循環(huán)農(nóng)業(yè)田間應(yīng)用畜禽糞便堆肥效果分析

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摘要：畜禽糞便堆肥田間應(yīng)用效果表明，施用畜禽糞便堆肥與常規(guī)施肥相比，土壤理化性質(zhì)得到改善，其中pH值提高0．16，土壤容重降低16．3％，孔隙度與CEC分別提高16．1％和20．0％。土壤全N提高17．1％，堿解N提高6．6％；全P提高21．7％，有效P提高30．0％，速效K提高15．0％。改善了大豆根際土壤微生態(tài)環(huán)境，在促進(jìn)了有益微生物大量繁殖的同時(shí)控制了有害菌群（真菌）。并且提高了土壤酶活性，大豆鼓粒期脲酶活性、蔗糖酶活性、磷酸酶活性和過(guò)氧化氫酶活性分別較常規(guī)施肥處理提高2．03mg／g•24h、0．23mg／g•24h、1．18mg／g•24h和4．32mL／g•24h。促進(jìn)了大豆干物質(zhì)和養(yǎng)分的積累，產(chǎn)量比施用常規(guī)施肥提高18．32％，達(dá)5％顯著水平；子粒蛋白、脂肪含量分別增加4．27％和0．34％。達(dá)到提高大豆產(chǎn)量和改善品質(zhì)的目的。

關(guān)鍵詞：循環(huán)農(nóng)業(yè)；畜禽糞便堆肥；田間應(yīng)用；大豆；產(chǎn)量

0引言

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)正從傳統(tǒng)的“資源－產(chǎn)品－廢棄物”的線性生產(chǎn)方式向“資源－產(chǎn)品－廢棄物－再生資源”的循環(huán)農(nóng)業(yè)方式轉(zhuǎn)變。循環(huán)農(nóng)業(yè)實(shí)質(zhì)上是將農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)與廢棄物資源化利用有機(jī)結(jié)合，最大限度地提高農(nóng)業(yè)資源的利用效率，以推進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)是解決農(nóng)業(yè)資源環(huán)境問(wèn)題的客觀需要。廢棄物利用重點(diǎn)涉及作物秸稈、畜禽糞便等的資源化利用問(wèn)題。農(nóng)業(yè)廢棄物在循環(huán)農(nóng)業(yè)生態(tài)鏈中的增益化利用，不僅能提高資源利用率，還能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益的統(tǒng)一。在循環(huán)農(nóng)業(yè)中，廢棄物的資源化利用是這個(gè)循環(huán)非常重要的環(huán)節(jié)，尤其以畜禽糞便的無(wú)害化處理和資源化利用最為關(guān)鍵。本文在循環(huán)農(nóng)業(yè)田間試驗(yàn)中應(yīng)用畜禽糞便和秸稈堆肥，探討畜禽糞便堆肥對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以及對(duì)土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)的影響。

1試驗(yàn)材料與方法

1．1試驗(yàn)材料

1．1．1供試土壤基礎(chǔ)肥力有機(jī)質(zhì)含量2．03％，全氮1．23g／kg，全磷0．92g／kg，堿解氮120．40mg／kg，速效磷23．16mg／kg，速效鉀102．40mg／kg，pH值6．37。

1．1．2供試大豆品種墾豐16，亞有限結(jié)莢習(xí)性，株高65cm左右，百粒重18g，生育日數(shù)120d，需活動(dòng)積溫2447．2℃，壟作種植公頃保苗25～32萬(wàn)株。

1．1．3畜禽糞便堆肥性質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量47．74％，全氮2．17％，全磷0．84％，速效氮4．33g／kg，速效磷5．64g／kg，速效鉀6．14mg／kg，pH值8．26。

1．2試驗(yàn)方法

1．2．1田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理1采取常規(guī)施肥＋自制堆肥（牛、雞糞混合堆肥，撒施）20t／hm2；處理2為對(duì)照，采取常規(guī)施肥（公頃施磷酸二銨175kg、氯化鉀50kg、尿素40kg）。田間排列，隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)，每小區(qū)面積8壟×0．65m×6m＝31．2m2。

1．2．2測(cè)定項(xiàng)目①土壤理化性質(zhì)測(cè)定（pH值、土壤容重、孔隙度、陽(yáng)離子代換量）；②土壤養(yǎng)分含量測(cè)定（有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀）；③土壤微生物區(qū)系測(cè)定（稀釋培養(yǎng)法測(cè)定細(xì)菌、放線菌和真菌的數(shù)量）；④土壤酶活性測(cè)定（過(guò)氧化氫酶、堿性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶）；⑤大豆干物質(zhì)積累和植株養(yǎng)分含量測(cè)定（大豆主要生育期的植株干重，植株氮、磷、鉀）；⑥大豆產(chǎn)量和品質(zhì)測(cè)定（收獲時(shí)各小區(qū)選擇中間4壟，兩端各去掉1．0m測(cè)產(chǎn)。選有代表性10株考種，測(cè)定單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重等。品質(zhì)測(cè)定：蛋白質(zhì)、脂肪含量）。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2．1不同施肥處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

與單獨(dú)施用化肥相比，施用自制堆肥對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)起到積極的改善作用，土壤容重降低16．3％，總孔隙度也相應(yīng)地增加16．1％，陽(yáng)離子交換量增加了20．0％，土壤pH值提高了0．16。良好的土壤物理性質(zhì)，有利于植株養(yǎng)分的充分吸收，提高養(yǎng)分的利用率，但土壤物理性質(zhì)的改變是一個(gè)長(zhǎng)期緩慢的過(guò)程，需要進(jìn)行長(zhǎng)期的施用及研究。

2．2不同施肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

不同施肥處理對(duì)土壤肥力狀況的影響：播種前（處理前）有機(jī)質(zhì)20．29g／kg、全氮1．23g／kg、全磷0．92g／kg、速效磷23．16mg／kg、速效鉀102．4mg／kg、堿解氮120．4mg／kg；收獲后（自制堆肥）有機(jī)質(zhì)22．64g／kg、全氮1．44g／kg、全磷1．12g／kg、速效磷30．11mg／kg、速效鉀117．8mg／kg、堿解氮128．3mg／kg；收獲后（常規(guī)化肥）有機(jī)質(zhì)19．35g／kg、全氮1．19g／kg、全磷0．87g／kg、速效磷22．3mg／kg、速效鉀95．6mg／kg、堿解氮118．2mg／kg。施用自制堆肥，土壤有機(jī)質(zhì)增加11．58％，由于肥料中的有機(jī)質(zhì)補(bǔ)充到土壤中，提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，別外有益微生物大量繁殖，土壤微生物的生物量占土壤有機(jī)質(zhì)總量的近1／3，所以微生物數(shù)量的增加也提高了土壤有機(jī)質(zhì)的含量。土壤全氮增加了17．1％，堿解氮增加了6．6％；全磷增加了21．7％，有效磷增加了30．0％；速效鉀增加了15．0％。通過(guò)施用有機(jī)肥為改良土壤質(zhì)地、肥力、耕性，促進(jìn)植株養(yǎng)分的利用、吸收及高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2．3不同施肥處理對(duì)土壤微生物區(qū)系變化的影響

細(xì)菌、放線菌和真菌在土壤中的數(shù)量可以表征土壤肥力，是土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。土壤微生物的數(shù)量與土壤肥力有極為密切的關(guān)系，較高的土壤微生物活性通常是肥沃的標(biāo)志。施用自制堆肥增加土壤中微生物數(shù)量，尤其是大幅度增加大豆根際土壤中各種微生物數(shù)量，其中細(xì)菌、放線菌數(shù)量增加，真菌數(shù)量則明顯減少。因此，細(xì)菌和放線菌的數(shù)量同真菌數(shù)量的比值（B／F和A／F）顯著增大，明顯改善了土壤微生物區(qū)系組成，說(shuō)明施用自制堆肥后，改善了大豆根際土壤微生態(tài)環(huán)境，在促進(jìn)了有益微生物大量繁殖的同時(shí)控制了有害菌群（真菌）的繁殖。

2．4不同施肥處理對(duì)土壤酶活性變化的影響

各施肥處理鼓粒期對(duì)土壤酶活性的影響測(cè)定結(jié)果表明，自制堆肥處理脲酶活性較常規(guī)施肥處理提高2．03mg／g•24h，而脲酶活性與土壤供氮能力密切相關(guān)，在很大程度上左右著施入土壤尿素利用率的高低，因此脲酶活性增強(qiáng)可提高活性肥料的氮素利用率。自制堆肥處理蔗糖酶活性較常規(guī)施肥處理提高0．23mg／g•24h，而蔗糖酶參與土壤碳循環(huán)，被廣泛用于表征土壤生物化學(xué)過(guò)程的動(dòng)向與強(qiáng)度，是土壤生物學(xué)指標(biāo)之一。自制堆肥處理磷酸酶活性較常規(guī)施肥處理提高1．18mg／g•24h，而磷酸酶活性可用來(lái)表征土壤肥力狀況，特別是磷素狀況，其活性高低可直接影響土壤中有機(jī)磷的轉(zhuǎn)化及釋放，因此磷酸酶活性的增強(qiáng)對(duì)改善作物磷素營(yíng)養(yǎng)水平有著重要作用。自制堆肥處理過(guò)氧化氫酶活性較常規(guī)施肥處理提高4．32mL／g•24h，而過(guò)氧化氫酶參與生物呼吸代謝的同時(shí)分解呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的對(duì)土壤生物體有毒害作用的過(guò)氧化氫，因此過(guò)氧化氫酶活性增強(qiáng)可有效保護(hù)土壤微生物的正?；顒?dòng)。

2．5不同施肥處理對(duì)大豆干物質(zhì)積累量的影響

自制堆肥和常規(guī)化肥相比，二者在苗期－盛花期干物質(zhì)積累量差異不明顯，在生殖生長(zhǎng)期，前者干物質(zhì)積累速率增加，在盛莢期達(dá)39．48g／株，高于常規(guī)化肥處理27．81％，在鼓粒期達(dá)62．70g／株，高于常規(guī)化肥處理27．99％，達(dá)5％顯著水平，有利于植株后期的養(yǎng)分和干物質(zhì)的積累，最終有利于向子粒中的轉(zhuǎn)運(yùn)，增加子粒重量。

2．6不同施肥處理對(duì)大豆養(yǎng)分積累量的影響

試驗(yàn)在大豆的主要生育時(shí)期測(cè)定了大豆植株氮、磷、鉀積累量，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，施用自制生物有機(jī)肥，延緩了前期肥效的釋放，使整個(gè)生育期均保持較高的養(yǎng)分，與常規(guī)施肥處理相比，在盛莢期，植株氮素積累量增加29．20％，達(dá)5％顯著水平，磷、鉀積累量增加19．79％、48．22％，達(dá)1％極顯著水平；在鼓粒期，氮素、磷積累量增加14．08％、37．76％，達(dá)5％顯著水平；鉀積累增加53．54％，達(dá)1％極顯著水平。經(jīng)F檢驗(yàn)，該差異來(lái)源于處理間差異，也就是說(shuō)，生物有機(jī)肥不僅可以加快有機(jī)質(zhì)分解釋放出養(yǎng)分，而且促進(jìn)了植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，提高了肥料的利用率，在生育后期獲得較高的養(yǎng)分積累，為增加子粒蛋白，增加子粒重量奠定基礎(chǔ)。

2．7不同施肥處理對(duì)大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

不同施肥處理對(duì)大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響：處理1（自制堆肥）單株莢數(shù)53個(gè)，單株粒數(shù)113．3個(gè)，百粒重21．13g，產(chǎn)量3390kg／hm2；處理2（常規(guī)化肥）單株莢數(shù)43個(gè)，單株粒數(shù)95個(gè)，百粒重20．2g，產(chǎn)量2865kg／hm2。施用自制堆肥比施用常規(guī)化肥產(chǎn)量提高18．32％，達(dá)5％顯著水平，其主要是通過(guò)增加單株莢數(shù)及單株粒數(shù)以提高單株粒重。與常規(guī)化肥相比，自制堆肥單株莢數(shù)、單株粒數(shù)分別增加了23．25％和19．26％，達(dá)1％極顯著水平，百粒重提高4．6％。2．8不同施肥處理對(duì)大豆品質(zhì)的影響施用自制堆肥促進(jìn)了大豆植株后期氮素的積累，促進(jìn)大豆子粒蛋白積累，與常規(guī)化肥處理相比，子粒蛋白、脂肪含量分別增加4．27％和0．34％，均未達(dá)到顯著性水平。

3結(jié)論

施用畜禽糞便堆肥增加土壤微生物數(shù)量，改變堆肥微生物的區(qū)系組成，提高土壤酶活力，進(jìn)而改善土壤理化性質(zhì)，增加有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤的緩沖能力，使肥效更加持久。同時(shí)，增加了土壤中速效養(yǎng)分的含量，與等養(yǎng)分量化肥相比，施用自制堆肥提高了肥料利用率，使植株干物質(zhì)積累量、養(yǎng)分積累量顯著提高。施用自制堆肥，通過(guò)促進(jìn)后期氮素積累，使子粒蛋白提高，由于子粒蛋白與子粒脂肪呈負(fù)相關(guān)，所以施用堆肥對(duì)提高脂肪含量效果不明顯。

4參考文獻(xiàn)

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作者：趙曉鋒 隋文志 單位：黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)畜產(chǎn)品綜合利用研究所