施用猪粪沼液对杂交籼稻生长性状、产量及品质的影响

侯福银，陈应江，杨智青，金崇富，时 凯，陈长宽

（江苏沿海地区农业科学研究所 盐城市畜牧养殖装备工程技术研究中心，江苏 盐城 224002）

近年来，我国畜禽养殖专业化、规模化程度不断提高，但大量畜禽粪尿排泄物未经无害化处理而直接向外界排放，使其没有得到有效的资源化利用，又对环境造成了污染［1］。为了解决该难题，以畜禽粪尿为原料的沼气工程兴起，对沼液施用技术研究的重要性凸显［2-3］。猪粪沼液含有丰富的氮、磷、钾、有机质和腐殖酸等成分，对提高农作物的品质和产量具有较好的效果［4-7］，是发展无公害绿色农产品的重要资源，将其作为肥料施用，具有巨大的发展潜力。

随着稻草的规模化利用不断被重视，快速筛选并生产饲用品质优良的稻草尤为重要［8］。有研究显示，饲用稻糙米可替代玉米作为畜禽养殖的饲料，可缓解我国南方某些地区稻谷大量积压与饲用玉米严重短缺的矛盾，降低畜产品成本［9］。马艳凤等［10］试验表明，用糙米替代断奶仔猪饲粮中部分玉米，可提高养分消化率和生产性能。也有研究结果显示，与玉米相比，在日粮中添加籼稻糙米对生长獭兔的饲喂效果与营养价值相当，以一定比例的籼稻糙米代替玉米是可行的［11］。当前，要提高饲用稻产量与糙米蛋白质含量，除借助品种改良等技术外，科学施用沼液有机肥是水稻提质增效的有效途径。通过合理施用猪场粪尿发酵生产的沼液，研发高品质的畜禽饲用稻，将有效促进种植业、养殖业和畜牧饲料产业可持续发展。另外，长期使用化肥往往导致土壤酸化、板结等问题的出现［12］。针对沼液替代化肥施用对水稻等作物的影响还有不明确之处，需要生产试验进一步系统地跟踪研究、探索。该试验以稻麦两熟制农田为研究对象，研究了不同猪粪（N20%～N200%）沼液施肥量替代化肥氮对杂交籼稻生长性状、产量和品质的影响，探索合适的沼液施肥量和施用方法，旨在为饲用稻的推广和应用提供更高效、更合理的施肥管理技术。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试水稻品种为C两优华占籼稻两系杂交父本，试验于2017年6月在G228国道以东盐城黄尖段（北纬 33°32′44"，东经 120°26′22"）进行。 该区主要为稻麦两熟制，其试验田土壤和沼液（来自江苏沿海地区某规模化猪场）的基本理化性状见表1和表2。

1.2 试验设计

试验共设12个处理：CK（空白对照组，不施尿素氮肥）组、CF（常规施肥组，尿素 43.5 kg/667 m2）和 N20% （N2）、N40% （N4）、N60% （N6）、N80%（N8）、N100%（N10）、N120%（N12）、N140%（N14）、N160%（16）、N180%（N18）和 N200%（N20）不同沼液量替代氮肥试验组，每组3个重复，共36个试验小区，随机排列，每个小区面积为3 m×4 m，每小区9行。试验小区内病虫害及杂草管理均按当地常规方式进行。沼液氮肥、尿素、过磷酸钙和硫酸钾在水稻不同生长时期分别施入（见表3）。

1.3 样品采集与测定

籼稻成熟后，采集并统计株高、分蘖数和有效穗数，每组重复3次；同时，每个小区随机选取3行，使用脱粒机现场脱粒，使用铡刀切割整株，对稻谷和秸秆分别进行称重测产；每小区取稻谷500 g装入小沙袋，晒干后，测定千粒重。

表1 供试水稻田土壤基本理化性状

表2 供试猪场沼液基本理化性状

表3 供试水稻田不同猪粪沼液施用量设计

表4 不同猪粪沼液施肥量对杂交籼稻生长性状的影响

1.4 近红外测定籼稻品质指标

每份籼稻材料称取糙米150 g，倒入进样槽中，使用FOSS Analytical A/B近红外谷物品质分析仪（型号FOSS Infratec 1241）对各组样品进行依次扫描，记录蛋白质和直链淀粉含量。

1.5 数据分析

试验数据采用SPSS 20.0软件统计分析，各处理间采用Duncan氏多重比较，用Graphpad Prism 5.0制作数据图表。结果用平均值±标准差（Mean±SD）表示，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同猪粪沼液施肥量对杂交籼稻生长性状的影响

由表4可知，常规施肥组（CF）和猪粪沼液各施肥组（N2～N20）籼稻株高均高于不施肥的空白对照组 （CK）；除N2和N4施肥组株高显著低于CF 组（P＜0.05）外，N6～N20施肥组株高均与 CF 组没有明显差异（P＞0.05）。各施肥组的有效穗和分蘖数均大于空白对照组。另外，随着施肥量的增大，与CF组相比，籼稻有效穗个数和分蘖数变化不显著（P＞0.05）。

2.2 不同猪粪沼液施肥量对杂交籼稻糙米产量的影响

由图1显示，常规施肥组（CF）和各沼液施肥组 （N2～N20）的籼稻糙米产量均大于空白对照组。与CF组相比，沼液施肥组糙米产量有增加的趋势，但差异不显著（P＞0.05）。 沼液施肥组（N2～N20）秸秆产量整体呈增加曲线，特别是N18施肥组秸秆产量与CF组相比显著增加（P＜0.05）。CF组和沼液各施肥组 （N2～N20）的千粒重均高于CK组，另外，与CF组相比，沼液施肥组N4、N6、N8、N14、N16、N18 和 N20 千粒重分别显著增大（P＜0.05）。

图1 沼液施用对杂交籼稻产量的影响

2.3 不同猪粪沼液施肥量对杂交籼稻品质的影响

如图2所示，常规施肥组（CF）和猪粪沼液各施肥组（N2～N20）饲用籼稻糙米的蛋白质含量均高于（P＜0.05）空白组。同时，沼液施肥组（N2～N20）糙米蛋白质含量呈明显的上升趋势；与CF组相比，N8～N16沼液施肥组糙米蛋白质变化无差异（P＞0.05），N18 和 N20 均显著增加（P＜0.05）。 猪粪沼液各施肥组（N2～N20）饲用稻糙米的直链淀粉含量与CK和CF组相比，有一定程度的下降，但差异不显著（P＞0.05）。

3 讨论

畜禽粪污发酵沼液中含有植物生长所需的营养物质［13-14］，将其作为农用有机肥还田是粪便处理的有效途径，打造 “生态养猪—粪尿无害化处理—沼液的合理施用—高产优质饲料稻”一体化的种养循环模式，既改善了猪场的养殖环境，又提高了养殖收益［15］。该试验通过不同猪粪（N20%～N200%）沼液量替代化肥氮的研究发现，常规施肥和沼液施肥组籼稻的生长性状、产量和品质均优于空白对照组；与常规施肥相比，N200%沼液施肥组有效穗数和分蘖数均有增加。刘贵［16］通过田间试验记载与观察发现施用沼液的黄瓜、番茄和豆角呈现了生长健壮、茎粗、株高、叶色浓绿、抗病性增强的良好种植效果。祁连弟［17］也发现施用沼肥后的玉米，植株生长旺盛、茎秆粗壮、叶片宽大，后期果穗多，并且降低了秃顶长度。可见，该试验与前人研究结果类似，施用猪粪沼液对籼稻无不良影响，并一定程度上改善了籼稻的株高、有效穗和分蘖数等生长指标。

图2 沼液施用对杂交籼稻品质的影响

孙国峰等［15］对施用猪粪沼液的水稻进行跟踪试验，研究发现以50%沼液和100%沼液替代化肥处理水稻产量较常规施肥处理均无显著差异，提示沼液可全量替代化肥。该试验结果初步表明，与常规施肥处理相比，N60%、N120%和N140%沼液施肥组糙米产量均有增大，180%沼液施肥组秸秆产量显著增加，且N40%、N60%、N80%、N140%、N160%、N180%和N200%沼液施肥组千粒重均显著增加。也有研究结果显示，猪粪发酵沼液按照50%～75%的比例施用作物，可收获与纯化肥处理相当的稻麦产量［6］。该试验在增大沼液施用量至N200%的范围内，没有出现减产的现象，且N120%沼液施用量可达到常规尿素的肥效，N140%和N180%沼液替代化肥施肥组籼稻整体增产效果较好。

有研究表明，施用沼液量在11.25～18.75 t/hm2范围内稻谷的产量较常规化肥处理高，同时也提高了蛋白质、Fe和Mn等含量，稻米营养品质得以提升［18］。在该试验N20%～N200%沼液施肥量范围内，与常规施肥相比，随着沼液施肥量的增加，饲用籼稻糙米营养品质明显改善，特别是N160%、N180%和N200%沼液施肥组蛋白质含量显著增加。毛晓月等［19］连续3年跟踪施用沼液试验表明，适量的沼液施用与常规施肥相比能够提高水稻产量和品质，施用量控制在3 200～5 300 kg/hm2时效果最佳。也有研究显示，在一定的范围内，随着沼液施用量的增加，油菜籽粒和稻米的蛋白质含量均出现上升趋势［20-21］。目前，沼液施用对稻米直链淀粉含量影响的相关研究较少，该试验发现，随着沼液施用量的增加，稻米直链淀粉含量略有下降，一定程度上改善了食味品质。同时，水稻蛋白质含量越高，对于饲用稻来说，其饲喂价值越高，更有助于达到畜禽的营养标准。

4 结论

在N20%～N200%沼液替代尿素氮条件下，随着沼液施用量的增加，一定程度上促进了籼稻的生长发育，提高了产量和蛋白质含量。该研究初步显示，猪粪沼液N120%施用量可满足籼稻的氮肥需求，超量施用至N200%替代尿素，籼稻的生长性状和品质均良好，且产量没有降低，具有较好的饲用开发前景。接下来的研究，还要综合考虑土壤和饲用稻的消纳、利用效率以及重金属污染等多方面因素，进一步研究沼液的合理施用。