关于施用畜禽粪肥对土壤呼吸和玉米产量的影响及其增效分析

申海梅

科学与合理的使用畜禽类肥是提升农作物生产安全与质量，推动农业种植优化与可持续发展的重要手段与途径。由于鸡、猪、牛、羊等不同畜禽其饲养需求不同、消化功能也不同，由此畜禽粪肥中所蕴含的营养物质及其对土壤呼吸与玉米产量增效存在的影响效果也不同。因此，如何实现畜禽粪肥的科学施用，达到土壤培肥与增产增效目的，得到人们越来越多的关注。基于此，采用实验研究法，就施用畜禽粪肥对土壤呼吸和玉米产量的影响及其增效进行了如下分析。

1 试验材料与试验方法

1.1 试验区基本概况

在本次试验研究中，选择以玉米为主要农作物的区域为试验区。试验区自然环境如下：属温带大陆性季风气候，年平均降水量为428.5mm，全面日照时长超过805小时，年平均气温保持在8.5℃，温度超过10℃的积温为3350℃～3600℃；试验区地质条件：土壤以褐土性土壤为主，所在区域的地势相对较高，坡度保持在8°以下，以种植春玉米为主，土壤整体肥力相对较差，在没有进行有机肥处理时，土壤耕作层的肥力情况如表1所示。

表1 未经有机肥处理的土壤耕作层肥力情况

1.2 试验设计方案

本次试验设计利用二因素裂区法进行实践操作，其中主因子设计为“畜禽粪肥类型”（包括羊粪、鸡粪、猪粪与牛粪，其水分与养分情况如表2所示），副因子设计为“不同畜禽粪肥的施用水平”。以不适用畜禽粪肥的玉米种植区域为对照组（T1），以施加畜禽粪肥的玉米种植区域为实验组，以同畜禽粪肥的施用水平为基准，进行实验组处理，即T2（实验组）施肥水平为30m3/hm2，T3（实验组）施肥水平为60m3/hm2，T4（实验组）施肥水平为90m3/hm2。

在试验开始之前，为便于玉米种植、观察与机械收割，每个区域玉米种植情况如下：12行为以对照区，行距保持在0.6m左右，每行长度控制在30m左右，植株种植株距为32cm，排列方式为随机排列。试验于2014年4月下旬开始，将羊粪、鸡粪、猪粪与牛粪随着深翻施于土壤之中，2015年与2016年不适用任何种类的畜禽粪肥，采用人工点播法于每年的五月份初旋耕后进行玉米种植，在田间管理过程中施加750 kg/hm2的复合肥（氮∶五氧化二磷∶一氧化二钾=28∶10∶10）

表2 羊、鸡、猪、牛粪肥水分与养分情况表

1.3 指标测定与数据统计方法

在此次研究中，主要测量的指标有土壤呼吸速率（大喇叭口期，晴天上午利用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统进行测定）、土壤有机物含量（施肥前与玉米收获后，利用重铬酸钾容量法—外加热法进行测定）、玉米产量（实收测产与取样测产）、以三年为周期进行效益计算与分析。采用SAS8.01数据统计软件进行数据计算与统计，采用Duncan检验法进行数据比较分析。

2 试验结果与分析

2.1 施用畜禽粪肥对土壤呼吸速率的影响

由土壤呼吸（Soil Respiration）概念可知，土壤呼吸主要是指土壤中的植物根系、细菌、真菌等在进行代谢活动时消耗有机物并产生二氧化碳的过程。它与土壤中存在的生物数量、玉米根系活力等存在密切关联性，生物数量越多，玉米根系活动越强，土壤呼吸的速率相应的也就越大。因此，在施用畜禽粪肥时，由于不同畜禽粪肥中所含有的养分不同，所引发的新声代谢活动也不同，对此土壤呼吸速率也就存在一定的差异性。试验研究发展，相对于羊粪、猪粪、牛粪而言，施用鸡粪的土壤呼吸速率平均水平较高，依据高低顺序排列依次为：鸡粪＞羊粪＞猪粪＞牛粪。同一类型的畜禽粪肥，施用量不同，土壤呼吸速率的高低也不同，其中施用鸡粪时，施肥量为30m3/hm2时，土壤呼吸速率最高，达到了6.0μmol/（m2·s）；施用羊粪或猪粪时，施肥量为60m3/hm2时，土壤呼吸速率较高，分别达到了5.7μmol/（m2·s）与5.3μmol/（m2·s）；施用牛粪时，施肥量为90m3/hm2时，土壤呼吸速率最高，达到了4.7μmol/（m2·s）。

2.2 施用畜禽粪肥对玉米产量存在的影响

由于施用畜禽粪肥能够有效提升土壤呼吸速率，提高土壤有机物含量，并在不同程度上对玉米株高、玉米茎粗、玉米穗位高等产生影响，因此对“施用畜禽粪肥对玉米产量存在影响”这一事实是毋庸置疑的。本文试验研究发展，羊粪、猪粪、牛粪、鸡粪的科学施用均能够产生增产增效作用。不同畜禽粪肥产生的增产效果存在差异性。相对于对照组而言，施用羊粪，玉米平均增产41.1%，最佳施肥量为60m3/hm2；施用猪粪，玉米平均增产39.3%，最佳施肥量为60m3/hm2；施用牛粪，玉米平均增产32.9%，最佳施肥量为90m3/hm2；施用鸡粪，玉米平均增产42.8%，最佳施肥量为30m3/hm2。

2.3 施用畜禽粪肥对玉米效益存在的影响

结合深翻、玉米种子、田间管理、肥料等市场调查情况，进行统计计算，发现在施用羊粪时，施肥量为60m3/hm2玉米种植经济效益较高，年收益每公顷超过了0.98万元；在施用鸡粪，施肥量为30m3/hm2玉米种植经济效益相对较高，年收益每公顷超过了1.01万元；在施用猪粪时，施肥量为60m3/hm2玉米种植的经济效益相对较高，年收益每公顷超过了0.92万元；在施用猪粪时，施肥量为90m3/hm2玉米种植的经济效益相对较高，年收益每公顷超过了0.86万元。