籠養(yǎng)蛋雞發(fā)酵床墊料對水稻生長與產量的效應

陳應江 ，時 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)農業(yè)科學研究所，江蘇 鹽城 224000；2.鹽城市農產品質量監(jiān)督檢驗測試中心，江蘇 鹽城 224000；3.鹽城市新洋農業(yè)試驗站，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]。據統計，2016年度江蘇省鹽城市有蛋雞養(yǎng)殖企業(yè)（戶）近9 000個，蛋雞養(yǎng)殖量達8 000多萬羽，年產鮮雞糞200多萬t，其中中小養(yǎng)殖戶（1 000羽以下）比例達83%，分布全市各縣鄉(xiāng)村，其點多面散是造成當地環(huán)境面源污染的重要根源。為控減農村養(yǎng)殖糞污的面源性污染，繼續(xù)推進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)境保護法》《中華人民共和國環(huán)境影響評價法》《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。國家農業(yè)部《畜禽糞污資源化利用行動方案（2017—2020年）》也提出要使全國畜禽糞污綜合利用率在2020年達到75%以上的目標[2]。

通過集約化蛋雞生產與發(fā)酵床墊料技術集成創(chuàng)新，形成農牧結合、低排放、多元化生態(tài)循環(huán)生產模式，是減輕養(yǎng)殖糞污面源性污染，推進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入籠下的發(fā)酵床進行發(fā)酵，從而及時固定并保存其有效成份，同時，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菌肥（以下簡稱“發(fā)酵床墊料”），而滿足大田作物生產需求的發(fā)酵床處理技術具有廣闊的應用前景[4]。畜禽糞便作為有機肥施入農田，不僅能夠改良土壤，提高土壤肥力，而且通過參與農田生態(tài)系統的物質循環(huán)，可增加作物產量和提高品質[5]。為了解該腐熟的發(fā)酵床墊料理化性狀、養(yǎng)分動態(tài)及其對作物的肥料效應，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 試驗基地概況

本試驗在鹽城市新洋農業(yè)試驗站四大隊（33°31′25.59″N，120°25′52.23″E）進行，該區(qū)域屬北亞熱帶季風氣候，土壤已發(fā)育為鹽潮土，質地以輕壤質土為主。20世紀60年代土壤鹽分（以NaCl為主）最高曾達到0.8%，經過多年的土壤改良與水旱作物輪作，現土壤耕作層鹽分為0.1%～0.2%，pH值為8.17左右，有機質含量約為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，同時進行各條發(fā)酵床墊料的鋪設。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為一個重復試驗測試單元。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），進行促成發(fā)酵。先制作接種料，料中菌種與菌糠混合比例（質量比）為1∶20，水分控制在50%～60%，放入密封塑料袋中進行菌種擴繁，此后將擴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。因與新洋農業(yè)試驗站水稻制種工作協同，遂采用試驗品種為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日進入處理田和對照田移栽，9月19日收割。

1.3 試驗設計

1.3.1 不同發(fā)酵時間下發(fā)酵床墊料養(yǎng)分變化試驗。在預試驗基礎上，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個月取樣，以10 m2為一個重復測試單元，每條床以“Z”形取5樣點（每樣點250 g），鮮樣統一放于-20℃冰柜密閉儲存，全部取樣完后，統一風干處理，過1 mm篩，取樣0.5～1.0 g進行養(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、產量及收后土壤的影響試驗。選擇基地雜交稻制種田塊1 334 m2，進行發(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)分指標符合要求。墊料下田時，一次性施足發(fā)酵床墊料1 500 kg/667 m2，生產全程不追肥；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，僅施復合肥30 kg/667 m2（質量比：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，每田塊均隨機取10穴，每穴2株，進行采樣考種，之后在實驗室內分析其地上部與地下部質量、穗質量、千粒質量、水分、粗蛋白、直鏈淀粉和評價值等，水稻收割后脫粒稱量計產，并參照行業(yè)標準NY/T 1121.1—2006，取稻田土樣風干后進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計測定，EC值用電導率儀法測定，有機質測定按行業(yè)標準NY/T 1121.6—2006進行，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法測定。水稻成熟后試驗地產量及各部分質量均采用直接稱量法，植物材料干質量均在樣品經105℃殺青30 min、并烘至恒質量冷卻至室溫后稱量。水稻品質采用近紅外谷物品質分析儀（FOSS，InfratecTM1241）進行測定。

1.5 數據整理與統計

數據用SPSS 20.0軟件進行統計分析，部分數據采用t-test，部分采用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同發(fā)酵時間對蛋雞發(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個月后的墊料外觀呈深褐色，質松易破碎，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)酵床墊料進行不同發(fā)酵時間下養(yǎng)分變化的分析（表1），可見隨發(fā)酵時間的增加，發(fā)酵床墊料pH值有逐漸增加的趨勢，但差異并不顯著；電導率值在5月15日時就有極顯著地增加，較2個月前增加了 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，墊料的有機質含量較3月15日時有顯著的增加（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，分別增加 0.33、1.15、0.20 百分點，但僅有總磷的增加是顯著的（P＜0.05），這說明墊料的養(yǎng)分動態(tài)變化既有明顯趨勢，也具有一定的復雜性。總體而言，7月15日的墊料具有較高的電導率、有機質含量以及總養(yǎng)分（表1）。下田前的6月15日（發(fā)酵5個月余），對墊料的抽檢結果也表明，此時的墊料pH值低于8.5，電導率≥1 000 μs/cm，有機質含量≥60%，總氮、總磷與總鉀養(yǎng)分之和超過7%，相關指標均達到或超過國家有機肥總養(yǎng)分含量標準，可以作為有機肥利用。

表1 不同發(fā)酵時間下蛋雞發(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藝性狀與品質的影響

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，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，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量和抗倒性能，株高低的水稻抗倒性能較強。發(fā)酵床墊料與復合肥處理對株高確有不同的效應，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，導致旺長；而發(fā)酵床墊料作為有機肥，其肥效釋放緩慢，促生作用弱，有利于增強水稻的抗倒伏能力。

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、有效穗長、地上部與地下部鮮質量、地上部與地下部干質量以及鮮、干穗質量均沒有顯著性差異；對2組水稻產量與品質的分析也表明，單位面積產量、千粒質量、水分、粗蛋白及直鏈淀粉含量等指標也無顯著差異。本結果表明，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生長周期對肥力的需求，并且其產量、品質與復合肥處理的相差無幾。

表3 發(fā)酵床墊料作基肥對水稻農藝性狀的影響

表4 發(fā)酵床墊料作基肥對水稻產量及品質的影響

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、有機質、電導率、總氮、堿解氮、速效磷等指標來看，處理田與對照田土壤這些指標間的差異并不顯著，但處理田的總磷含量達到了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 結論與討論

發(fā)酵床墊料是現今不少畜禽健康養(yǎng)殖與生態(tài)養(yǎng)殖過程中應用、并接納畜禽糞污而產生的有機物料，它的有效運用減輕了畜禽養(yǎng)殖糞污面源性污染，也便于其進行資源化利用。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肥，進入種植業(yè)，從而實現了種養(yǎng)產業(yè)的結合與農牧業(yè)的生態(tài)循環(huán)；同時，產業(yè)鏈得以延伸并實現增值。在此循環(huán)生產過程中，發(fā)酵床墊料的發(fā)酵性狀與品質至關重要。通過本項目的實施，4個多月可得到經良好發(fā)酵的墊料有機肥，其pH值低于8.5，電導率≥1 000 μs/cm，有機質含量≥60%，總氮、總磷與總鉀養(yǎng)分之和超過7%，相關指標均達到或超過國家有機肥總養(yǎng)分含量標準。

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

對不同處理組水稻收后土壤的理化性狀及養(yǎng)分分析結果表明，施用發(fā)酵床墊料的土壤pH值、鹽分、電導率、總氮、堿解氮、速效磷均與對照田土壤的同類指標不具顯著性差異，施用發(fā)酵床墊料土壤的有機質有所增加，但不甚顯著，較顯著的效應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，但其機制還需進一步研究。

參考文獻：

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