蛋鸡粪污发酵肥替代化肥在江苏沿海地区稻麦连作田中的应用效果研究

马萌萌 王伟义 陈应江 金崇富 侯福银 时 凯

（1盐城市新洋农业试验站，江苏盐城 224002；2江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城 224002）

近年来，我国蛋鸡年存栏量居世界首位，蛋鸡粪污年产生量高达6亿t。种养结合是农业循环利用有机养分的方式之一，可有效降低粪污对环境的不利影响[1-3]。我国作为人口大国，粮食生产在我国经济发展的过程中有着重要地位，其中水稻和大麦作为我国主要的粮食作物，播种面积占比很大，且稻麦连作是我国的传统栽培方式[4-5]。近几年，将农家废弃物加工成有机肥，替代或者部分替代化肥施用于农作物不仅能够在一定程度上提高作物产量，还能提高土壤中有机质等养分的含量，是一种非常具有前景的策略[6-7]。因此，研究蛋鸡粪污发酵肥替代化肥无疑是农业化肥领域热门课题之一。蛋鸡粪污发酵肥在稻麦连作中替代化肥的使用效果对我国的粮食质量与环境保护方面具有重要意义[8]。为此，开展了蛋鸡粪污发酵肥替代化肥在江苏沿海地区稻麦连作田中的应用效果试验。现将试验结果总结如下。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点为盐城市新洋农业试验站，位于盐城市东郊，地势平坦，是北亚热带和暖温带的过渡地带，年平均气温14℃，年降水量1 000 mm左右。试验前取耕作层（0～20 cm）土壤，测定理化性质，结果如下：pH 值 8.17、盐分 1‰、有机质 12.5 g/kg、总氮0.67 g/kg、有效磷 13.07 mg/kg、速效钾 223 mg/kg。

1.2 供试材料

供试有机肥为蛋鸡粪污发酵肥，是通过添加有助于粪肥发酵腐熟的微生物菌种，原位发酵床即时收集新鲜鸡粪发酵+异位堆肥二次腐熟制成肥。该肥料的理化性质是pH值7.95、电导率6.09 mS/cm、有机质 40.87%、总氮 2.11%、总磷（P2O5）5.77%和总钾（K2O）4.21%。供试水稻品种为金陵香粳，大麦品种为苏啤7号。

1.3 试验设计

水稻季试验设4个处理，分别为蛋鸡粪污发酵肥施用量 22.5 t/hm2（A1）、30.0 t/hm2（A2）、37.5 t/hm2（A3）及农民习惯性施肥作为对照（CKA）。每个施肥处理3次重复，共12个小区，试验小区面积为12 m2（4 m×3 m）。2019年6月26日插秧，每穴插3株，插植36穴/m2。以蛋鸡粪污发酵肥作基肥一次性施入，生育期不追肥。于2019年10月28日收获。

大麦季试验设4个处理，分别为蛋鸡粪污发酵肥施用量 22.5 t/hm2（B1）、30.0 t/hm2（B2）、37.5 t/hm2（B3）及农民习惯性施肥作为对照（CKB），每个施肥处理3次重复，共12个小区，试验小区面积为12 m2（4 m×3 m）。2019年 11月 18日播种，播种量为187.5 kg/hm2，行距为30 cm。以蛋鸡粪污发酵肥作基肥一次性施入，生育期不追肥。于2020年5月24日收获。

1.4 调查内容与方法

在水稻种植前和大麦收获后采用五点取样法采集各小区0～20 cm土壤，晾干、过筛后检测分析，检测土壤pH值（水、土比为5∶1）、盐分含量，用环刀法测定土壤样品含水量、容重，用重铬酸钾氧化法测定有机质含量，用浓硫酸消解法测定总氮含量，用钼锑抗比色法测定总磷含量，用火焰分光光度计测定总钾含量。水稻和大麦成熟后，每个小区随机选取10株，测定株高、穗长；收获后测定产量、穗粒数、千粒重、结实率。

1.5 统计分析

试验数据使用Excel进行整理，使用SPSS 22.0软件进行单因素方差分析与Duncan多重比较。

2 结果与分析

2.1 对水稻和大麦农艺性状的影响

由表1可知，水稻各处理间株高差异明显，与CKA相比，处理 A1、A2、A3的株高、穗长均有所下降。CKA株高均值为95.20 cm，株高表现为CKA>处理A3>处理A2>处理A1；水稻分蘖数各处理间差异显著，CKA平均分蘖数为 20.0个， 处理 A1、A2、A3分蘖数显著下降，处理A2分蘖数为11.0个，处理A3分蘖数为10.0个，处理A1分蘖数9.0个。由此可知，施用蛋鸡粪污发酵肥使水稻植株高度变矮，分蘖数减少。处理 B3、B1、B2与 CKB大麦株高有显著差异，CKB株高为100.30 cm；处理B3次之，株高为96.00 cm。由此表明，施用蛋鸡粪污发酵肥可使大麦株高降低。

2.2 对水稻和大麦产量及其构成因素的影响

由表2可知，CKA产量为 10 114 kg/hm2；处理A3产量最高，为11 172 kg/hm2，较CKA产量显著提高10.46%；处理 A2产量为 10 928 kg/hm2，较 CKA显著增产8.05%；处理A1产量为 9 211 kg/hm2，较CKA减产8.93%，但不显著。

不同蛋鸡粪污发酵肥施用量处理对各产量构成因素影响不同。处理A1、A2、A3有效穗数均多于CKA，但差异不大，随着蛋鸡粪污发酵肥施用量增加有效穗数减少，其中处理A1最多，为376.8万穗/hm2；处理A3最少，为352.8万穗/hm2左右。与CKA相比，处理 A1、A2、A3穗长变短，处理间差异显著；CKA结实率为 73%，处理A3、A1结实率均达到 81%，处理 A2结实率为 77%。处理 A1、A2、A3千粒重均高于 CKA，但处理A1、A2、A3间差异不大。综上可知，施用蛋鸡粪污发酵肥能使水稻有效穗增加，穗型变小，结实率和千粒重增加，从而提高产量。

表2 不同处理对水稻产量及其构成因素的影响

由表3可知，CKB产量最高，为8 415 kg/hm2；处理B3次之，产量为8 315 kg/hm2，较 CKB减产1.19%；处理B1产量最低，为7 200 kg/hm2，较CKB减产14.44%。不同蛋鸡粪污发酵肥施用量处理对大麦各产量构成因素影响不同。CKB籽粒含水量为18.10%，显著低于处理 B1、B2、B3； 处理 B2籽粒含水量最高，为19.70%；各处理千粒重差异明显，CKB千粒重最重，达到57.4 g；处理B3千粒重为53.9 g，与CKB差异不显著；处理B2和B1千粒重分别为53.4、47.7 g。由此可知，千粒重与蛋鸡粪污发酵肥施用量成正相关关系。

表3 不同处理对大麦产量及其构成因素的影响

2.3 对水稻精米品质的影响

精米的面积均值和周长均值反映了精米体积大小。由表4可知，CKA精米面积均值、周长均值、长宽比和直径均高于处理A1、A2、A3，且在本试验蛋鸡粪污发酵肥施用量范围内，精米面积均值、周长均值、长宽比和直径随蛋鸡粪污发酵肥施用量增加而增大；处理 A1、A2、A3含水量高于 CKA，处理 A3、A2精米含水量均为13.6%，CKA精米含水量为12.6%。

表4 不同处理对水稻精米形状和含水量的影响

整精米率是决定稻米商品性的重要指标。由表5可知，CKA整精米率最高，为85%；处理A3次之，达到80%；处理A1、A2整精米率分别为76%、75%。垩白度是反映稻米外观品质的重要指标。处理A3垩白度最小，为 58.95%；处理 A1、A2、CKA垩白度分别为64.23%、65.21%、65.16%。直链淀粉含量和蛋白质含量是影响稻米蒸煮食味品质的重要指标。处理A3精米的蛋白质含量最高，为8.2%；处理A2次之，为8.0%；处理 A1蛋白质含量低于 CKA；处理 A1、A2、A3直链淀粉含量均高于CKA，表现为处理A3>处理A2>处理A1>CKA。由此可知，处理A3精米品质最好，但各精米外观品质和蒸煮品质指标处理之间无明显差异。

表5 不同处理对稻米品质的影响

2.4 对土壤养分的影响

由表6可知，水稻种植前土壤总氮、总磷、总钾含量分别为1.03、0.73、19.43 g/kg，大麦收割后分别为1.40、0.83、18.35 g/kg。施用蛋鸡粪污发酵肥后，土壤总氮、总磷含量显著提高，说明施用蛋鸡粪污发酵肥对土壤有良好保肥作用。

表6 不同处理对土壤养分的影响

3 结论与讨论

目前，蛋鸡养殖粪污造成的农业污染是一项突出的环境问题。为解决畜禽养殖污染问题，政府提出粪污全量还田、粪便好氧堆肥腐熟后还田等模式。本试验中，将蛋鸡粪污发酵肥替代传统化肥施用于稻麦连作模式中，发现施用蛋鸡粪污发酵肥处理水稻株高显著变矮，水稻分蘖数大幅度减少，对水稻有效穗、穗粒数、千粒重影响不显著，对穗长和结实率具有显著影响，施用蛋鸡粪污发酵肥处理结实率显著高于常规施肥对照，且施用蛋鸡粪污发酵肥处理水稻产量显著高于常规施肥对照。说明蛋鸡粪污发酵肥替代传统化肥可使水稻植株变矮，分蘖变少，对有效穗数和穗粒数并无显著影响，但提高了结实率，从而达到提高产量的效果。施用蛋鸡粪污发酵肥可使水稻精米体积变小，且外观更接近于球型，透明度更好，蛋白质含量和直链淀粉含量增多，提升了水稻精米的蒸煮品质。蛋鸡粪污发酵肥替代传统化肥处理大麦植株矮化明显，穗长变短；籽粒含水量增加，千粒重减小；产量略有降低，差异性不明显。关于蛋鸡粪污发酵肥代替化肥施用于稻麦连作模式中，作物收获后土壤中有机质、氮、磷、钾等养分含量，重金属含量及土壤团粒结构，盐分等理化性质的变化还需进一步研究。

施用蛋鸡粪污发酵肥处理水稻产量得到显著提高，其中以施用蛋鸡粪污发酵肥37.5 t/hm2处理表现最佳，产量为11 172 kg/hm2，增产10.46%，施用蛋鸡粪污发酵肥30 t/hm2处理增产8.05%；施用蛋鸡粪污发酵肥处理稻米精米品质没有显著变化，但施用蛋鸡粪污发酵肥37.5 t/hm2和30.0 t/hm2处理稻米蒸煮品质皆优于常规施肥对照。大麦季各施用蛋鸡粪污发酵肥处理间产量无显著差异，以施用蛋鸡粪污发酵肥37.5 t/hm2处理产量（8 315 kg/hm2）与常规施肥对照产量（8 415 kg/hm2）接近。综合2季作物施用效果来看，蛋鸡粪污发酵肥施用量为30.0 t/hm2和37.5 t/hm2时，水稻和大麦产量及品质可以达到常规施肥的效果，且蛋鸡粪污发酵肥施用量为37.5 t/hm2时效果优于常规施肥模式。同时，施用蛋鸡粪污发酵肥对土壤有良好的保肥作用。