無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施對(duì)白菜生長(zhǎng)及土壤理化性狀的影響

嚴(yán)添瀟　楊守軍　孫吉翠

摘要：以江蘇省蘇州青白菜為試驗(yàn)材料，深入探討無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施對(duì)白菜生長(zhǎng)及土壤理化性狀的影響，以期為無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施的合理比例提供理論參考。試驗(yàn)施肥基于等氮原則，共設(shè)5個(gè)處理，分別為CK（無(wú)任何肥料施用）、JF20%+HF80%（20%雞糞+80%化肥）、JF40%+HF60%（40%雞糞+60%化肥）、JF60%+HF40%（60%雞糞+40%化肥）和JF80%+HF20%（80%雞糞+20%化肥）。研究結(jié)果表明，無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞的施用能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，且含量提高幅度與雞糞施用量呈正相關(guān)。無(wú)抗雞糞與化肥配施均能提高土壤微生物含量，改善白菜品質(zhì)，促進(jìn)土壤中抗生素的降解。其中，JF40%+HF60%處理白菜產(chǎn)量最高，因此，綜合分析認(rèn)為，40%無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與60%化肥配施是較為合理的施用比例。

關(guān)鍵詞：無(wú)抗雞糞;化肥;配施;土壤性狀;產(chǎn)量與品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S634.06?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）19-0129-05

收稿日期：2020-02-23

基金項(xiàng)目：山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目;山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2018GNC110021）;山東省煙臺(tái)市科技計(jì)劃（編號(hào)：2017ZH097）;山東省煙臺(tái)開發(fā)區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（編號(hào)：TD2016003）;山東省煙臺(tái)市學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（編號(hào)：2019XDRHXMXK25）。

作者簡(jiǎn)介：嚴(yán)添瀟（1997—），女，山東滕州人，主要從事農(nóng)業(yè)工程及畜禽糞便資源化利用研究。E-mail：ecs2005@163.com。

通信作者：孫吉翠，副教授，主要從事畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理和資源化利用技術(shù)研究。E-mail：sjc6132006@163.com。

隨著集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，多種抗生素在畜禽養(yǎng)殖中被使用，除了作為藥物用于動(dòng)物疾病的治療和預(yù)防外，還以亞治療劑量添加于動(dòng)物飼料中，起到刺激動(dòng)物生長(zhǎng)和促進(jìn)增產(chǎn)的作用[1]。但是抗生素經(jīng)過(guò)動(dòng)物腸道并不能被完全吸收，大部分會(huì)以原形或代謝產(chǎn)物的形式由糞便和尿液排出體外[2]。糞便經(jīng)過(guò)堆肥處理后作為有機(jī)肥施用于土壤，還田的同時(shí)將糞便中的抗生素轉(zhuǎn)移到土壤中，對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境和作物生長(zhǎng)產(chǎn)生危害。研究表明，抗生素可能對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)重要組成的土著微生物，如固氮菌、纖維分解菌、解磷菌、放線菌和真菌等有殺死或抑制作用，降低土壤的養(yǎng)分循環(huán)效率和對(duì)農(nóng)藥、重金屬等的降解能力，還能通過(guò)作物的富集作用對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)[3]。因此，2019年7月10日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第194號(hào)）》公告，標(biāo)志著全面禁止促生長(zhǎng)藥物飼料添加劑已經(jīng)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)階段[4]。以保護(hù)動(dòng)物和人類健康、生產(chǎn)安全營(yíng)養(yǎng)無(wú)抗生素殘留的畜產(chǎn)品為目的的無(wú)抗畜牧業(yè)養(yǎng)殖具有較強(qiáng)的時(shí)代和現(xiàn)實(shí)意義。

糞便包括無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞在內(nèi)的最佳處理利用方式就是作為有機(jī)肥還田。雞糞除含有植物生長(zhǎng)所必需的大量氮（N）、磷（P）、鉀（K）元素外，合理利用還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤中有益微生物的種類，增加土壤肥力，提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)[5-7]。從培肥地力角度考慮，有機(jī)肥應(yīng)與化肥配施才能充分發(fā)揮改土增效的功能。因此，針對(duì)不同土壤和農(nóng)作物的需肥特性，合理的配施比例仍是有機(jī)肥施用的關(guān)鍵。雖然無(wú)抗養(yǎng)殖綠色技術(shù)的應(yīng)用為規(guī)避畜禽糞便抗生素殘留危害提供了全新的方向，但畜禽無(wú)抗養(yǎng)殖糞便農(nóng)田施用對(duì)土壤性狀及農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響鮮有報(bào)道[8]。因此，本研究以蘇州青白菜為試驗(yàn)材料，研究無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施對(duì)白菜生長(zhǎng)及土壤性狀的影響，以期為無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞的農(nóng)田施用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)始于2019年5月，試驗(yàn)地點(diǎn)為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院實(shí)驗(yàn)田。試驗(yàn)土壤為棕壤，其有機(jī)質(zhì)含量為0.92%，堿解氮含量為132.14 mg/kg，速效磷含量為100.21 mg/kg，速效鉀含量為153.26 mg/kg，pH值為5.99。白菜品種為蘇州青白菜（Brassica campestris L. ssp. chinensis Makino）。試驗(yàn)所用雞糞為山東某白羽肉雞養(yǎng)殖場(chǎng)提供的無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞，其全氮、全磷、全鉀含量分別為2.36%、0.96%和0.84%，雞糞中均未檢出四環(huán)素、金霉素、土霉素、強(qiáng)力霉素。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)5個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。處理1：CK（無(wú)任何肥料施用）;處理2：JF20%+HF80%（20%雞糞與80%化肥配施）;處理3：JF40%+HF60%（40%雞糞與60%化肥配施）;處理4：JF60%+HF40%（60%雞糞與40%化肥配施）;處理5：JF80%+HF20%（80%雞糞與20%化肥配施）。白菜的株行距為15 cm×15 cm，目標(biāo)產(chǎn)量為200 kg/667 m2，氮肥、磷肥、鉀肥的利用率分別是33%、24%和42%。肥料總施入量：N為11.60 kg/m2，P2O5為15.00 kg/m2，K2O為8.60 kg/667 m2。雞糞施用量以雞糞氮養(yǎng)分供給與白菜氮養(yǎng)分需求為基準(zhǔn)平衡計(jì)算，雞糞與化肥一次性施入。施肥情況詳見表1。

1.3 樣品采集與測(cè)定

分別于白菜生長(zhǎng)的10、20、30 d采集土壤和白菜樣品。土壤采集深度為0～20 cm，自然風(fēng)干、磨細(xì)過(guò)篩后貯于棕色瓶，用于土壤理化性狀分析。采集的白菜用水洗凈、吸水紙擦拭完畢后，用于葉綠素含量的測(cè)定，并于白菜收獲期進(jìn)行產(chǎn)量和品質(zhì)測(cè)定。分別采用重鉻酸鉀外加熱法、堿解擴(kuò)散法、鉬銻抗比色法、火焰光度法進(jìn)行土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量測(cè)定[9];土壤微生物總量測(cè)定采用平板擴(kuò)散法[9];葉綠素含量測(cè)定采用蒽酮浸提法[10];籽粒粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪含量的測(cè)定分別采用凱氏定氮法、3，5-二硝基水楊酸法、索氏提取法[10];籽?？股睾康臏y(cè)定采用固相萃取-高效液相色譜法[11]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2016和SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用最小顯著差異法進(jìn)行處理間差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由表2可知，白菜生長(zhǎng)10 d時(shí)，JF20%+HF80%、JF40%+HF60%、JF60%+HF40%和JF80%+HF20%處理土壤有機(jī)質(zhì)含量分別是CK的1.16、1.25、1.34和1.55倍，有機(jī)質(zhì)含量與雞糞施用量呈正相關(guān)關(guān)系。在白菜生長(zhǎng)20 d時(shí)，JF20%+HF80%、JF40%+HF60%、JF60%+HF40%和JF80%+HF20%處理土壤有機(jī)質(zhì)含量比10 d時(shí)分別降低0.53%、1.24%、0.62%和0.60%。在白菜生長(zhǎng)30 d時(shí)，各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量持續(xù)下降，但顯著高于對(duì)照。

2.2 無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量的影響

由圖1得知，在白菜生長(zhǎng)10 d時(shí)，土壤堿解氮含量以 JF20%+HF80%處理為最高， 分別比對(duì)照、JF40%+HF60%、JF60%+HF40%、JF80%+HF20%處理增加了24.8%、5.6%、9.5%和19.9%，與這些處理間差異顯著。在白菜生長(zhǎng)20 d時(shí)，各雞糞處理堿解氮含量變化趨勢(shì)與白菜生長(zhǎng)10 d 時(shí)相似，處理間差異縮小。在白菜生長(zhǎng)30 d時(shí)，土壤堿解氮含量以JF40%+HF60%處理為最高，但與JF20%+HF80%處理無(wú)差異。無(wú)抗雞糞施用對(duì)土壤中速效磷、速效鉀含量的影響與對(duì)堿解氮含量的影響相似。

2.3 無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施對(duì)土壤微生物總量的影響

在白菜生長(zhǎng)的30 d內(nèi)，對(duì)照土壤微生物總量逐漸下降。與對(duì)照相比，雞糞處理土壤微生物總量顯著增加，最大值出現(xiàn)在白菜生長(zhǎng)20 d時(shí)。由表3中數(shù)據(jù)可以看出，雞糞處理土壤微生物總量隨雞糞施用量的增加而增加，白菜生長(zhǎng)同時(shí)期處理間差異顯著。

2.4 無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施對(duì)白菜葉綠素含量的影響

如表4所示，在白菜整個(gè)生育期內(nèi)，JF20%+HF80%處理葉片葉綠素含量最高，雞糞處理葉片葉綠素含量與雞糞施用量呈反相關(guān)關(guān)系。在白菜生長(zhǎng)10 d時(shí)，JF20%+HF80%處理的白菜葉片葉綠素含量分別為對(duì)照、JF40%+HF60%、JF60%+HF40%和JF80%+HF20%處理的1.30、1.06、1.08和1.12倍。隨著白菜生長(zhǎng)期的延續(xù)，對(duì)照處理的葉綠素含量與雞糞處理間差異逐漸減小，至白菜生長(zhǎng)30 d時(shí)，JF20%+HF80%與JF40%+HF60%處理下葉片葉綠素含量無(wú)顯著差異。

2.5 無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施對(duì)白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

由表5可知，雞糞處理的白菜產(chǎn)量以JF40%+HF60%處理為最高，分別是對(duì)照、JF20%+HF80%、JF60%+HF40%、JF80%+HF20%處理的1.70、1.17、1.21和1.20倍。白菜維生素C含量與雞糞施用量呈正相關(guān)關(guān)系，但JF20%+HF80%與JF40%+HF60%處理間以及JF60%+HF40%與JF80%+HF20%處理間無(wú)顯著性差異。與對(duì)照相比，白菜還原糖含量以JF80%+HF20%處理最高，分別比對(duì)照、JF20%+HF80%、JF40%+HF60%、JF60%+HF40%處理增加了42.4%、14.9%、9.2%和7.6%。

2.6 無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞與化肥配施對(duì)白菜抗生素含量的影響

由表6得知，對(duì)照處理的白菜中檢測(cè)出金霉素和強(qiáng)力霉素，未檢出四環(huán)素和土霉素，而所有雞糞處理的白菜中4種抗生素均未檢出。

3 結(jié)論與討論

土壤有機(jī)質(zhì)具有改良土壤理化性質(zhì)和提高土壤保肥、供肥的能力，使土壤肥力得到改善[12]。研究表明，與對(duì)照相比，雞糞處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯提高，且提高程度與雞糞施用量呈正相關(guān)關(guān)系。這與陳乃祥等的研究結(jié)果一致[13-14]。在白菜生長(zhǎng)期間，雞糞處理土壤的堿解氮、速效磷、速效鉀含量顯著高于對(duì)照處理。這是因?yàn)殡u糞中含有一定量的有機(jī)態(tài)養(yǎng)分，在自然條件、土壤微生物、酶等方面的作用下經(jīng)過(guò)礦化作用轉(zhuǎn)換為速效養(yǎng)分，同時(shí)礦化作用產(chǎn)生的有機(jī)酸，又可以溶解土壤中的一些難溶性養(yǎng)分，使土壤中的速效養(yǎng)分含量升高[15-16]。在白菜生長(zhǎng)30 d時(shí)，JF40%+HF60%處理土壤的速效養(yǎng)分含量最高，說(shuō)明40%的雞糞與60%的化肥配施能滿足白菜在不同生育期內(nèi)對(duì)養(yǎng)分的需求。

葉綠素在光合作用的光吸收中起核心作用，對(duì)作物產(chǎn)量影響顯著。在同一生長(zhǎng)時(shí)期，JF20%+HF80%處理的白菜葉片葉綠素含量最高。隨著白菜生育期延長(zhǎng)，雞糞處理葉片葉綠素含量差異逐漸縮小，至白菜生長(zhǎng)30 d時(shí)，JF20%+HF80%與JF40%+HF60%處理葉片葉綠素含量無(wú)顯著性差異。說(shuō)明葉綠素合成能力的高低取決于土壤氮素養(yǎng)分的供應(yīng)水平，其含量的高低與土壤堿解氮含量變化趨勢(shì)相似[17]。

研究結(jié)果表明，無(wú)抗養(yǎng)殖雞糞的施用提高了白菜品質(zhì)，主要是因?yàn)殡u糞有機(jī)肥促進(jìn)了白菜的光合、蒸騰等生理活動(dòng)，使葉片硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化加速，葉片中鉀含量的提高，降低了葉片的氮鉀比例，同時(shí)雞糞中除了氮、磷、鉀元素外，還含有一定量的鉀、鈉、鈣、鎂等營(yíng)養(yǎng)元素，利于籽粒品質(zhì)的改善[18-19]。產(chǎn)量是衡量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最重要的因素之一[20]。白菜產(chǎn)量以雞糞替代40%化肥處理最高，說(shuō)明雞糞與化肥合理的配施比例，不僅提高了土壤中的養(yǎng)分含量，而且促進(jìn)了根系生長(zhǎng)及對(duì)養(yǎng)分的吸收和運(yùn)輸能力，使光合作用和光合產(chǎn)物得到提高，進(jìn)而增加了白菜產(chǎn)量[21]。對(duì)照白菜中檢測(cè)出金霉素和強(qiáng)力霉素，而其他無(wú)抗雞糞處理白菜中4種抗生素均未檢出。這說(shuō)明試驗(yàn)土壤中含有一定量的金霉素和強(qiáng)力霉素。而雞糞處理白菜中無(wú)抗生素可能是因?yàn)槭┯脽o(wú)抗養(yǎng)殖雞糞，使土壤中的腐殖酸含量增高，抗生素因?yàn)槭艿綒滏I、疏水性作用力、表面絡(luò)合等作用的影響被腐殖酸大量吸附，同時(shí)雞糞的施入提高了土壤中微生物的數(shù)量，促進(jìn)了土壤中原有抗生素的降解[22-25]。

本研究結(jié)果表明，40%無(wú)抗雞糞與60%化肥配施可顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和微生物總量，提高土壤肥力，改善白菜品質(zhì)和提高白菜產(chǎn)量，且無(wú)抗生素殘留，是無(wú)抗雞糞與化肥配施較為合理的比例。

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