循环农业田间应用畜禽粪便堆肥效果分析

摘要：畜禽粪便堆肥田间应用效果表明，施用畜禽粪便堆肥与常规施肥相比，土壤理化性质得到改善，其中pH值提高0．16，土壤容重降低16．3％，孔隙度与CEC分别提高16．1％和20．0％。土壤全N提高17．1％，碱解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％。改善了大豆根际土壤微生态环境，在促进了有益微生物大量繁殖的同时控制了有害菌群（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、磷酸酶活性和过氧化氢酶活性分别较常规施肥处理提高2．03mg／g•24h、0．23mg／g•24h、1．18mg／g•24h和4．32mL／g•24h。促进了大豆干物质和养分的积累，产量比施用常规施肥提高18．32％，达5％显著水平；子粒蛋白、脂肪含量分别增加4．27％和0．34％。达到提高大豆产量和改善品质的目的。

关键词：循环农业；畜禽粪便堆肥；田间应用；大豆；产量

0引言

目前，我国农业正从传统的“资源－产品－废弃物”的线性生产方式向“资源－产品－废弃物－再生资源”的循环农业方式转变。循环农业实质上是将农业清洁生产与废弃物资源化利用有机结合，最大限度地提高农业资源的利用效率，以推进农业和农村经济可持续发展。发展循环农业是解决农业资源环境问题的客观需要。废弃物利用重点涉及作物秸秆、畜禽粪便等的资源化利用问题。农业废弃物在循环农业生态链中的增益化利用，不仅能提高资源利用率，还能实现经济、生态和社会效益的统一。在循环农业中，废弃物的资源化利用是这个循环非常重要的环节，尤其以畜禽粪便的无害化处理和资源化利用最为关键。本文在循环农业田间试验中应用畜禽粪便和秸秆堆肥，探讨畜禽粪便堆肥对作物产量和品质的影响，以及对土壤理化性质和生物学性质的影响。

1试验材料与方法

1．1试验材料

1．1．1供试土壤基础肥力有机质含量2．03％，全氮1．23g／kg，全磷0．92g／kg，碱解氮120．40mg／kg，速效磷23．16mg／kg，速效钾102．40mg／kg，pH值6．37。

1．1．2供试大豆品种垦丰16，亚有限结荚习性，株高65cm左右，百粒重18g，生育日数120d，需活动积温2447．2℃，垄作种植公顷保苗25～32万株。

1．1．3畜禽粪便堆肥性质有机质含量47．74％，全氮2．17％，全磷0．84％，速效氮4．33g／kg，速效磷5．64g／kg，速效钾6．14mg／kg，pH值8．26。

1．2试验方法

1．2．1田间试验设计处理1采取常规施肥＋自制堆肥（牛、鸡粪混合堆肥，撒施）20t／hm2；处理2为对照，采取常规施肥（公顷施磷酸二铵175kg、氯化钾50kg、尿素40kg）。田间排列，随机区组，3次重复，每小区面积8垄×0．65m×6m＝31．2m2。

1．2．2测定项目①土壤理化性质测定（pH值、土壤容重、孔隙度、阳离子代换量）；②土壤养分含量测定（有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾）；③土壤微生物区系测定（稀释培养法测定细菌、放线菌和真菌的数量）；④土壤酶活性测定（过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶）；⑤大豆干物质积累和植株养分含量测定（大豆主要生育期的植株干重，植株氮、磷、钾）；⑥大豆产量和品质测定（收获时各小区选择中间4垄，两端各去掉1．0m测产。选有代表性10株考种，测定单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重等。品质测定：蛋白质、脂肪含量）。

2试验结果与分析

2．1不同施肥处理对土壤理化性质的影响

与单独施用化肥相比，施用自制堆肥对土壤团粒结构起到积极的改善作用，土壤容重降低16．3％，总孔隙度也相应地增加16．1％，阳离子交换量增加了20．0％，土壤pH值提高了0．16。良好的土壤物理性质，有利于植株养分的充分吸收，提高养分的利用率，但土壤物理性质的改变是一个长期缓慢的过程，需要进行长期的施用及研究。

2．2不同施肥处理对土壤养分含量的影响

不同施肥处理对土壤肥力状况的影响：播种前（处理前）有机质20．29g／kg、全氮1．23g／kg、全磷0．92g／kg、速效磷23．16mg／kg、速效钾102．4mg／kg、碱解氮120．4mg／kg；收获后（自制堆肥）有机质22．64g／kg、全氮1．44g／kg、全磷1．12g／kg、速效磷30．11mg／kg、速效钾117．8mg／kg、碱解氮128．3mg／kg；收获后（常规化肥）有机质19．35g／kg、全氮1．19g／kg、全磷0．87g／kg、速效磷22．3mg／kg、速效钾95．6mg／kg、碱解氮118．2mg／kg。施用自制堆肥，土壤有机质增加11．58％，由于肥料中的有机质补充到土壤中，提高了土壤有机质含量，别外有益微生物大量繁殖，土壤微生物的生物量占土壤有机质总量的近1／3，所以微生物数量的增加也提高了土壤有机质的含量。土壤全氮增加了17．1％，碱解氮增加了6．6％；全磷增加了21．7％，有效磷增加了30．0％；速效钾增加了15．0％。通过施用有机肥为改良土壤质地、肥力、耕性，促进植株养分的利用、吸收及高产稳产奠定了基础。

2．3不同施肥处理对土壤微生物区系变化的影响

细菌、放线菌和真菌在土壤中的数量可以表征土壤肥力，是土壤肥力评价指标之一。土壤微生物的数量与土壤肥力有极为密切的关系，较高的土壤微生物活性通常是肥沃的标志。施用自制堆肥增加土壤中微生物数量，尤其是大幅度增加大豆根际土壤中各种微生物数量，其中细菌、放线菌数量增加，真菌数量则明显减少。因此，细菌和放线菌的数量同真菌数量的比值（B／F和A／F）显著增大，明显改善了土壤微生物区系组成，说明施用自制堆肥后，改善了大豆根际土壤微生态环境，在促进了有益微生物大量繁殖的同时控制了有害菌群（真菌）的繁殖。

2．4不同施肥处理对土壤酶活性变化的影响

各施肥处理鼓粒期对土壤酶活性的影响测定结果表明，自制堆肥处理脲酶活性较常规施肥处理提高2．03mg／g•24h，而脲酶活性与土壤供氮能力密切相关，在很大程度上左右着施入土壤尿素利用率的高低，因此脲酶活性增强可提高活性肥料的氮素利用率。自制堆肥处理蔗糖酶活性较常规施肥处理提高0．23mg／g•24h，而蔗糖酶参与土壤碳循环，被广泛用于表征土壤生物化学过程的动向与强度，是土壤生物学指标之一。自制堆肥处理磷酸酶活性较常规施肥处理提高1．18mg／g•24h，而磷酸酶活性可用来表征土壤肥力状况，特别是磷素状况，其活性高低可直接影响土壤中有机磷的转化及释放，因此磷酸酶活性的增强对改善作物磷素营养水平有着重要作用。自制堆肥处理过氧化氢酶活性较常规施肥处理提高4．32mL／g•24h，而过氧化氢酶参与生物呼吸代谢的同时分解呼吸过程中产生的对土壤生物体有毒害作用的过氧化氢，因此过氧化氢酶活性增强可有效保护土壤微生物的正常活动。

2．5不同施肥处理对大豆干物质积累量的影响

自制堆肥和常规化肥相比，二者在苗期－盛花期干物质积累量差异不明显，在生殖生长期，前者干物质积累速率增加，在盛荚期达39．48g／株，高于常规化肥处理27．81％，在鼓粒期达62．70g／株，高于常规化肥处理27．99％，达5％显著水平，有利于植株后期的养分和干物质的积累，最终有利于向子粒中的转运，增加子粒重量。

2．6不同施肥处理对大豆养分积累量的影响

试验在大豆的主要生育时期测定了大豆植株氮、磷、钾积累量，试验结果如表1所示，施用自制生物有机肥，延缓了前期肥效的释放，使整个生育期均保持较高的养分，与常规施肥处理相比，在盛荚期，植株氮素积累量增加29．20％，达5％显著水平，磷、钾积累量增加19．79％、48．22％，达1％极显著水平；在鼓粒期，氮素、磷积累量增加14．08％、37．76％，达5％显著水平；钾积累增加53．54％，达1％极显著水平。经F检验，该差异来源于处理间差异，也就是说，生物有机肥不仅可以加快有机质分解释放出养分，而且促进了植物对营养元素的吸收，提高了肥料的利用率，在生育后期获得较高的养分积累，为增加子粒蛋白，增加子粒重量奠定基础。

2．7不同施肥处理对大豆产量及产量构成因子的影响

不同施肥处理对大豆产量及产量构成因子的影响：处理1（自制堆肥）单株荚数53个，单株粒数113．3个，百粒重21．13g，产量3390kg／hm2；处理2（常规化肥）单株荚数43个，单株粒数95个，百粒重20．2g，产量2865kg／hm2。施用自制堆肥比施用常规化肥产量提高18．32％，达5％显著水平，其主要是通过增加单株荚数及单株粒数以提高单株粒重。与常规化肥相比，自制堆肥单株荚数、单株粒数分别增加了23．25％和19．26％，达1％极显著水平，百粒重提高4．6％。2．8不同施肥处理对大豆品质的影响施用自制堆肥促进了大豆植株后期氮素的积累，促进大豆子粒蛋白积累，与常规化肥处理相比，子粒蛋白、脂肪含量分别增加4．27％和0．34％，均未达到显著性水平。

3结论

施用畜禽粪便堆肥增加土壤微生物数量，改变堆肥微生物的区系组成，提高土壤酶活力，进而改善土壤理化性质，增加有机质含量，提高土壤的缓冲能力，使肥效更加持久。同时，增加了土壤中速效养分的含量，与等养分量化肥相比，施用自制堆肥提高了肥料利用率，使植株干物质积累量、养分积累量显著提高。施用自制堆肥，通过促进后期氮素积累，使子粒蛋白提高，由于子粒蛋白与子粒脂肪呈负相关，所以施用堆肥对提高脂肪含量效果不明显。

4参考文献

［1］李天枢，呼世斌，李辰，等．猪粪秸秆堆肥复合微生物菌剂的制备及应用效果［J］．西北农业学报，2013，22（6）：183－189．

［2］时连辉，韩国华，张志国．秸秆腐解物覆盖对园林土壤理化性质的影响［J］．农业工程学报，2010，26（1）：113－117．

［3］鲍士旦．土壤农化分析［M］．3版．北京：中国农业出版社，2000．

作者：赵晓锋 隋文志 单位：黑龙江省农垦科学院农畜产品综合利用研究所