籠養(yǎng)蛋雞發(fā)酵床墊料對水稻生長與產(chǎn)量的效應(yīng)

陳應(yīng)江 ，時(shí) 凱 ，劉興華 ，楊智青 ，裔群英 ，王偉義 ，丁立彤 ，金崇富 ，陳長寬 ，侯福銀 ，冶冬陽

（1.江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 鹽城 224000；2.鹽城市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，江蘇 鹽城 224000；3.鹽城市新洋農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，江蘇 鹽城 224000）

近年來，我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，特別是在城郊、農(nóng)村、工礦區(qū)，養(yǎng)殖場規(guī)模越來越大，集約化程度越來越高，養(yǎng)殖糞污的量也越來越大，已成為各級政府頭疼的重要面源污染源[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年度江蘇省鹽城市有蛋雞養(yǎng)殖企業(yè)（戶）近9 000個(gè)，蛋雞養(yǎng)殖量達(dá)8 000多萬羽，年產(chǎn)鮮雞糞200多萬t，其中中小養(yǎng)殖戶（1 000羽以下）比例達(dá)83%，分布全市各縣鄉(xiāng)村，其點(diǎn)多面散是造成當(dāng)?shù)丨h(huán)境面源污染的重要根源。為控減農(nóng)村養(yǎng)殖糞污的面源性污染，繼續(xù)推進(jìn)其總量減排以及資源化利用，國家出臺的新《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國環(huán)境影響評價(jià)法》《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》以及“水十條”“土十條”等法規(guī)條例均對此作出了明確要求。國家農(nóng)業(yè)部《畜禽糞污資源化利用行動(dòng)方案（2017—2020年）》也提出要使全國畜禽糞污綜合利用率在2020年達(dá)到75%以上的目標(biāo)[2]。

通過集約化蛋雞生產(chǎn)與發(fā)酵床墊料技術(shù)集成創(chuàng)新，形成農(nóng)牧結(jié)合、低排放、多元化生態(tài)循環(huán)生產(chǎn)模式，是減輕養(yǎng)殖糞污面源性污染，推進(jìn)其總量減排以及資源化利用的有效途徑[3]。該模式主要是使籠養(yǎng)蛋雞糞污自然下落進(jìn)入籠下的發(fā)酵床進(jìn)行發(fā)酵，從而及時(shí)固定并保存其有效成份，同時(shí)，在發(fā)酵過程中由于接種了有益菌，發(fā)酵后墊料自然成為一種有機(jī)菌肥（以下簡稱“發(fā)酵床墊料”），而滿足大田作物生產(chǎn)需求的發(fā)酵床處理技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景[4]。畜禽糞便作為有機(jī)肥施入農(nóng)田，不僅能夠改良土壤，提高土壤肥力，而且通過參與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，可增加作物產(chǎn)量和提高品質(zhì)[5]。為了解該腐熟的發(fā)酵床墊料理化性狀、養(yǎng)分動(dòng)態(tài)及其對作物的肥料效應(yīng)，本文主要以腐熟的雞糞發(fā)酵墊料為基肥來種植制種水稻，研究其對水稻生長發(fā)育與產(chǎn)量的影響，這將對畜禽糞污高效處理與資源化利用、控減化肥以及改良土壤等均具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)基地概況

本試驗(yàn)在鹽城市新洋農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站四大隊(duì)（33°31′25.59″N，120°25′52.23″E）進(jìn)行，該區(qū)域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，土壤已發(fā)育為鹽潮土，質(zhì)地以輕壤質(zhì)土為主。20世紀(jì)60年代土壤鹽分（以NaCl為主）最高曾達(dá)到0.8%，經(jīng)過多年的土壤改良與水旱作物輪作，現(xiàn)土壤耕作層鹽分為0.1%～0.2%，pH值為8.17左右，有機(jī)質(zhì)含量約為2.21%，土壤肥力中等略偏下。

1.2 供試材料

1.2.1 發(fā)酵床墊料及其處理。2017年1月1日始，同時(shí)進(jìn)行各條發(fā)酵床墊料的鋪設(shè)。每條發(fā)酵床面積為 52.5 m2(寬 1.5 m，長 35 m，深 0.4 m)，順序排列，每約10 m2為一個(gè)重復(fù)試驗(yàn)測試單元。墊料為種植杏鮑菇的下腳料（菌糠）。1月3日，人工接種地衣芽孢桿菌（購自市場），進(jìn)行促成發(fā)酵。先制作接種料，料中菌種與菌糠混合比例（質(zhì)量比）為1∶20，水分控制在50%～60%，放入密封塑料袋中進(jìn)行菌種擴(kuò)繁，此后將擴(kuò)繁后的接種料均勻摻混于發(fā)酵床中，任其發(fā)酵。1月10日，蛋雞上籠（三層A型籠），保持養(yǎng)殖密度約為29只/m2。發(fā)酵床通過全面接納籠養(yǎng)蛋雞下落的糞污，約6個(gè)月（夏季較短）后清出還田并更換新料。

1.2.2 水稻品種。因與新洋農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站水稻制種工作協(xié)同，遂采用試驗(yàn)品種為C兩優(yōu)華占。父本在5月26日播種，播種量為500 g/667 m2；母本在6月2日播種，播種量為2 000 g/667 m2；6月18—20日進(jìn)入處理田和對照田移栽，9月19日收割。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 不同發(fā)酵時(shí)間下發(fā)酵床墊料養(yǎng)分變化試驗(yàn)。在預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對發(fā)酵床墊料于2017年1月1日—2017年7月15日（留樣）每隔2個(gè)月取樣，以10 m2為一個(gè)重復(fù)測試單元，每條床以“Z”形取5樣點(diǎn)（每樣點(diǎn)250 g），鮮樣統(tǒng)一放于-20℃冰柜密閉儲存，全部取樣完后，統(tǒng)一風(fēng)干處理，過1 mm篩，取樣0.5～1.0 g進(jìn)行養(yǎng)分性狀的測定，以監(jiān)測發(fā)酵床墊料養(yǎng)分變化。

1.3.2 蛋雞發(fā)酵床墊料作基肥對水稻生長、產(chǎn)量及收后土壤的影響試驗(yàn)。選擇基地雜交稻制種田塊1 334 m2，進(jìn)行發(fā)酵床墊料基肥處理，除留樣部分用于后期測試外，其中還在6月15日下田前，抽樣測試發(fā)酵床墊料的養(yǎng)分性狀，以保證下田墊料的養(yǎng)分指標(biāo)符合要求。墊料下田時(shí)，一次性施足發(fā)酵床墊料1 500 kg/667 m2，生產(chǎn)全程不追肥；選擇處理田附近土壤肥力與管理水平一致的田塊1 334 m2作為對照，僅施復(fù)合肥30 kg/667 m2（質(zhì)量比：N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）+ 尿素 35 kg/667 m2；對照田和處理田水稻播種量、育苗方式、移栽密度、移栽深度、水分管理等均相同。于9月19日水稻收割前，每田塊均隨機(jī)取10穴，每穴2株，進(jìn)行采樣考種，之后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析其地上部與地下部質(zhì)量、穗質(zhì)量、千粒質(zhì)量、水分、粗蛋白、直鏈淀粉和評價(jià)值等，水稻收割后脫粒稱量計(jì)產(chǎn)，并參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.1—2006，取稻田土樣風(fēng)干后進(jìn)行土壤的理化性狀測定。

1.4 取樣與測定方法

樣品pH值用pH計(jì)測定，EC值用電導(dǎo)率儀法測定，有機(jī)質(zhì)測定按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.6—2006進(jìn)行，樣品總氮采用重鉻酸鉀-硫酸消化后以凱氏定氮法，堿解氮用堿解擴(kuò)散法測定，總磷采用酸溶-鉬銻抗比色法測定，速效磷采用酸性氟化銨法，總鉀及速效鉀（乙酸銨浸提后）采用原子吸收分光光度計(jì)法測定。水稻成熟后試驗(yàn)地產(chǎn)量及各部分質(zhì)量均采用直接稱量法，植物材料干質(zhì)量均在樣品經(jīng)105℃殺青30 min、并烘至恒質(zhì)量冷卻至室溫后稱量。水稻品質(zhì)采用近紅外谷物品質(zhì)分析儀（FOSS，InfratecTM1241）進(jìn)行測定。

1.5 數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，部分?jǐn)?shù)據(jù)采用t-test，部分采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵時(shí)間對蛋雞發(fā)酵床墊料性狀與營養(yǎng)成分的影響

發(fā)酵床墊料發(fā)酵2個(gè)月（3月15日）后，其外觀呈土黃色，疏松無塊狀，無異味，微生物發(fā)酵分解雞糞速率較快；4個(gè)月后的墊料外觀呈淺褐色，總體疏松，局部小塊狀，基本無異味，微生物發(fā)酵分解雞糞速率有所下降；6個(gè)月后的墊料外觀呈深褐色，質(zhì)松易破碎，手捏略成粉狀，有稍許異味，初步判斷基本發(fā)酵成熟。

通過對發(fā)酵床墊料進(jìn)行不同發(fā)酵時(shí)間下養(yǎng)分變化的分析（表1），可見隨發(fā)酵時(shí)間的增加，發(fā)酵床墊料pH值有逐漸增加的趨勢，但差異并不顯著；電導(dǎo)率值在5月15日時(shí)就有極顯著地增加，較2個(gè)月前增加了 176.34 μs/cm（P ＜ 0.01），表明墊料的腐熟與礦化程度有顯著提高；至7月15日，墊料的有機(jī)質(zhì)含量較3月15日時(shí)有顯著的增加（P＜0.05），其原因主要在于雞糞量的增加；就其具體養(yǎng)分而言，至7月15日，墊料的總氮、總磷、總鉀都較3月15 日時(shí)，分別增加 0.33、1.15、0.20 百分點(diǎn)，但僅有總磷的增加是顯著的（P＜0.05），這說明墊料的養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化既有明顯趨勢，也具有一定的復(fù)雜性?？傮w而言，7月15日的墊料具有較高的電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)含量以及總養(yǎng)分（表1）。下田前的6月15日（發(fā)酵5個(gè)月余），對墊料的抽檢結(jié)果也表明，此時(shí)的墊料pH值低于8.5，電導(dǎo)率≥1 000 μs/cm，有機(jī)質(zhì)含量≥60%，總氮、總磷與總鉀養(yǎng)分之和超過7%，相關(guān)指標(biāo)均達(dá)到或超過國家有機(jī)肥總養(yǎng)分含量標(biāo)準(zhǔn)，可以作為有機(jī)肥利用。

表1 不同發(fā)酵時(shí)間下蛋雞發(fā)酵床墊料養(yǎng)分變化

2.2 蛋雞發(fā)酵床墊料作基肥對水稻農(nóng)藝性狀與品質(zhì)的影響

由表2可知，處理組與對照組水稻在分蘗期或拔節(jié)期，父母本的株高均沒有顯著差異；在孕穗期時(shí)，處理組母本水稻的株高就極顯著低于對照組母本水稻的株高（P＜0.01）；而到成熟期時(shí)，處理組母本水稻較對照組株高低了9.96 cm，差異極為顯著（P＜0.01）。株高影響到水稻的產(chǎn)量和抗倒性能，株高低的水稻抗倒性能較強(qiáng)。發(fā)酵床墊料與復(fù)合肥處理對株高確有不同的效應(yīng)，其原因可能是隨著對照組肥力水平的提高，造成水稻植株各節(jié)長度增加，從而株高增加，導(dǎo)致旺長；而發(fā)酵床墊料作為有機(jī)肥，其肥效釋放緩慢，促生作用弱，有利于增強(qiáng)水稻的抗倒伏能力。

表2 蛋雞發(fā)酵床墊料作基肥對水稻不同生育期株高的影響

由表3、表4可知，處理組和對照組水稻（均為母本）的分蘗數(shù)、有效穗長、地上部與地下部鮮質(zhì)量、地上部與地下部干質(zhì)量以及鮮、干穗質(zhì)量均沒有顯著性差異；對2組水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的分析也表明，單位面積產(chǎn)量、千粒質(zhì)量、水分、粗蛋白及直鏈淀粉含量等指標(biāo)也無顯著差異。本結(jié)果表明，發(fā)酵床墊料作為水稻基肥施用，不另加追肥，也能夠滿足制種稻整個(gè)生長周期對肥力的需求，并且其產(chǎn)量、品質(zhì)與復(fù)合肥處理的相差無幾。

表3 發(fā)酵床墊料作基肥對水稻農(nóng)藝性狀的影響

表4 發(fā)酵床墊料作基肥對水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.3 蛋雞發(fā)酵床墊料作基肥對土壤理化性狀的影響

從水稻種植后土壤的pH值、鹽分、有機(jī)質(zhì)、電導(dǎo)率、總氮、堿解氮、速效磷等指標(biāo)來看，處理田與對照田土壤這些指標(biāo)間的差異并不顯著，但處理田的總磷含量達(dá)到了535.71 mg/kg，極顯著高于對照田塊的202.98 mg/kg（P＜0.01），且處理田速效鉀的含量也顯著高于對照田塊（P＜0.05）。結(jié)果表明，發(fā)酵床墊料作為基肥施入大田顯著地增加了土壤中磷、鉀的含量，具有一定的改良土壤的作用。

表5 水稻田土壤理化性狀及養(yǎng)分分析

3 結(jié)論與討論

發(fā)酵床墊料是現(xiàn)今不少畜禽健康養(yǎng)殖與生態(tài)養(yǎng)殖過程中應(yīng)用、并接納畜禽糞污而產(chǎn)生的有機(jī)物料，它的有效運(yùn)用減輕了畜禽養(yǎng)殖糞污面源性污染，也便于其進(jìn)行資源化利用。通過添加有益菌劑以及自然充分發(fā)酵，可將其制作成良好的有機(jī)肥，進(jìn)入種植業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)了種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合與農(nóng)牧業(yè)的生態(tài)循環(huán)；同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈得以延伸并實(shí)現(xiàn)增值。在此循環(huán)生產(chǎn)過程中，發(fā)酵床墊料的發(fā)酵性狀與品質(zhì)至關(guān)重要。通過本項(xiàng)目的實(shí)施，4個(gè)多月可得到經(jīng)良好發(fā)酵的墊料有機(jī)肥，其pH值低于8.5，電導(dǎo)率≥1 000 μs/cm，有機(jī)質(zhì)含量≥60%，總氮、總磷與總鉀養(yǎng)分之和超過7%，相關(guān)指標(biāo)均達(dá)到或超過國家有機(jī)肥總養(yǎng)分含量標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)酵床墊料作為有機(jī)肥對雜交水稻的生產(chǎn)效應(yīng)也表現(xiàn)明顯，對母本從孕穗期到成熟期的株高有良好的調(diào)控作用，利于增強(qiáng)其抗倒性能，從而保證了雜交稻制種的產(chǎn)量。除產(chǎn)量外，水稻分蘗數(shù)、有效穗長、地上部與地下部鮮質(zhì)量、地上部與地下部干質(zhì)量以及鮮、干穗質(zhì)量等指標(biāo)與施用復(fù)合肥的均沒有顯著性差異；其他如產(chǎn)量、千粒質(zhì)量、水分、粗蛋白及直鏈淀粉含量等指標(biāo)也無顯著差異。因此，本項(xiàng)目中發(fā)酵床墊料作為有機(jī)肥施用，能夠滿足制種稻整個(gè)生長周期對肥力的需求，從而實(shí)現(xiàn)了化肥的減量使用。但本試驗(yàn)是否說明等量養(yǎng)分的墊料有機(jī)肥就能代替等量養(yǎng)分的化肥，則還需更多的證據(jù)。有機(jī)無機(jī)肥配施對水稻有顯著增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果是業(yè)內(nèi)共識，而且隨有機(jī)肥施用比例的增加，水稻的產(chǎn)量也會增加。

對不同處理組水稻收后土壤的理化性狀及養(yǎng)分分析結(jié)果表明，施用發(fā)酵床墊料的土壤pH值、鹽分、電導(dǎo)率、總氮、堿解氮、速效磷均與對照田土壤的同類指標(biāo)不具顯著性差異，施用發(fā)酵床墊料土壤的有機(jī)質(zhì)有所增加，但不甚顯著，較顯著的效應(yīng)是土壤中的總磷以及速效鉀的含量有不同程度的積累，因此其改良土壤的作用不可忽視，但其機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

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