肥中,水溶性
锌,"#$%溶性腐殖物质结合态锌与有效锌浓度之
间呈极显著或显著正相关,而 "#$%&"#!’($)&*+ 溶
性腐殖物质络合态锌与水溶性锌,"#$% 溶性腐殖
物质结合态锌及有效锌浓度都呈极显著或显著负相
关。由此可见,在粪肥堆腐过程中,水溶性锌、"#$%
溶液提取的腐殖质结合态和有效锌含量随腐解时间
延长而降低,而 "#$%&"#!’($)&*+ 提取腐殖质络合
态锌含量则上升。
表 ! 不同浸提剂提取的锌与有效锌的 6-)1./(相关系数
5)A2- ! 5,- +/11-2)3#/( +/-00#+#-(3. /0 3,- -B31)+3-< C#(+ )(< &56789(
处理 ,-.#/0.+/1 浸提剂 23/-#4/1 5,’6&*+ %($&*+ "#$%&*+
78 %($&*+ 9:;!!! <
"#$%&*+ 9:;=!! 9:>)!! <
"#$%? "#!’($)&*+ @ 9:>A!! @ 9:)"#$%&*+ 9:;(!! 9:;>!! <
"#$%? "#!’($)&*+ @ 9:;C!! @ 9:;)!! @ 9:;;!!
"#$%&*+ 9:;;!! 9:;)!! <
"#$%? "#!’($)&*+ @ 9:>)!! @ 9:;=!! @ 9:;9!!
(B< %($&*+ 9:;;!! <
"#$%&*+ 9:;;!! 9:;;!! <
"#$%? "#!’($)&*+ @ 9:>>!! @ 9:;A!! @ 9:>>!!
"#$%&*+ 9:;!!! 9:;A!! <
"#$%? "#!’($)&*+ @ 9:;AB< %($&*+ 9:;)!! <
"#$%&*+ 9:;9!! 9:);! <
"#$%? "#!’($)&*+ @ 9:;)!! @ 9:;C!! @ 9:>A!!
!! ! D 9:9<,E9:9< F 9:>A!;! ! D 9:9C,E9:9C F 9:)9);+ F =
@ 结论
<)在腐解初期,粪肥原样 %($&*+ 含量占其全
锌量百分比为 9:)!G,其含量在腐解过程中逐渐下
降。随着粪肥中添加锌量的增加(7H B *+为 < B <、< B
(、< BA处理),%($&*+含量相应增加,7H I *+为 < B <、
< B(和 < BA处理的平均含量分别占其全锌的比例为
9:(=G、9:A)G和 9:C9G,低于对照处理;且随着腐
解时间延长呈减少趋势。铜含量的增加对 %($&*+
的相对含量影响较小,但 %($&*+的提取浓度随着铜
>9(< 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 含量增加有所增加。表明 !"#$%&浓度增加的幅度
小于对应的粪肥总锌含量的增加幅度。
")腐解初期,粪肥原样 ’(#!溶性腐殖物质结
合态锌含量占其全锌量比例为 )"*+,-,在腐解过
程其比例大幅度下降,’(#! 溶性腐殖物质结合态
锌随着加入锌的增大而有所增加;随着腐解时间呈
下降趋势。./0 %&为 , 0,、, 0 "和 , 0 1处理的平均含
量分别占其全锌的比例为 ,2*+3-、,)*)4- 和
,4*54-;且随着腐解时间延长呈下降趋势。随着
铜含量的增加,’(#!溶性腐殖物质结合态锌的含
量有增加趋势。
1)腐解初期,粪肥原样中 ’(#!$’(+6"#3 提取
腐殖物质络合态锌含量占其全锌量比例为
,1*24-,随腐解过程呈增加趋势。’(#!$’(+6"#3 提
取腐殖物质络合态锌含量随着加入锌量增加而增
加,但其变化不大,占其全锌的比例的 "+-!")-。
粪肥中铜的浓度大小对 ’(#!$’(+6"#3 腐殖物质络
合态锌影响不大。
+)在堆腐前,各个处理中 27-!52-可溶性锌
分配在 ’(#!溶液,,7-!27-分配在 ’(#!$’(+6"#3
溶液,7!2-分配在水溶液;至腐解 )7 8 时,25-
!4"-分配在 ’(#!$’(+6"#3溶液,)-!+,-分配在
’(#!的溶液,7!"-分配在水溶液。随着锌含量
增加,!"#$%& 和 ’(#!$%& 的分配比例逐渐增加,
’(#!$’(+6"#3$%&的分配比例减少。随着铜含量的
增加,!"#$%&、’(#!$%& 和 ’(#!$’(+6"#3$%& 分配比
例有微小波动。
2)相关分析结果显示,在堆腐粪肥中,水溶性
锌,’(#!溶性腐殖物质结合态锌与有效锌浓度之
间呈极正显著或正显著相关,而 ’(#!$’(+6"#3$%&
溶性腐殖物质络合态锌与水溶性锌,’(#! 溶性腐
殖物质结合态锌及有效锌浓度都呈极负显著或负显
著相关。
参 考 文 献:
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(2):55R4,*
[,+] 傅积平 > 土壤结合态腐殖质分组测定[:]> 土壤通报,,451,,"
("):1)R13*
T/ : 6> = .?D&( :> ==AD >,,451,,"("):1)R13*
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析研究[:]> 植物营养与肥料学报,"772,,,()):5""R5"4*
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