豬糞沼液施用量對水稻農(nóng)藝性狀和青貯品質(zhì)的影響

侯福銀，楊智青，金崇富，時 凱，安 晨，陳長寬

（江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所，鹽城市畜牧養(yǎng)殖裝備工程技術(shù)研究中心，江蘇 鹽城 224002）

0 引言

近年來，中國生豬養(yǎng)殖規(guī)?；潭仍絹碓礁?，集中排放的豬糞廢棄物已成為中國農(nóng)業(yè)面源污染的重要污染源之一。為此，中國政府鼓勵畜禽糞污無害化處理與資源化安全高效利用，沼氣工程無害化處理畜禽糞便的模式逐漸推廣應用[1]，但每年產(chǎn)生的沼液量1億t以上，如何高效利用沼液成為沼氣工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2-5]。畜禽糞污發(fā)酵產(chǎn)物含有豐富的氮磷鉀等營養(yǎng)物質(zhì)[6-9]，目前將其作為有機肥安全還田是畜禽糞污處理的有效途徑[10-13]。毛曉月等[14]研究了沼液長期（連續(xù)3年）施用水稻的可行性，試驗結(jié)果顯示適量豬糞沼液施用較常規(guī)化肥施用組更有助于提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，且沼液控制在3200～5300 kg/hm2時，施用效果較好。作者前期研究，在沼液第一年施用水稻的試驗結(jié)果顯示適量的沼液替代尿素氮肥有助于促進水稻生長，提高稻米產(chǎn)量和改善稻米品質(zhì)[15]。值得關(guān)注的是，中國南方水稻秸稈資源十分豐富，然而水稻秸稈用作反芻動物飼料的比例嚴重不足，青貯飼料對畜牧業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展十分重要，利用水稻秸稈青貯是緩解中國養(yǎng)殖業(yè)粗飼料來源不足的途徑之一[16]。目前，對豬糞沼液連續(xù)施用水稻的最大消納量及其青貯飼用品質(zhì)的研究較少，限制了豬糞沼液和水稻秸稈的循環(huán)利用。本試驗開展了豬糞沼液施用水稻且青貯飼料化研究，旨在探討不同梯度豬糞沼液施用量對飼用稻生長性狀、青貯前生物量和青貯品質(zhì)的影響，一方面有助于養(yǎng)殖糞污的資源化利用，另一方面增加了畜禽養(yǎng)殖的飼料來源，保護生態(tài)環(huán)境，促進種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)模式的推廣應用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

豬糞沼液是江蘇沿海地區(qū)某規(guī)?；B(yǎng)豬場沼氣工程的發(fā)酵尾液。試驗田為江蘇沿海鹽堿地稻麥輪作區(qū)，連續(xù)2年豬糞沼液施用水稻，水稻品種是金陵香粳，2019年采樣測產(chǎn)、檢測，試驗中沼液理化性質(zhì)如下。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)置19個處理：CF（常規(guī)施肥：每小區(qū)施用氮肥尿素782.2 g，換算成豬糞沼液氮肥每小區(qū)需施用沼液305 L）、CK（不施氮肥）、N2（沼液N20%替代尿素氮肥）、N4（沼液N40%）、N6（沼液N60%）、N8（沼液N80%）、N10（沼液N100%）、N12（沼液N120%）、N14（沼液 N140%）、N16（沼液 N160%）、N18（沼液N180%）、N20（沼液N200%）、N24（沼液N240%）、N28（沼液 N280%）、N32（沼液 N320%）、N36（沼液N360%）、N40（沼液N400%）、N44（沼液N440%）和N48（沼液N480%）。每個處理設(shè)置3個重復，各重復小區(qū)面積為3 m×4 m，行距25 cm，株距15 cm。

1.3 測定方法

1.3.1 水稻生長指標的測定 水稻收獲期，從植株地上部5 cm處開始刈割，用直尺測從莖端至穗端的長度即是株高。同時，統(tǒng)計每株水稻上的分蘗總數(shù)。取新鮮水稻植株稱重，置于烘箱，設(shè)定105℃殺青30 min，調(diào)至75℃烘干至恒重，計算干物質(zhì)含量。將水稻留茬5 cm刈割，稱取植株地上部分的鮮重即生物量。

1.3.2 飼用稻的發(fā)酵青貯方法 將飼用稻地上部秸稈切成1～2 cm，每小區(qū)做3個重復，每個重復裝2 kg秸稈于聚乙烯真空包裝袋中，壓實，用真空機抽成真空青貯，常溫條件下保存，水稻秸稈青貯發(fā)酵60天后開袋檢測。

1.3.3 飼用稻發(fā)酵青貯的感官評定 從質(zhì)地、色澤、氣味3個方面對青貯稻進行感官評定，參考青貯飼料感官評定標準：質(zhì)地（0～10分）、色澤（0～20分）、氣味（0～25分）。

1.3.4 飼用稻發(fā)酵青貯品質(zhì)測定 pH值測定：取飼用稻青貯樣品10 g，置于250 mL錐形瓶中，加入90 mL蒸餾水，置于4℃搖床浸提24 h，過濾后，用pH計（型號：PHS-3E）測定濾液的pH值?？扇苄蕴呛坎捎幂焱?硫酸比色法測定；中性洗滌纖維含量參照GB/T 20806—2006的方法進行測定；酸性洗滌纖維含量參照NY/T 1459—2007的方法進行測定。粗蛋白含量測定參照GB/T 6432—2018，采用凱氏定氮法進行測定；粗纖維含量的測定參照GB/T 6434—2006，采用過濾法進行測定；粗灰分含量的測定參照GB/T 6438—2007的方法進行。

表1 供試豬糞沼液的基本理化性質(zhì)

表2 不同梯度豬糞沼液施用水稻的試驗設(shè)計

1.4 數(shù)據(jù)分析

應用SPSS 20.0軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)，不同處理間差異性分析采用Duncan氏多重比較，用Graphpad Prism 5.0作圖。試驗數(shù)據(jù)用平均值±標準差(Mean±SD)表示，P＜0.05表示處理間顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同沼液施用量對水稻農(nóng)藝性狀的影響

如表3所示，與常規(guī)化肥(CF)和不施氮肥對照組(CK)相比，沼液N2～N44各施肥組株高沒有顯著變化，此外，沼液N48施肥組株高是87.80 cm，與其他各組相比，株高呈顯著降低(P＜0.05)。與CF和CK相比，N2～N48各施肥組水稻分蘗數(shù)均有一定程度的增加，其中N10、N18、N28、N36和N48施肥組分蘗數(shù)有顯著增大(P＜0.05)。N2～N48（除N4和N10）各施肥組青貯料的干物質(zhì)含量高于CF，其中，N2和N40的干物質(zhì)含量顯著升高(P＜0.05)。圖1顯示，豬糞沼液N8施肥組飼用稻地上部生物量為646.99 kg/667 m2，與CF和CK相比，有顯著性升高(P＜0.05)。隨著豬糞沼液N20%～N480%替代尿素氮肥施用量的增加，生物量呈先增加后降低的趨勢，沼液N80%施用時生物量最高，并且，沼液N200%超量施用時水稻生物量仍能達到常規(guī)化肥的產(chǎn)量。

圖1 沼液施用量對水稻地上部生物量的影響

表3 沼液施用量對水稻生長指標的影響

續(xù)表3

2.2 不同沼液施用量對水稻青貯感官品質(zhì)的影響

由表4可知，N24沼液施肥組水稻發(fā)酵青貯后質(zhì)地評分顯著高于CF和CK組，其他各沼液施肥組青貯稻質(zhì)地評分均有一定程度的升高，但差異不顯著(P＞0.05)。與CF和CK相比，N2～N48各沼液施肥組青貯稻的色澤評分差異不顯著，但與N2、N4和N6相比，N14、N18和N36施肥組色澤評分呈顯著降低(P＜0.05)。與CF相比，N2～N48各沼液施肥組青貯稻的氣味評分沒有顯著的變化(P＞0.05)，但與CK相比，N48沼液施肥組青貯稻的氣味評分有明顯的下降，差異顯著(P＜0.05)。

表4 沼液施用量對水稻青貯感官品質(zhì)的影響

2.3 不同沼液施用量對水稻青貯品質(zhì)的影響

由表5可知，與CF和CK相比，N2～N24處理組青貯飼料pH沒有顯著變化(P＞0.05)，其中N2、N4和N8處理組pH均略有下降，值得關(guān)注的是，當沼液施用量超過N240%替代氮肥時，N28、N32、N40和N44處理組pH有顯著升高(P＜0.05)。同時，與CF和CK相比，N2～N10各施肥處理組靑貯料的可溶性糖略有升高，但變化不顯著(P＞0.05)。相對于CF和CK，沼液N2～N8施肥組中性洗滌纖維(NDF)略有降低(P＞0.05)，沼液N14、N16、N20、N28、N32、N36、N40和N48處理組NDF均有顯著上升(P＜0.05)。沼液N2～N48各處理組酸性洗滌纖維(ADF)與CF和CK相比差異不顯著，但是，結(jié)果顯示沼液N14～N40各處理組ADF與N2處理組相比，均有顯著降低。由圖2和圖3顯示，與CF和CK相比，沼液N2～N48各施肥組粗蛋白和粗纖維含量均沒有顯著變化。由圖4可知，與常規(guī)化肥處理CF相比，沼液N2～N24（除N14）處理組青貯稻的粗灰分含量沒有顯著差異(P＞0.05)，但在沼液N280%～N480%替代氮肥超量施用時，青貯稻的粗灰分含量明顯降低(P＜0.05)。

表5 不同沼液施用量對水稻青貯品質(zhì)的影響

圖2 沼液施用量對青貯稻粗蛋白含量的影響

圖3 沼液施用量對青貯稻粗纖維含量的影響

圖4 不同沼液施用量對青貯稻粗灰分含量的影響

3 討論

3.1 不同豬糞沼液施用量對水稻生長性狀、生物量的影響

如何最大程度的消納豬糞沼液，降低環(huán)境污染[17]，促進中國循環(huán)農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展，值得深入研究。養(yǎng)殖場沼氣工程的廢棄產(chǎn)物沼液是一種優(yōu)質(zhì)有機肥，適量的替代化肥安全還田利于改善土壤環(huán)境[18]，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[19-22]。糧改飼成為滿足中國養(yǎng)殖業(yè)飼料供應的重要保障之一，在玉米短缺的南方水稻主產(chǎn)區(qū)，利用豬糞發(fā)酵沼液施用水稻，再將水稻秸稈發(fā)酵青貯，過腹增值，降低面源污染，是發(fā)展種養(yǎng)結(jié)合較好的模式之一。

將沼液施用的水稻作為養(yǎng)殖飼料，其生物量的高低與飼用價值密切相關(guān)。從水稻生長、生物量方面來看，本試驗結(jié)果顯示，一定范圍內(nèi)沼液施用對水稻的株高影響不顯著，但沼液N480%超量替代尿素氮肥時，株高明顯降低。隨著沼液施用量的增大，水稻分蘗數(shù)有顯著增加，同時，水稻生物量呈先增加后降低的趨勢，N80%沼液施肥組生物量最高，同時，沼液N200%超量施用時水稻生物量仍能達到常規(guī)施肥的產(chǎn)量。周煒等[23]研究表明，在75%沼液和25%豬糞有機肥氮替代化肥模式下，水稻可達到一定的產(chǎn)量，且顯著降低稻田中磷、鉀素的徑流損失。冉毅等[24]試驗結(jié)果顯示，與施用復合肥相比，施用原沼液和富碳原沼液后水稻的生長量分別提高9.67%和25.25%，且施用富碳原沼液的水稻長勢最佳。此外，沼液肥配施復合肥對水稻的莖葉、株高和養(yǎng)分含量均有一定程度的影響，水稻產(chǎn)量高達562.03 kg/667 m2，但沼液肥施用量較大時，籽粒中的重金屬含量隨之增加[25]。提示沼液施用利于水稻的生長，提高生物量，但不宜超量施用。

3.2 不同豬糞沼液施用量對水稻青貯品質(zhì)的影響

發(fā)酵青貯對沼液施用的水稻秸稈飼用價值有很大提升。本研究表明，在沼液N20%～N100%替代尿素氮范圍內(nèi)，青貯水稻的質(zhì)地、色澤和氣味總體感官評分略高于常規(guī)化肥。當沼液施用量超過N240%替代氮肥時，青貯稻的pH有顯著升高。然而，沼液施用量對靑貯稻的可溶性糖、酸性洗滌纖維、粗蛋白和粗纖維影響不大。與常規(guī)施肥和空白對照相比，沼液N20%～N80%施肥組NDF略有降低，但沼液超量施用時，NDF呈顯著的升高，粗灰分含量明顯降低，再次提示豬糞沼液超量施用水稻，對其青貯品質(zhì)也有不良的影響。也有研究顯示，適量的沼液施用有助于提高大麥生物量、植株和籽實中的蛋白質(zhì)含量[26]。唐微等[27]試驗結(jié)果顯示，施用沼液的稻谷有明顯的增產(chǎn)，沼液施用量在11.25～18.75 t/hm2時稻谷收獲產(chǎn)量較高，同時，沼液還可增加稻米中蛋白質(zhì)含量,提升稻米營養(yǎng)品質(zhì)。這與Samonte等[28]報道的基本一致，氮的利用效率與水稻的產(chǎn)量、稻谷蛋白質(zhì)含量等指標密切有關(guān)。韓文元等[29]研究表明，不同施氮量不同程度的促進了燕麥植株的生長，增加葉片中葉綠素含量，且有提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)的作用，但當?shù)食渴┯脮r，產(chǎn)量并沒有增加。馬小勇等[30]試驗顯示，葉面噴施濃度66.6%的沼液對甘藍蚜蟲、菜青蟲均有較好的驅(qū)避效果，且增產(chǎn)率和凈菜率分別達41.2%、91.3%。適量的沼液施用還可促進茭白生長，提高產(chǎn)量[31]，同時，滴灌施用有機液肥（沼液和腐爛柑橘發(fā)酵凈化液）可降低化肥投入量，提高土壤肥力，緩解土壤酸化，提高紅美人柑橘的產(chǎn)量，帶來可觀的經(jīng)濟效益[32]。

可見，與前人文獻報道的沼液施用燕麥、甘藍、茭白和柑橘的應用效果類似，適量的沼液施用可利于飼用稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種植，節(jié)約了養(yǎng)殖企業(yè)的糞污處理成本，減少了農(nóng)田化肥用量，提高了種養(yǎng)結(jié)合的經(jīng)濟效益。但沼液的營養(yǎng)成分復雜，可能過量的消納沼液反而會加重農(nóng)田土壤氮、磷、銅和鋅等元素的負荷[33-34]，降低農(nóng)作物的青貯品質(zhì)。接下來，還需跟蹤研究豬糞沼液長期施用對稻田土壤理化性質(zhì)及菌群結(jié)構(gòu)變化的影響，提高豬糞沼液的資源化利用效率，降低環(huán)境污染。

4 結(jié)論

隨著豬糞沼液N20%～N480%氮肥施用量的增加，生物量呈先增加后降低的趨勢，且適量的沼液肥有助于水稻青貯品質(zhì)的提升。從飼用稻的生長性狀、生物量和青貯品質(zhì)等方面綜合考慮，豬糞沼液氮肥的最大消納量在N200%左右，超量消納施用沼液可降低水稻的產(chǎn)量和飼用品質(zhì)。