增施人糞肥對水稻產量及營養吸收的影響

宋洪鋒 李彤 羅鳳彬 胡錦華 郭績寧 潘玉欣

摘 ? ?要：為合理利用人糞便，開發高效有機肥，本試驗以水稻為試驗材料，以化肥為對照（CK），研究化肥增施3種處理形式的人糞肥[農戶雙甕式衛生廁所人糞便（SW）、SW于玻璃鋼化糞池中充分發酵的糞便（BL）、BL與木醋酸混合充分發酵的糞便（JB）]對水稻基本農藝性狀以及氮磷鉀養分吸收情況的影響。結果表明，與CK相比較，增施人糞肥BL、SW和JB處理水稻產量、平均穗粒數、穗長、千粒質量和株高均有所增加，其中產量增幅為0.79%（JB）～5.28%（BL）;100 kg經濟產量中，BL處理全氮、全磷、全鉀吸收量分別顯著增加16.82%，28.40%和48.11%（P<0.05），JB處理分別顯著增加27.96%，20.45%和16.22%（P<0.05），SW處理全氮和全鉀吸收量分別顯著增加了15.64%和15.68%（P<0.05），全磷吸收量無顯著變化（P>0.05）;增施人糞肥處理的水稻食味值均顯著提升（P<0.05）。綜合而言，人糞便可以作為優良的肥料資源，與化肥配施提高水稻產量和品質，促進水稻氮磷鉀養分吸收，其中以充分發酵的BL處理效果最好。

關鍵詞：人糞肥;水稻;產量;營養吸收

中圖分類號：S147;S511 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.10.010

Abstract： In order to rationally utilize human excrement and develop efficient organic fertilizer， the chemical fertilizer application was as the control （CK）， three treatments were set， which included human manure from Shuangweng toilet（SW）， fully fermented feces of SW in a fiberglass septic tank （BL）， and fully fermented feces of BL combined with wood vinegar （JB）， the effects of chemical fertilizer combining different type human manure on rice basic agronomic characteristics and nitrogen， phosphorus and potassium absorption were studied. The results showed that compared with the control（CK）， BL， SW and JB treatments increased rice yield， average grain number per panicle， panicle length， thousand grain weight and plant height， and the yield increased by 0.79% （JB） ～5.28% （BL）; in 100 kg economic yield， the uptake of nitrogen， phosphorus and potassium were significantly increased by 16.82%， 28.40% and 48.11% in BL treatment （P<0.05）， significantly increased by 27.96%， 20.45% and 16.22% in JB treatment（P<0.05）， the nitrogen and potassium uptake were significantly increased by 15.64% and 15.68%（P<0.05）， while the phosphorus uptake had no significant changes（P>0.05）; the rice eating quality in the three treatments was increased significantly（P<0.05）. In a word， human manure could be used as a good fertilizer resource to apply with chemical fertilization， improving the rice yield and quality， and promoting the nitrogen， phosphorus and potassium absorption in rice， among which the BL treatment with full fermentation was the best.

Key words： human manure; rice; yield; nutrition absorption

施肥是作物增產穩產的重要措施，但目前生產中存在有機肥用量不足，肥料利用率低，污染環境，土壤耗竭等問題[1]。有機肥能改善土壤性狀[2]，與化肥配合施用有利于養分的吸收利用，其中磷鉀養分的可持續性對有機肥的依賴性較大[3]。

作為培肥地力的有機肥料來源之一的人糞尿包含了農作物必需的氮、磷、鉀、有機質等養分，其中有機質5%～10%，氮0.5%～0.8%，磷0.2%～0.4%[4];與禽糞便相比，其重金屬含量低[5]。據記載，人糞便的應用已有3 000多年的歷史，但其處理和應用方式仍較為傳統，如在糞坑經過一段時間發酵后直接用于農作物和果樹作基肥及追肥，或通過與作物秸稈堆漚發酵變成堆肥使用，或直接用于魚塘養魚，存在無害化處理效率和資源利用率不足及影響環境、衛生等問題[6]。合理開發人糞便高效有機肥，對人糞便資源進行安全、合理地利用，提高其養分利用效率，有助于促進化肥減施增效工作的開展，實現農業可持續發展[7]。

本研究通過將不同發酵形式人糞便施用于土壤，分析其對水稻產量、營養成分含量及地上部分營養吸收量的影響，以期在提高水稻產量、改善籽粒品質的基礎上，提出合理的人糞便發酵利用方式，有效減少人糞便的污染，為人糞便的合理利用提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試驗所用人糞便包括直接收集的農戶雙甕式衛生廁所人糞便（SW，發酵不完全），SW糞便于玻璃鋼化糞池中再次充分發酵（BL），BL糞便與木醋酸混合充分發酵（JB）。供試水稻品種為‘津原47。

試驗區位于唐山市樂亭縣閻各莊鎮勝利村（北緯39.42°，東經118.90°），海拔7 m，氣候為溫帶季風氣候。土壤養分：全氮0.114 g·kg-1，有效磷53.0 mg·kg-1，速效鉀160 mg·kg-1，有機質18.4 g·kg-1，pH值為6.58。

1.2 試驗設計

試驗于2016年5月開展，設置4個處理。處理1（CK）：施底肥（磷酸二銨）750 kg·hm-2;處理2（SW）：CK+SW糞便4 500 kg·hm-2;處理3（BL）：CK+BL糞便4 500 kg·hm-2;處理4（JB）：CK+JB糞便4 500 kg·hm-2。試驗采取隨機區組設計，3次重復，小區面積約0.03 hm2。除施肥外，其他田間管理同一般水稻田。

1.3 數據采集及指標測定

1.3.1 水稻基本農藝性狀 ? ?水稻成熟期，根據1 m樣段，測定不同處理水稻株高、穗長、穗粒數、千粒質量、產量等性狀。

1.3.2 稻米氮磷鉀養分吸收 ? ?水稻收獲前分別采取各小區植株樣10穴，將籽粒和莖稈烘干后分別粉碎制樣檢測籽粒和莖稈養分含量。計算水稻100 kg經濟產量氮、磷、鉀養分吸收量[8]，公式：100 kg經濟產量養分吸收量=[（籽粒產量×籽粒養分含量+莖葉產量×莖葉養分含量）/籽粒產量]×100。

水稻養分測定方法：取樣測定籽粒和莖葉全氮、全磷、全鉀含量。烘干樣品后，用H2SO4-H2O2消煮，然后用全自動定氮儀測全氮，分光光度法測磷，火焰原子吸收分光光度法測鉀[9]。

1.3.3 稻米淀粉、蛋白質、食味值 ? ?稱取30 g精米，磨成細米粉，裝入塑料瓶放入恒溫箱中1 h，拿出部分裝入測試盤中，將其放入食味儀中測試，可得出稻米直鏈淀粉，蛋白質含量和食味值[10]。

1.4 數據處理

數據采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0軟件進行統計分析，通過最小顯著性差異檢驗法（LSD）進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同發酵形式人糞便處理對水稻農藝性狀的影響

從表1看出，各處理產量在7 623.6～8 025.9 kg·hm-2之間，增施人糞肥的處理均較CK產量增加，增幅為0.79%～5.28%，其中BL產量最高，增產效果顯著（P<0.05），SW和JB與CK差異不顯著（P>0.05）;千粒質量表現為BL>SW>JB>CK，處理間差異不顯著（P>0.05）;穗粒數表現為在人糞便處理均高于CK，以BL最多，較CK增長17.95%，差異顯著（P<0.05）;穗長表現為SW>BL>JB>CK，其中SW和BL與CK差異顯著（P<0.05）;株高表現為BL>SW>JB>CK，BL與CK差異顯著（P<0.05）。

綜合以上結果，增施人糞肥能提高水稻產量及其基本農藝性狀，不同發酵形式人糞效果不同，其中以BL處理效果較好，可能與有機肥養分釋放緩慢、試驗期內養分釋放不完全有關[11]。

2.2 不同發酵形式人糞便處理對水稻地上部分營養累積量影響

從表2可以看出，增施人糞肥處理籽粒全氮含量均顯著高于CK，增幅為18.13%～23.83%;BL和JB籽粒全磷含量高于CK，其中JB比CK高出10.14%，差異顯著（P<0.05），SW對比CK有所下降，但差異不顯著（P>0.05）;增施人糞肥處理的籽粒全鉀含量與CK均無顯著差異（P>0.05）。與CK相比較，JB處理莖葉全氮含量顯著增加（P<0.05），SW和BL莖葉全氮含量顯著降低（P<0.05）;莖葉全磷含量表現為BL>JB>CK>SW，其中BL和JB較CK分別高出63.75%（P<0.05）和12.92%（P>0.05）;莖葉全鉀含量為BL>CK>JB>SW，BL較CK顯著增加27.97%（P<0.05），SW和JB與CK無明顯差異（P>0.05）。

綜合以上結果，說明BL處理水稻籽粒全氮、全磷含量和莖葉全磷較高，JB處理次之，SW處理僅籽粒全氮含量較CK有所增加，說明充分發酵的人糞便有機肥更利于植株氮磷的吸收。

從表3可以看出，各處理100 kg籽粒全氮、全磷、全鉀吸收量與CK相比較， BL處理分別顯著增加16.82%，28.40%和48.11%（P<0.05）;JB處理分別顯著增加27.96%，20.45%和16.22%（P<0.05）;SW處理全氮和全鉀吸收量分別顯著增加了15.64%和15.68%（P<0.05），全磷吸收量降低了1.14%但差異未達顯著水平（P>0.05）。綜合而言，增施人糞肥促進了籽粒養分吸收，其中充分發酵的人糞肥（BL和JB）處理效果優于發酵不完全（SW）處理。

從表4可以看出，與CK相比，增施人糞肥處理的大米淀粉含量均顯著降低（P<0.05），降低幅度為1.62%～7.02%，具體表現JB>SW>BL，處理間差異均顯著（P<0.05）;大米蛋白質含量有所提升，其中BL顯著提高了1.44%（P<0.05）;所采用試驗品種的大米食味值偏低，施用人糞肥處理的大米食味值明顯增加（P<0.05），以BL處理增幅最大。綜合而言，增施人糞肥有利于水稻品質的改善，其中以BL效果最好。

3 結論與討論

王得貴[12]研究表明增施有機肥能夠顯著提高作物產量。作為有機肥的一種，人糞便含有農作物必須的氮、磷、鉀、有機質等資源，發酵處理后作為有機肥施入土壤可減少化肥污染，提高資源利用率[13]。本研究表明：增施人糞肥的BL、SW和JB三組的水稻產量、平均穗粒數、穗長、千粒質量和株高均高于僅施加化肥的CK，說明增施人糞肥促進了植株基本農藝性狀的提升，是提高產量的有效措施。生物有機肥可促進植株對土壤中氮磷鉀含量等養分的吸收，提高了肥料利用率[14-20]。本研究在水稻中也有類似結果，增施人糞肥3個處理水稻的氮磷鉀養分吸收量除SW處理全磷外均顯著高于CK（P<0.05）。馬國泰等[21]研究表明禽畜糞便有機肥可提高辣椒品質。本試驗中，增施人糞肥處理水稻的品質均優于CK，說明作為有機肥的人糞肥對水稻品質有促進作用，其中充分發酵的人糞肥處理效果優于不完全發酵的處理。

綜上所述，化肥配施人糞肥有利于提高水稻產量、食味和品質等，促進植株生長及氮磷鉀等養分的吸收，說明人糞肥可以作為優良的肥料資源，施用于土壤，減少污染，并且從本試驗各項指標看，以充分發酵人糞肥BL組處理綜合效果優于發酵不完全的SW組和與木醋液混合充分發酵的JB組，更有助于水稻產量的提高及養分的吸收。

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