有機糞水還田替代部分無機肥料對水稻產量效益與土壤理化性狀的影響

摘要 為進一步探明糞水還田對水稻產量貢獻率，明確有機糞水替代化肥的實際比例，在長江農場開展糞水還田替代試驗。結果表明，糞水代替15%的無機氮使用，與常規施肥相比化肥純量節約42.00 kg/hm2，降幅9.14%，化肥成本節約246.6元/hm2，產量最高增加595.05 kg/hm2，增收2 031.75元/hm2，繼續增加替代量，水稻產量與土壤理化性狀都有下降趨勢。糞水還田后與常規施肥處理相比，稻米碾磨品質提升，食味品質與外觀品質也有較好的表現，同時能夠提升土壤理化性狀，有利于改善生態環境與提高耕地質量。

關鍵詞 糞水還田；水稻產量；土壤理化性狀

中圖分類號 S141 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2025）06-0145-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.06.033

Effects of" Organic Manure Water Returning to Field to Replace Some Inorganic Fertilizers on Rice Yield Benefit and Soil Physical and Chemical Properties

ZHANG Qiang GONG Ming-qiang2，GUO Ha-lun1 et al

（1. Shanghai Guangming Changjiang Modern Agriculture Co.， Ltd.，Shanghai 202178；2.Guangming Agricultural Development（Group）Co.，Ltd.Shanghai Agricultural Technology Center，Shanghai 202179）

Abstract In order to further explore the contribution rate of manure water application to rice yield， and clarify the actual proportion of organic manure water instead of chemical fertilizer，we have carried out an experiment with organic fertilizer instead of chemical fertilizer in the Yangtze River farm. The results showed that compared with conventional fertilization，when 15% of inorganic nitrogen was replaced by manure water，the pure amount of chemical fertilizer was saved by 42.00 kg/hm2，with a reduction rate of 9.14%.The cost of manure water application saved 246.6 yuan relative to conventional fertilization. The yield and income of manure water application were 595.05 kg/hm2 and 2 031.75 yuan/hm2 higher than yield and income of conventional fertilization， respectively. However， excessive manure water application trend to the decreased of rice yield and soil health. In addition， compared with the conventional fertilizer treatment， the rice milling quality， food taste quality and appearance of manure water application was improved. Therefore， manure water application was beneficial to the ecological environment and the quality of cultivated land.

Key words Returning dung water to the field；Rice yield；Soil physical and chemical properties

近年來隨著規模化畜禽養殖業的發展，長江農業周邊養殖單位產生的糞污水總量逐年增加，同時國家對糞水處理排放的標準越來越嚴格，導致養殖單位在處理糞水過程中的成本加大，如何能夠安全有效地處理畜禽糞便產生的糞污水問題是當前的重點難點問題［1］。豬牛糞水是我國傳統農業中重要的養分來源，其中富含氮、磷、鉀等大量元素，研究表明還田后能夠有效提升土壤有機質含量，減少化學肥料的使用量［2-4］。但近年來糞水還田后化肥減量工作得不到較好的保障，出現水稻貪青遲熟、病蟲害增加的趨勢［5］。為了解決這一問題，持續推進畜禽糞污資源化利用，解決糞污就近消納，提升化肥減量增效，提升耕地質量水平，推動農業綠色高質量發展，筆者開展糞水還田替代試驗，進一步明確糞水還田后肥料的替代量，以及摸清還田后對土壤理化性狀的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

試驗于2023年6月20日在長江農業105隊南9#進行，供試品種為銀香38，采用飛播的種植方式。土壤類型為砂壤土，前茬作物為小麥，試驗前土壤pH 7.82，有機質含量28.5 g/kg，堿解氮 94.2" mg/kg，有效磷 24.3" mg/kg，速效鉀315" mg/kg。

1.2 試驗方法

共設7個處理，分別為常規施肥、優化施肥、15%有機無機配施、30%有機無機配施、有機無機替代15%N、有機無機替代30%N、無氮處理，每區試驗面積為66.7 m2，重復3次，小區間統一采用塑料薄膜包埂隔斷，小區間單排單灌，試驗區四周統一設立保護行。肥料主要有三元復合肥（15-15-15）、尿素（46%）、過磷酸鈣（14%）、氯化鉀（60%）、有機糞肥，其中有機肥來自前進畜牧3場，是糞污經過固液分離后進入黑膜貯存池內發酵后得到的液體，養分含量：pH 7.3，全氮1.008 g/kg，全磷0.44 g/kg，全鉀0.48 g/kg，有機質5.9 g/L。糞肥采用皮管噴灑方式在分蘗期分2次施用，具體肥料運籌見表1。田間病蟲草害防治按常規方法進行管理，各試驗區除肥料施用外其余操作一致。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤養分。

試驗前采集耕層混合土樣一份，水稻成熟后各小區取土壤樣品一份，重復3次，檢測土壤pH、有機質、速效氮、有效磷、速效鉀、鹽分、重金屬等指標。

1.3.2 莖蘗動態。

4葉期開始，每14 d調查一次苗情，包括葉齡、株高、苗數、綠葉數。

水稻3葉1心開始進行不同處理植株苗情考查，每7 d一次。成熟期采用5點取樣法，調查1 m2穗數，折算成有效穗，每個取樣點取有代表性的植株50株，測定水稻產量構成因素，另取有代表性的主莖30株，測定各處理節間配置、基莖粗等。收割前每重復取12 m2左右植株稻穗，重復3次，測定各處理實際產量。

2 結果與分析

2.1 不同處理對水稻苗情的影響

由表2可知，從各處理莖蘗動態來看，常規處理①與優化施肥處理②在7月20日總莖蘗數高于施糞水的4個處理，從7月27日開始，施糞水的處理總莖蘗數增加明顯，且成熟期明顯高于常規處理①與優化處理②，說明有機糞肥相比無機肥料作用慢，但時效穩定。從各處理高峰苗來看，各處理較為一致，為8月3日，高峰苗最高的為處理④達652.5萬/hm2，較常規施肥處理①、處理②分別增加了34.5萬/hm2、60.0萬/hm2，施糞水的4個處理高峰苗均高于處理①、處理②，說明糞水肥還田后能夠有效提升水稻分蘗能力 ，處理⑦空白處理高峰苗最低，說明氮肥對水稻分蘗影響較大，明顯高于其他處理；從成穗率來看，處理⑦最高為63.6%，與其他處理存在顯著差異，說明無機氮肥降低能夠提高水稻成穗率。施糞水處理中成穗率以處理⑥最高，較處理①、處理②分別增加1.9百分點、1.5百分點，說明降低無機肥料增加有機糞水能夠提升水稻成穗率，減少無效分蘗的發生。

2.2 不同處理對水稻生長性狀及產量構成因素的影響

從表3可以看出，處理③～⑥的株高明顯高于處理①、處理②、處理⑦，其中以處理⑥株高最高為96.9 cm，較處理①增加了4.6 cm，較無氮處理⑦增加了20.4 cm，說明氮肥對水稻株高影響較大，同時糞水使用有利于水稻節間伸長，增加干物質重，但同時可能會增加水稻倒伏風險；從理論產量分析，以處理⑤最高，為9 697.05 kg/hm2，較常規處理①增加了5.90%，較其他處理分別增加了6.77%、1.44%、2.75%、1.87%、44.27%，產量來源主要是有效穗與總粒數的增加，說明糞水替代15%的氮素產量最高，持續增加糞水的替代量對產量會有一定的影響。

從有效穗來看，處理④最高為355.05萬/hm2，與處理③、處理⑤、處理⑥差異不顯著，與處理①存在顯著差異，與處理⑦存在顯著差異，說明噴施糞水能夠有效提升水稻有效穗，不施氮肥會顯著影響水稻有效穗的形成；從每穗總粒數來看，處理⑤最高為129.45粒，與處理③、處理④、處理⑥差異不顯著，與處理①、處理②存在顯著差異，與處理⑦存在顯著差異，說明增施有機糞水能夠提高水稻總粒數，這可能是糞水持效期較長，能夠有效促進水稻穎花分化，減少穎花的退化；從結實率來看，常規施肥處理①和優化施肥處理②分別為88.48%和88.83%，顯著高于施用糞肥的處理，說明糞水還田會降低水稻結實率，且隨著還田量的增加結實率呈下降趨勢，所以生產上要合理調控糞水的還田量；從千粒重來看，不施氮肥處理⑦的千粒重最高，這可能是氮肥投入減少，總穎花數下降，后期灌漿時養分輸送能力加強導致千粒重上升。其余處理千粒重以處理②最高，為26.71 g，較處理①增加了1.29%，差異不顯著，較施糞水的處理分別增加了4.79%、5.66%、3.77%、4.21%，這可能是糞水中氨氮過多導致水稻貪青遲熟，灌漿過程中物質輸送能力下降導致千粒重下降［6］。

2.3 不同處理對水稻稻米品質的影響

由表4可知，處理①谷外糙米與不完善粒含量最高，糞水還田后呈下降趨勢，同時無肥處理下，谷外糙米與不完善粒含量最低，說明降低無機氮肥的使用可以有效降低稻米的谷外糙米及不完善粒含量，保障稻谷外觀品質；從整精米率來看，不施肥處理⑦最低，施糞水處理③～⑥與常規施肥處理①相比，整精米率下降，說明糞水替代部分無機肥料后整精米率下降，且有隨著替代量增加而下降的趨勢，這可能是由于糞水持效期較長，影響水稻后期的灌漿；從堊白度與堊白粒率來看，不施肥處理堊白度及堊白粒率較低。施糞水處理③～⑥堊白度與堊白率有下降趨勢，表明堊白度與堊白粒率與施氮水平、水稻密度、灌漿溫度、濕度、胚乳細胞分裂能力等因素有密切關系，所以生產上要合理施用氮肥，調節水稻群體結構來提升稻米外觀品質；從直鏈淀粉含量來看，糞水替代無機氮肥后直鏈淀粉含量有下降趨勢；從堿消值來看，各處理差異不大；從蛋白質含量來看，無肥處理最低，優化施肥處理②蛋白質含量較處理①下降了6.3 g/kg，糞水替代各處理與處理①相比呈下降趨勢，且隨著替代量的增加而下降，說明蛋白質含量與無機氮肥的施用關系較大，且磷、鉀的投入對蛋白質含量也有一定影響；從食味值來看，糞水替代后呈上升趨勢，說明降低無機肥料的使用量能夠提升水稻的食味品質［7］。

2.4 不同處理對土壤理化性狀的影響

從各處理有效磷、堿解氮含量來看，處理⑤最高分別為21.5、104.0 mg/kg，較處理①增加了2.7與12.9 mg/kg；從有機質含量來看，糞水施用處理③～⑥較種植前處理明顯上升，說明糞水還田能夠對土壤有機質的提升起到促進作用，這可能是糞水中含有大量的纖維；速效鉀含量處理⑥最高為294 mg/kg，較處理①增加了13 mg/kg，較基礎土樣下降了21 mg/kg;pH有偏堿化的趨勢（表5）。

2.5 不同處理化肥使用量與成本效益

由表6可知，與常規施肥處理①相比，處理③化肥純量節約80.25 kg/hm2，下降了17.46%，化肥成本節約545.85元/hm2，產量增加459.75 kg/hm2，增收2 150.10元/hm2，效益最高；處理④化肥純量節約160.35 kg/hm2，化肥使用量降低了34.88%，化肥成本節約1 091.70元/hm2，產量增加286.35 kg/hm2，增收1 950.75元/hm2，糞水還田處理中肥料減量最高；處理⑤化肥純量節約42.00 kg/hm2，下降了9.14%，化肥成本節約246.60元/hm2，產量增加595.05 kg/hm2，增收2 031.75元/hm2，產量最高；說明有機糞水替代部分無機氮肥或者替代部分氮、磷、鉀肥，可有效減少化肥投入量且產量有所提高。從處理⑤與處理⑥分析，兩者產量與效益差異不大，但產量效益有下降趨勢，說明氮肥替代量應控制在15%～30%為宜，過度增加水稻產量效益下降；從優化處理②分析，化肥純量節約33.75 kg/hm2，產量減少了35.10 kg/hm2，增收39.30元hm2，兩者產量與效益無差異，說明可以通過優化施肥處理降低無機肥料的使用量，水稻產量與綜合效益差異不大。

3 結論與討論

從水稻形態特征分析，糞水替代部分無機肥料施用能夠有效提升水稻分蘗能力，提高水稻有效穗數，但同時由于糞水肥效持效期較長，對水稻節間影響較大，水稻倒伏風險增加，結實率下降明顯，生產上要同時優化水漿管理措施，提高擱田措施，合理控制水稻群體結構，提升水稻結實率［8］。

從各處理產量分析，處理⑤氮肥替代15%與處理⑥氮肥替代30%相比，產量增加1.75%，效益增加234.15元/hm2，說明糞水代替15%的無機氮肥使用能夠有效保證水稻產量，繼續增加氮肥替代量水稻產量會有所下降，但趨勢不明顯。所以在還田過程中應控制肥料替代量在15%～30%；從效益分析，處理③糞水替代15%的NPK處理效益最高，為2 150.10元/hm2；從化肥減量最大化考慮，處理④糞水替代30%NPK處理肥料減量最高，肥料用量減少了30%。

從稻米品質分析，糞水還田后稻米外觀品質有所提升，碾磨品質下降，食味品質有所提升。通過整體分析糞水替代15%的氮肥處理能夠在出米率、食味、外觀方面有較好的表現。

從生態效益分析，糞水還田后能夠有效提升土壤有機質含量，緩解速效鉀、堿解氮、有效磷的下降幅度，同時降低土壤堿化的趨勢。糞水替代15%的氮肥處理下，土壤有效磷、堿解氮增加最明顯，繼續增加替代量，會導致土壤養分下降［9］。

綜合來看，糞水替代15%的氮肥處理，產量最高，稻米碾磨品質提升，食味品質與外觀品質也有較好的表現，較常規施肥處理有明顯的提升，同時能夠提升土壤理化性狀，有利于改善生態環境與提高耕地質量［10］。但糞水持效時期較長會提高水稻株高，增加倒伏風險。同時還田時期過晚、還田量過大還易導致水稻貪青遲熟，影響灌漿結實，所以生產上要嚴格控制還田時期與還田量，在水稻拔節前做好還田措施，計算肥料的替代量，提高糞水還田的產量效益。

參考文獻

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作者簡介 張強（1986—），男，江西撫州人，高級農藝師，碩士，從事作物栽培研究。

收稿日期 2024-04-10