鸡粪在柑橘生产中的应用研究进展

蒋 惠，梁婧虹，谭衍萍，苏昭然，潘城州，吉前华*，周希琴

（1.肇庆学院果树研究所，广东肇庆 526061；2.肇庆学院生命科学学院，广东肇庆 526061）

近年来，我国柑橘产业发展极为迅速，不断扩大种植规模，总产量稳步提升。2020 年我国柑橘总体种植面积达到263万hm2以上，产量为4 500万t，产量和面积均居世界之首[1]。我国是畜禽养殖大国，鸡肉生产位于世界第三，集约化、工业化养殖规模逐年扩大，鸡粪资源产量可观，每天的鸡粪产量至少为53.7 万t，年产近2 亿t[2]。鸡粪含有大量元素及微量元素，养分含量高于厩肥、牛粪和猪粪等，是当前果园常用的农家肥。鸡粪不仅成本低，而且能改良土壤物理、化学和生物特性[3-4]。但是，在南方柑橘种植实际应用中发现，鸡粪的施用量、施用方式和施用时间等主要凭经验确定，没有做到科学施用。有的只是进行简单发酵后使用，有的甚至不进行腐熟就直接施用，这就造成树体黄化、病虫害严重、减产，甚至死树的现象[5-7]。为此，本文着重介绍鸡粪在柑橘生产中的应用研究进展，为鸡粪在柑橘生产中的合理应用提供参考。

1 鸡粪在柑橘生产中的应用研究现状

我国农村的“地靠粪养、苗靠粪长”的谚语，在一定程度上反映了施用鸡粪料对于改良土壤的作用。早在30 多年前，就已有鸡粪在柑橘上的应用报道[8]。施用鸡粪既增加了许多有机胶体，同时借助微生物的作用把许多有机物也分解转化成有机胶体，这就大大增加了土壤吸附表面。这些有机胶体有保水、保肥和通气的功能，以及调节土壤温度的能力，对柑橘生产极为有利。目前，国内关于鸡粪在柑橘生产中的应用研究现状主要集中在改良土壤结构、提质增产等方面。

1.1 改良土壤结构

经充分发酵腐熟的鸡粪中富含腐殖质等高分子有机胶体，有机质、有机氮、有机磷等养分含量达4%以上，同时富含作物所需要的中微量元素。经过发酵腐熟后，鸡粪具有适合激发土壤生物活性的碳氮比，营养均衡，能为柑橘生长提供丰富营养，同时质地蓬松，保水、透气性好，施用后可形成对作物根系生长有利的土壤团粒结构，对防止土壤板结、培肥地力等有着积极的作用。李卫东等对温州蜜柑进行3 年定位试验后发现，鲜鸡粪+复合肥、腐熟鸡粪+复合肥施用均可显著提高土壤有机质、全N、全P、全K、速效N、速效P 含量，也能明显提高土壤有效态B、Zn、Fe、Cu含量，改善土壤的通透性能、增强土壤的蓄水保水能力。如果配施微肥和土壤改良增效剂，培肥和改良效果会更佳[9]。以株施20 kg 腐熟鸡粪为基肥，可以显著提高温州蜜柑老果园土壤速效磷，但会造成土壤速效钾含量的下降[10]。

柑橘林下养鸡也是一项增施有机肥的方式，是一项复合经济产业，具有良好的经济效益和社会效益，柑橘园养鸡对土壤肥力的提高有重要的促进作用，能明显降低土壤容重，增加土壤自然含水量、最大持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙、非毛管孔隙、总孔隙、有机碳含量、全氮含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、细菌数量、真菌数量、放线菌数量、总微生物数量、蔗糖酶活性、脲酶活性、磷酸酶活性[11-12]。

1.2 提质增产

偏施化肥引起的果实产量和品质下降（淡而无味、肉粗汁少等）问题已引起世界各国的关注。有机肥对提高产量和改善水果品质起着化学肥料不可替代的重要作用。国内关于鸡粪在柑橘上的提质增效、促进生长方面的研究较多，主要集中于以单施无机肥为对照，对比分析施用鸡粪、商品有机肥、其他农家肥、各种有机肥复配或有机无机复配肥等在提质增产、促进生长方面的效果。其中，相比单施化肥，鸡粪发酵液可显著提高脐橙幼龄树地上部分生物量干重、株高、冠幅、基茎、叶片SPAD 值、春梢叶片数、春梢长、春梢单叶面积，而对春梢直径、比叶重、根总长、根总表面积、根尖数、根总体积、根直径的影响不明显[13]。赵建卿等在施用复合肥基础上加施6 kg·株-1干鸡粪，可以明显改善南丰蜜橘的外观和内在品质，每667 m2增产448 kg，净增收1 356元[14]，李建明等[15]对沙糖橘进行花生麸、鸡粪、沼渣、黑木耳下脚料和稻草堆肥的配施，发现施用花生麸、鸡粪和黑木耳下脚料增产效果明显，每667 m2分别比单施化肥增产581.4 kg、502.4 kg 和301.2 kg；向苹苇等[16]在17 年树龄的强德勒红心柚连续施用4 年有机肥后发现，施用鸡粪与单施复合肥相比，可显著提高可溶性固形物（TSS，提高1.57～1.65），比施用猪粪效果好；如果同菜籽饼一起施用，对TSS 增加效果最好。同样，李淑仪等[17]在沙田柚果实汁胞充实前期施下经沤制腐熟的各种有机肥，可显著提高单果重、可溶性固形物、全糖、维生素C 和糖酸比，其中施用鸡粪对可溶性固形物增加的效果最明显，其排序依次为鸡粪>花生麸>谷壳粉>猪粪>绿肥>稻草>对照（不施有机肥）；鸡粪施用也可提高沙田柚粗纤维、总酸、硫胺素、核黄素、烟酸含量、氨基酸含量[18]。廖富财[19]在金橘上施用鸡粪3 kg·株-1后发现，与施生物有机肥相比，虽然减少了须根量，但是显著提高了果实的可溶性固形物；在文旦柚、夏橙、脐橙等柑橘上也有相同的效果，鸡粪的施用可显著提高果实TSS[12-13,20-21]。但卢梦玲等[10]在温州蜜柑老果园施用鸡粪20 kg·株-1，1 年后品质并没有显著的变化。鲜鸡粪和腐熟鸡粪与复合肥同施，均可增加温州蜜柑的单果重、有机酸含量；腐熟鸡粪可明显提高可溶性固形物和维生素C 含量，而鲜鸡粪则差异不显著[9]。较高的糖酸含量是柑橘品质佳的基础，从施用鸡粪或者鸡粪+其他肥在各类柑橘品种的试验中总结得出，鸡粪的使用在绝大部分研究中可有效提高柑橘的总糖、总酸和可溶性固形物含量，明显改善因无机肥料种植导致的柑橘有机酸含量少、总糖含量低、果实淡而无味的问题。

2 施用未腐熟鸡粪对柑橘产生的影响

连续在柑橘上直接施用未经充分发酵或腐熟的鸡粪，会给果园带来很大的害处，例如广东地区沙糖橘叶片出现普遍向下卷曲、营养性黄化等现象。然而，目前尚未有鸡粪对柑橘生长不利影响的系统研究报道。可见，施用未腐熟鸡粪对柑橘生长所产生的潜在危害，尚未引起人们的重视。

2.1 传播病虫毒害

鸡粪中含有大肠杆菌、线虫等病菌和害虫，种类多、数量大[22]，直接使用会导致病虫害的发生与传播，对食用农产品的人体健康也产生不良影响。李昆等[23]研究发现，直接施用新鲜蛋鸡粪可导致龙眼园土壤微生物学性状发生变化，尤其是导致土壤中粪大肠杆菌数显著增加；连续施用鸡粪可降低土壤芽孢杆菌属（重金属抗性菌属、根际促生菌属）的相对丰度[24]；李金萍[25]利用荧光定量PCR 检测技术、根肿菌休眠孢子活力检测技术和生测技术确定了鸡粪及猪粪含根肿病菌，是十字花科蔬菜根肿病菌传播途径之一，其带菌量及病原菌的致病力可以在田间造成根肿病的大面积暴发与流行。此外，鸡粪中含有根结线虫，大约100 kg·条-1，为害作物侧根和须根，形成大量的瘤状根结，造成上部生长不良，植株矮小，叶色暗淡发黄卷曲等[26]。

2.2 重金属污染

由于饲料添加剂的使用，鸡粪及鸡粪源有机肥与以前相比，砷、铅、铬、汞、镉等重金属含量明显增加，家禽粪的Pb 含量是猪、牛、羊粪的2.8、2.5 和2.2 倍[27-28]，未经处理的畜禽粪便导致大量重金属元素进入土壤环境，已有大量的文献指出连续施用鸡粪及相关有机肥会使土壤重金属含量呈现累积趋势，带来土壤和农产品重金属污染的风险[24,28-32]，近期，Zhao Wanyi 等[33]通过16S 和宏基因测序，以及6 年的田间试验研究发现，连续施用粪肥会导致菜田土壤汞和镉具有较高的潜在风险，连续施肥后，土壤中抗汞基因（merA）的相对丰度比无机肥处理（IF）增加7.3～8.2 倍，抗铜基因（copF 和actP）分别增加2.45～5.45 倍和3.8～4.6 倍。因此，在无公害或绿色食品生产中，应避免一次性大量施用或连续施用养殖场禽畜粪。

2.3 土壤盐渍化

鸡粪肥的盐分一直是一个被忽视的问题。在饲料生产上，普遍添加食盐、氯化钾和元明粉（硫酸钠含量≥99%）等，致使鸡粪中含盐量高。姚丽贤等[34]对广东省集约化养殖鸡粪的主要化学物质调查中发现，鸡粪总盐分含量平均为49.0 g·kg-1，在21.1～100.9 g·kg-1之间，主要为K和Na的硫酸盐和氯化物。根据我国土壤分类标准[35]，干旱、半干旱地区盐分含量在1～2 g·kg-1为轻盐化，2～4 g·kg-1为中盐化，4～6 g·kg-1为强盐化，>6 g·kg-1为盐土。以鸡粪为例进行估算，果农通常1 次鸡粪施用量为每株5 kg，柑橘的施肥沟约为0.048 m3（长0.8 m，宽0.2 m，深0.3 m，折合土壤约68 kg），每沟施1 次鸡粪土壤中盐分含量为3.6 g·kg-1，达到中盐化程度，在果树周围施肥沟形成局部盐渍化，使根系蜷缩，毛细根减少，直接影响根系的生长。不同于大田作物，柑橘、苹果等果树属多年生木本植物，长期固定在同一个位置，土壤得不到翻耕，即使轮换施肥点，但连续几年后，盐分在土壤中累积，果树周围形成盐圈，引起连作障碍。因此，长期大量施用集约化养殖鸡粪肥对橘园土壤次生盐渍化的影响需得到重视。

2.4 抗生素类药潜在危害

磺胺类、喹诺酮类、四环素类、氯霉素类及大环内脂类是常用的广谱抗生素类药，广泛用于鸡的疾病的预防和治疗。这些物质会随着粪便排出，进入土壤，抑制土壤微生物呼吸作用，累积在植物的叶和根系中，影响植物微量元素吸收和呼吸，对果园水土环境带来潜在的污染风险[36-39]。汪勇等[40]还发现，新鲜鸡粪中的四环素抗性细菌数量、比例明显偏高，长期施用后增加了抗生素抗性菌数及其抗性细菌百分比，导致土壤中微生物抗生素抗性水平大幅增加。2017年，我国工信部科技司就《肥料分级及要求》标准规定了生态级肥料中抗生素（四环素、金霉素、土霉素和强力霉素）总含量低于1 mg·kg-1。

2.5 酸化土壤

生鸡粪产生挥发性脂肪酸和二元羧酸等有机酸，如数量多则酸性强，积累过多会对植物的根系生长发育产生不利的影响，影响养分的吸收[41]。此外，鸡粪是强酸性肥料（pH 值3.6～4.7），连续施用鸡粪会降低土壤pH 值[24]。南方柑橘园土壤普遍偏酸[42]，鸡粪的长期施用会加剧土壤酸化，造成果树烂根、黑根、黄叶、树势早衰、黄化病，严重时导致柑橘植株死亡等。

2.6 烧根、烧苗等

由于鸡粪中含有大量的氨态氮等速效养分，不发酵直接施入土壤后，会导致局部渗透压过大，且发酵过程中产生甲烷、氨气等有害气体，损害植物根系，造成烧根、烧苗[43]。

3 鸡粪在柑橘生产中的合理利用技术

鸡粪作为家禽养殖业的副产品，对其研究已经成为生物质资源与利用学科的主要方向之一，也是实现新能源开发利用和可持续发展的重要前提。目前，国内的研究主要集中在添加微生物、秸秆、粉煤灰、生物炭和石灰等作为腐熟剂、膨胀剂和钝化剂，以加速发酵、钝化重金属、提升开发利用潜质[44-47]。随着我国堆肥技术研究的不断深入，对堆肥影响因素和腐熟程度的判定研究已趋于成熟，然而堆肥工艺并不完善，堆肥设施机械化、自动化程度还有待提高。如何在柑橘生产中利用好鸡粪，需要注意以下几个方面。

1）将规模化养殖产生的鸡粪收集，经过干清粪工艺或干湿分离等，将固体废弃物分离出来，并运输至储粪棚（罐/池）内发酵，防止对地下水造成污染。2）粪便过稀不便于堆肥，可加入10%～20%秸秆（粉碎的锯末、稻草、稻壳等），保持含水量为50%左右。3）按比例加入复合微生物菌剂（含放线菌、固氮菌、硅酸盐菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、酵母菌、光合菌等），还可在鸡粪内撒入生物炭、过磷酸钙、沸石、生土等吸附剂，吸附发酵过程中产生的臭气。4）当物料温度在30 ℃以上时，每天翻料1 次；当物料温度达到50 ℃以上，每日早晚各1 次翻料1 次；当物料温度降至40 ℃以下即可施用，或进一步熟化后烘干、粉碎并配制成生物有机复混肥施用。5）发酵后的鸡粪活性高，杂草种子、害虫和病原体被杀灭，无恶臭，不烧苗，重金属被吸附。柑橘生产上结合深耕翻土施用鸡粪，但用量不宜超过1%，配合施用的各种化肥相应减少（如氮肥、磷肥）。6）鸡粪的钾含量偏低，单独或混施都难以满足柑橘果实膨大期和着色期对钾的需求，故应注意配施钾肥。