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        發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料重金屬元素累積特性分析

        2015-12-27 06:04:30王軍一王慶華諸葛青李家倫王月靜劉瑋孟
        豬業(yè)科學(xué) 2015年1期
        關(guān)鍵詞:中銅床墊墊料

        王軍一,周 磊,張 靜,王慶華,諸葛青,李家倫,王月靜,劉瑋孟*

        (1.臨沂市畜牧站,山東 臨沂 276000 ;2.羅莊區(qū)畜牧局,山東 臨沂 276017;3.臨沂市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心, 山東 臨沂 276000)

        發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料重金屬元素累積特性分析

        王軍一1,周 磊1,張 靜2,王慶華1,諸葛青3,李家倫1,王月靜1,劉瑋孟3*

        (1.臨沂市畜牧站,山東 臨沂 276000 ;2.羅莊區(qū)畜牧局,山東 臨沂 276017;3.臨沂市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心, 山東 臨沂 276000)

        對發(fā)酵床養(yǎng)豬模式下,在不同使用時(shí)間(0 d、1年、2年)的發(fā)酵床墊料中墊料重金屬組分進(jìn)行了監(jiān)測,探索分析其變化和沉積規(guī)律。結(jié)果表明,隨墊料使用時(shí)間的延長,重金屬銅、鋅、砷、鉛、鉻的含量均顯著增加(P<0.01);墊料使用2年后銅、鋅、砷、鉛、鉻等重金屬元素含量均在標(biāo)準(zhǔn)限量范圍內(nèi),其中鋅元素的增加量明顯高于銅,砷、鉛、鉻的含量分別為18.7 mg/kg、1.98 mg/kg、0.2 mg/kg。

        發(fā)酵床;墊料;重金屬;沉積規(guī)律

        發(fā)酵床養(yǎng)豬,又稱為“生物環(huán)保養(yǎng)豬法”,主要是利用鋸末、稻殼、花生殼等材料混合一定數(shù)量的益生菌,堆積發(fā)酵而成。發(fā)酵床通過充分降解糞便,進(jìn)而降低了養(yǎng)殖舍內(nèi)有害氣體濃度,達(dá)到減少養(yǎng)殖污染排放的目的。 豬糞尿通過益生菌的發(fā)酵分解和轉(zhuǎn)化后,最終達(dá)到無臭、無味、無害化的目的,是一種低排放、無污染的環(huán)保養(yǎng)豬技術(shù)[1]。但是有報(bào)道稱發(fā)酵床養(yǎng)豬法,排放的豬糞尿會(huì)被高濃度濃縮,沉積在發(fā)酵床墊料中;同時(shí)認(rèn)為飼料中添加的銅、鋅等元素在發(fā)酵床里超濃縮富集后,一次性地排放到某一特定環(huán)境中,會(huì)造成很大的危害;以及墊料作為肥料使用是否會(huì)造成二次污染[2-4]。因此,針對這些問題,本試驗(yàn)通過監(jiān)測發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中重金屬元素(銅、鋅、鎘、鉛、砷)含量的變化,探明墊料中這些元素的累積情況,以期為墊料的資源化合理利用提供依據(jù)。

        1??材料與方法

        1.1?樣品采集

        樣品采集地點(diǎn)為臨沂費(fèi)縣睿農(nóng)農(nóng)牧有限公司養(yǎng)殖場,分別采取使用0 d、1年、2年的墊料500 g,每欄發(fā)酵床內(nèi)均取3點(diǎn),分別為干燥區(qū)、糞便集中排泄區(qū)以及飲水區(qū),使用土鉆在墊料層20 cm處取樣,裝于自封袋內(nèi),貯存?zhèn)溆谩?/p>

        1.2?測定方法

        墊料中銅、鋅、鉛、鎘含量采用感應(yīng)耦合等離子體測定,砷含量采用原子熒光分光光度計(jì)測定。以上重金屬檢測時(shí)分別取適量樣品分解液稀釋到標(biāo)準(zhǔn)曲線內(nèi)再測定其含量。

        1.3?數(shù)據(jù)分析

        所有數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用SAS(6.12)的一般線性模型(GLM)對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,各處理組間的平均值比較采用Duncan多重比較進(jìn)行分析,(P<0.05)認(rèn)為差異顯著。

        2??結(jié)果

        2.1??發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中銅、鋅等礦物質(zhì)元素含量變化

        不同發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中銅、鋅礦物質(zhì)元素含量變化結(jié)果見圖1、圖2。隨著飼養(yǎng)天數(shù)的增加,墊料中銅、鋅的含量逐漸增加。使用1年和2年后,墊料中銅含量分別為71 mg/kg、180.3 mg/ kg,而鋅含量分別為162 mg/kg、371 mg/kg左右,Zn的增加量幅度要明顯高于Cu,在使用不同時(shí)間段發(fā)酵床重金屬Cu、Zn含量差異極顯著(P<0.01)。

        2.2??發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中重金屬元素As、Pb、Cd含量變化

        不同使用時(shí)間發(fā)酵床墊料中As、Pb、Cd含量分別如圖3、圖4、圖5。發(fā)酵床使用隨著時(shí)間的延長,As、Pb、Cd均表現(xiàn)出逐年積累的趨勢,并且差異極顯著(P<0.01)。使用2年后As、Pb、Cd的含量分別為18.7 mg/kg、1.98 mg/kg、0.2 mg/kg。

        3??討論

        發(fā)酵床養(yǎng)豬模式在一定程度上能夠解決畜禽養(yǎng)殖污染難題,但是長期以來,人們一直關(guān)注發(fā)酵床墊料重金屬的污染問題[5-6],不同使用時(shí)間的發(fā)酵床養(yǎng)豬墊料中重金屬元素含量的監(jiān)測結(jié)果表明,使用2年的墊料中鎘、銅、砷、鋅、鉛含量均高于使用1年的墊料,這一結(jié)果說明銅、鋅、鎘、砷、鉛等元素在墊料內(nèi)存在富集現(xiàn)象。但參照農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 4284—84) 以及城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 8172—87)[7-8],使用2年的養(yǎng)豬發(fā)酵床墊料中銅、鋅、鎘、砷、鉛等重金屬元素含量均在標(biāo)準(zhǔn)限量范圍內(nèi)。

        圖1 墊料中Cu元素含量的變化

        圖2 墊料中Zn元素含量的變化

        圖3 墊料中As元素含量的變化

        圖4 墊料中Pb元素含量的變化

        圖5 墊料中Cd元素含量的變化

        本研究發(fā)現(xiàn),墊料中Zn元素的富集量要明顯高于Cu元素的富集量,砷元素的富集量要遠(yuǎn)高于鉛和鉻。Cu、Zn含量在使用2年后分別達(dá)到180.3 mg/kg和371 mg/kg ,這可能是由于飼料中Cu、Zn的添加量高于生長育肥豬日糧中Cu、Zn的正常需要量,導(dǎo)致生長育肥豬糞便排泄物中Cu、Zn含量過高,而墊料中益生菌無法轉(zhuǎn)化或者去除這些重金屬元素。飼料中過量的Cu、Zn雖然能促進(jìn)豬的生長發(fā)育,但含量過高時(shí)也反過來進(jìn)一步抑制微量元素自身的消化吸收,加速了金屬元素的富集[9]。本研究結(jié)果與張霞[10]等(2011)使用2年及7年的養(yǎng)豬發(fā)酵床墊料,發(fā)現(xiàn)砷、鋅、鉛、鎘、鎳、鉻、銅等元素在墊料內(nèi)確實(shí)存在累積現(xiàn)象,但是重金屬元素含量均在標(biāo)準(zhǔn)限量范圍內(nèi)相一致。目前,對發(fā)酵床墊料重金屬殘留的相關(guān)研究報(bào)道較少。重金屬殘留與飲水、飼料、墊料、豬的飼養(yǎng)數(shù)量及密度等之間的相關(guān)性,發(fā)酵床使用更長的時(shí)間,特別是墊料中銅、鋅、砷元素重金屬富集量是否存在環(huán)境污染等生物安全問題以及墊料能否直接作為有機(jī)肥使用,還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

        [1] 武英,趙德云,盛清凱,等.發(fā)酵床養(yǎng)豬模式是改善環(huán)境,提高豬群健康和產(chǎn)品安全的有效途徑[J].中國動(dòng)物保健,2009(5):89-92.

        [2] 梁艷, 呂學(xué)斌, 何志平, 等. 發(fā)酵床養(yǎng)豬在四川的優(yōu)勢和存在的問題[J]. 四川畜牧獸醫(yī), 2009(5):18-21.

        [3] 孫云帆,賈銀海,蘇雷.健康養(yǎng)殖與現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展 (經(jīng)濟(jì))模式研究進(jìn)展[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué),2013,28(S1):146-157.

        [4] Tait S, Tamis J, Edgerton B, et al. Anaerobic digestion of spent bedding from deep litter piggery housing. Bioresour. Technol.[J].BioresourTechnol,2009,100(7):2210-2218.

        [5] GB 4284—84 農(nóng)用污泥中污染物的控制標(biāo)準(zhǔn)[s] ,1984年5月18日中華人民共和國城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部發(fā)布.

        [6] GB 8172—87 城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)[s],1987年10月5日國家環(huán)境保護(hù)局發(fā)布.

        [7] Schembri N, Sithole F, Toribio J A, et al. Lifetime traceability of weaner pigs in concrete-based and deeplitter production systems in Australia[J]. Journal of animal science, 2007, 85(11): 3123-3130.

        [8] 張霞, 楊杰, 李健, 等. 豬發(fā)酵床不同原料墊料重金屬元素累積特性研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2013(1): 166-171.

        [9] 李少菁,王桂忠.重金屬對日本對蝦仔蝦存活及代謝酶活力的影響[J].臺灣海峽,1998,17(2):115-120.

        [10] 張霞, 顧洪如, 楊杰, 等. 豬發(fā)酵床墊料中氮、 磷、重金屬元素含量[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 27(6): 1414-1415.

        2014-07-15)

        山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系生豬產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)

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