畜禽有机肥氮在冬小麦季对化肥氮的相对替代当量

【目的】不同类型畜禽有机肥氮素在组分和有效性方面存在明显差异,以化肥氮为参考标准,明晰不同畜禽有机肥氮素相对化肥氮的有效性,可为有机肥合理施用及有机无机科学配施提供理论依据。【方法】选取腐熟风干基猪粪、鸡粪、牛粪及化肥为材料,施氮(N)量均设置6个水平(0、40、80、120、160、200 mg·kg^(-1)干土),采用田间土柱栽培试验,分析不同肥料处理对冬小麦产量和氮素吸收量的影响,利用作物吸氮量或产量与化肥施氮量之间的响应关系,研究估算3种畜禽有机肥氮素对化肥氮的相对替代当量。【结果】(1)化肥处理和有机肥处理的小麦籽粒和地上部生物量均随施氮水平的提高而增加。在40-120 mg·kg^(-1)干土施氮水平下,化肥和猪粪处理对籽粒和生物产量的提升幅度高于鸡粪和牛粪;在160-200mg·kg^(-1)干土施氮水平下,化肥、猪粪和鸡粪的籽粒产量无显著差异,但均显著高于牛粪处理。(2)等氮条件下,化肥处理对小麦籽粒/地上部氮吸收量的提升幅度高于有机肥处理;3种有机肥相比,小麦地上部氮吸收量由大到小的顺序为猪粪、鸡粪、牛粪;有机肥处理的氮素回收率随施氮水平增加呈先升高后降低趋势,而化肥处理呈逐渐降低的趋势。(3)不同氮水平下,猪粪、鸡粪和牛粪氮的相对替代当量分别为37.7%-84.2%、23.1%-71.0%、11.3%-34.2%(以小麦籽粒产量为参考指标);49.2%-91.3%、23.3%-78.3%、7.4%-42.2%(地上部生物产量);31.1%-76.3%、19.8%-67.1%、6.0%-35.7%(籽粒吸氮量);以及30.8%-97.1%、19.8%-75.6%、7.8%-43.8%(地上部吸氮量)。畜禽有机肥氮的相对替代当量与施氮量之间呈正相关关系(P<0.01)。【结论】有机肥类型和施氮水平均影响有机肥氮的相对替代当量,在一定施氮量范围内,畜禽有机肥氮素替代当量随施氮量的增加而提高;基于小麦籽粒产量/地上部生物量和籽粒氮吸收量/地上部氮吸收量4项参考指标,猪粪、鸡粪和牛粪3种畜禽有机肥氮素的平均相对替代当量分别为59.6%、46.2%和23.6%。

畜禽有机肥磷素在冬小麦上替代化肥磷当量研究

【目的】近年来化学磷肥的过量施用不仅造成了磷矿资源的浪费,还增加了环境污染的风险。畜禽粪便是一种很好的化肥磷替代资源,但由于其成分复杂,转化过程影响因素较多,畜禽粪便中磷素相对化肥磷素的有效性一直存在不同结论。明确畜禽粪便中磷素替代化肥磷当量,能够确定有机肥磷素替代化肥磷素的准确比例,为有机肥磷素的合理施用提供数据支撑。【方法】选取腐熟的猪粪、鸡粪、牛粪和化肥为材料,施磷(P2O5)量均设置6个水平,分别为0、20、40、60、80、100 mg·kg^(-1)干土,利用土柱栽培试验在冬小麦上研究粪肥磷和化肥磷对小麦产量、磷素吸收利用及土壤速效磷含量的影响,并对3种粪肥中磷素替代化肥磷素的相对替代当量进行统计分析。【结果】(1)3种粪肥中有机磷和无机磷含量存在较大差异,猪粪、鸡粪和牛粪中有机磷占总磷的比例分别为25.9%、17.6%和56.5%。从磷组分看,牛粪中磷素形态主要以活性磷(H2O-P和NaHCO3-P)为主,而鸡粪和猪粪以高稳定态磷(HCl-P)为主。(2)等磷施用粪肥和化肥条件下,各处理间小麦产量无显著差异。化肥处理的小麦磷素吸收量略高于3种粪肥处理。(3)本试验条件下,若以磷素的当季回收率作为参考指标,鸡粪、猪粪和牛粪中磷素相对化肥磷素的等效值分别为80.3%、84.3%和90.4%。以化肥磷用量与籽粒产量、生物量、籽粒吸磷量及地上部吸磷量的回归关系函数计算的3种粪肥磷素的相对替代当量,猪粪的相对替代当量分别为90.0%、93.6%、80.6%、80.2%,鸡粪的相对替代当量分别为78.4%、87.9%、73.4%、67.6%,牛粪的相对替代当量分别为89.6%、99.9%、90.0%、87.3%。(4)粪肥磷和化肥磷均可提高土壤中速效磷含量,但短期内粪肥磷对土壤中速效磷含量的提高稍弱于化肥磷。【结论】本试验条件下综合几种计算磷素相对替代当量的方法,猪粪能够替代85.7%的化肥磷素,鸡粪能够替代77.6%的化肥磷素,而牛粪能够替代91.4%的化肥磷素。