庐江县“有机肥替代+沼液水肥”试验示范

文│徐文明（安徽庐江县动物疫病预防与控制中心）

安徽省庐江县位于省会合肥市南部，地处皖中，南临长江，北靠巢湖，辖17个镇和1个现代农业科技示范园区。近年来，庐江县高度重视农业高质量发展，为推进绿色种养循环农业，县农业农村部门扎实工作，先后实施国家省畜禽粪污资源化利用整县推进、绿色种养循环等项目，积极开展有机肥、水肥等在果蔬作物上试验示范，取得了良好的经济社会效益和生态效益。

一、种养循环农业发展现状

据统计，庐江县现有规模以上养殖场300个，目前已形成了生猪、蛋禽、肉禽、肉羊等特色养殖。庐江县作为安徽省畜牧县和畜禽粪污资源量大县，积极实施国家畜禽粪污资源化利用整县推进项目和国家绿色种养循环农业试点项目，2021年全县由20个养猪企业建立了资源化末端利用还田还林管网5万米，郭河五丰、罗河绿富园等8个种养循环农业专业合作社收集畜禽粪肥和沼液，共消纳畜禽粪污近100万吨，主要用于瓜果蔬菜、水稻、茶叶等主导产业。实践证明：庐江县开展生猪养殖推行的粪污处理成为简易有机肥和水肥后消纳农田，成效明显。

二、家乡缘公司基本情况及粪肥利用设计

1.公司基本情况。家乡缘公司是合肥市产业化龙头企业，猪舍建筑面积5000多平方米，存栏种猪160头，年饲养量商品猪3000头。正常存栏猪1500多头。拥有农业园区1000亩（其中大棚葡萄20亩、桃树180亩）、养殖水面400亩。清粪工艺为人工清粪、水泡粪，有储液池2个，面积近1000立方米，堆肥棚200平方米，种型固液分离机1台，建立灌溉控制系统和云平台监测系统，形成6000米还田管网，通过动力泵将沼液从储液池输送到20亩大棚葡萄和180亩桃树，分别采用滴灌技术输送和采用浇灌技术。家乡缘2021年盈利400万元，解决劳动力就业16人。

2.养殖业概况与粪肥利用思路。家乡缘养殖场设计最大存栏量3000头。鲜猪粪的养分含量：有机质1 5%，氮（N）0.5%，磷（P2O5）0.5%～0.6%，钾（K2O）0.35%～0.45%，养殖场采用人工干清粪方式，按育肥猪每头日产生鲜粪量3千克估算，每头育肥猪年产生猪粪量1095千克，根据堆肥后水分蒸发，自然堆肥腐熟完全后，每吨鲜猪粪可产水分含量30%～40%的有机粪肥量350千克左右（不可作为商品有机肥，水分不达标，只可农场自用），全年最大存栏量时可产腐熟有机肥量1050吨。固体粪肥经堆肥发酵无害化处理后，用于果园和农田。

养殖场污水以每头猪每年1100升计算，则每年沼液产生量为1430吨，加上养殖场生活污水。污水进行3个月以上深度厌氧发酵，沼液量每年估算在1500吨。沼液肥存储于存储池，按照果园氮素替代进行灌溉施肥。

三、配套消纳粪肥的园地情况

第一片桃园：种植面积180亩，桃树树龄3年，处于盛产期，亩产量1500千克。第二片葡萄园：种植面积20亩，避雨栽培，树龄3年，处于盛产期，现鲜食葡萄亩产量2000千克。粪污利用模式：有机肥+沼液水肥一体化完全替代化肥模式以及有机肥+沼液动力管道水肥一体化完全替代化肥模式。养猪场的猪粪发酵腐熟有机肥用于果园基肥，沼液肥用于果园追肥，按照种植果树氮素需求与替代比率制定灌溉施肥制度。

四、固体粪肥与沼液肥养分含量分析

堆肥后粪肥水分含量为30%～40%，一年4次取样平均养分含量见表1。从沼液存储设备中，分四季4次分层采样，分析沼液养分数据平均值见表2。

五、桃园与葡萄园养分需求与推荐施肥

1.桃树养分需求与推荐施肥。据国内有关研究报道，桃树每形成1000 千克果实，需要的氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）养分别5～7千克、1～2千克、 6～8千克。考虑剪枝、疏花疏果、落叶等带走的养分，桃树每形成1000千克果实的氮（N）实际需求大约为7～9千克、磷（P2O5）1.5～3千克、钾（K2O）8～10千克，品种之间有一定差异，中晚熟桃树品种需肥稍高。

表1 养猪场堆肥养分含量（堆肥后含水量30%～40%）

表2 养猪场干清粪工艺沼液养分含量

结合皖中地区高产优质农户生产情况，综合考虑品种和实际园地土壤肥力，提出桃树优化推荐施肥配方：每1000千克中晚熟品种需要施用氮素（N）15 千克、磷素（P2O5）7千克、钾素（K2O）18千克。按照该场桃树1500千克/亩产量计算，每亩桃园推荐施氮素（N）22.5千克，磷素（P2O5）10.5千克，钾素（K2O）27千克。根据中晚熟桃树不同生育期养分需求，构建了养分运筹模式（见表3）。

2.葡萄养分需求与推荐施肥。一般亩产2000千克葡萄，每年推荐施氮（N）大约20千克，基肥氮占全年施用量的50%；年施用磷（P2O5）10.5千克，可全部做基肥，钾（K2O）27千克，20%钾做基肥，钾肥追施浆果着色初期占年施用量的30%。具体葡萄养分运筹模式（见表4）。

六、有机替代+沼液末端利用养分管理实施计划

1.有机肥+水肥一体化模式桃园养分高效管理。按照每亩桃园推荐施氮素（N）22.5千克，磷素（P2O5）10.5千克，钾素（K2O）27千克和表3中的养分运筹，以氮素供需平衡测算桃园施肥量。

表3 庐江县亩产1500千克中晚熟桃养分运筹 千克

优质桃园50%的氮素（11.25千克/亩）做基肥全部用腐熟完全的固体粪肥代替，折算成腐熟有机肥施用量892.9千克/亩，考虑到果园有机质低，基于改良提升土壤有机质，实际基肥施用量可推荐为1500千克/亩，其中秋季桃树吸收的有机肥氮素约为30%，实际有效供给氮素5.67千克/亩。因此，余下基肥氮素5.58千克/亩全部用储存池沼液灌溉施肥替代。追肥完全用沼液肥替代，萌芽-开花期氮素施用量均为4.5千克/亩，硬核和膨大-着色期氮素施用量均为3.4千克/亩。根据相关沼液完全替代氮素化肥的研究，沼液氮素替代化肥氮素在等氮量条件下会出现氮素供给不足，而在1.5～2倍化肥氮条件下则可以完全替代化肥氮素，从而保证桃树产量和品质要求，桃树露天栽培，不考虑土壤的盐渍化，取其2倍氮素量核算。因此，桃树不同时期氮素运筹推荐量均增加了1倍的量。

磷肥需求量在氮素完全替代条件下超过了桃树的需求，磷素桃园累积明显。考虑到桃树对钙的需求，每亩桃园可用100千克过磷酸钙与有机肥混合施用。在桃树萌芽开花期等磷敏感期，用少量水溶磷加入沼液灌溉施肥即可。桃园土壤磷积累到一定程度可以不施任何化学磷肥。

钾素需求量大大超过氮磷需求，1500千克有机肥带入钾素量19.8千克，有机肥钾素利用率可达60%，有机基肥钾素供应可达11.88千克，基肥可以不施化学钾肥。桃树钾素在硬核期和膨果着色期，可用硫酸钾加入沼液灌溉施肥补充其不足。

表4 庐江县亩产2000千克葡萄养分运筹

2.基于有机肥替代的桃园沼液灌溉施肥制度。固体粪便有机肥秋季推荐施肥量1500千克/亩，实际有效供给氮素5.67千克/亩，另外利用沼液管道分次灌溉施用氮素5.58千克/亩，相当于沼液量858.5千克，实际操作施肥量为858.5×2＝1717千克。

春季桃树萌芽肥氮素施用量为4.5千克/亩，折算成沼液量为692.3千克/亩，实际操作施肥量为692.3×2＝1384.6千克/亩。硬核期和膨大转色期氮素施用量均为3.4千克/亩，折算成沼液量523.1千克/亩，实际操作施肥量为523.1×2＝1046.2千克/亩。桃园每年消纳沼液约为1717+1384.6+1046.2+1046.2＝5194千克/亩，具体沼液灌溉施肥制度见表5。

（1）有机肥+水肥一体化模式葡萄园养分高效管理。葡萄园每年亩推荐施氮（N）大约20千克，基肥氮占全年施用量的50%；年施用磷（P2O5）10.5千克，50%做基肥，钾（K2O）27千克，40%钾做基肥，其他均在不同生育期作追肥。以氮素供需平衡测算葡萄施肥量，目标亩产量2000千克/亩。

葡萄氮素的50%，10千克/亩做基肥全部用腐熟完全的固体粪肥代替，折算成腐熟有机肥施用量793.7千克/亩，基于葡萄园提升有机质需要，实际基肥施用有机肥量可推荐为1500千克/亩，葡萄树有机肥氮素吸收利用率铵30%，实际有效供给氮素5.67千克/亩。因此，余下基肥氮素4.33千克/亩全部用储存池沼液灌溉施肥替代。追肥完全用沼液肥替代，萌芽期和膨大期氮素施用量均为4千克/亩，成熟-采摘期施用量均为2千克/亩。根据相关沼液完全替代氮素化肥的研究，沼液氮素替代化肥氮素在等氮量条件下会出现氮素供给不足，而在1.5～2倍化肥氮条件下则可以完全替代化肥氮素，从而保证葡萄树产量和品质要求，考虑到葡萄的避雨设施栽培，为防止土壤次生盐渍化，所有沼液施肥量均按不同时期的氮素运筹推荐量取增加0.5倍来核算沼液用量。

磷肥需求量在氮素完全替代条件下超过了葡萄需求，磷素在葡萄栽培土壤中累积明显。考虑到葡萄对钙的特殊需求，每亩可用150千克过磷酸钙与有机肥混合施用，也可以在粪便堆肥时按照一定比率混入过磷酸钙后直接按需要量施用。葡萄园种植5年以上，土壤磷积累到一定程度可以结合小分子碳肥添加激活土壤累积磷活性供葡萄吸收利用，可在沼液中添加适量腐植酸和黄腐酸钾类物质。

葡萄钾素需求量高，1500千克有机肥带入钾素量19.8千克，有机肥钾素利用率可达60%，有机基肥钾素供应可达11.88千克，占葡萄总施钾量的44%，基肥无需额外施用其他钾肥。葡萄膨果着色期，可用水溶性高钾复合肥加入沼液灌溉，满足葡萄高品质的钾素需要。

（2）基于有机肥替代的葡萄园沼液灌溉施肥制度。固体粪便有机肥秋季推荐施肥量1500千克/亩，实际有效供给氮素5.67千克/亩，另外利用管道实施沼液灌溉施肥，供给氮素4.33千克/亩，相当于基肥沼液施用量343.7千克，实际操作施肥量为343.7×1.5＝515.5千克。

葡萄萌芽期和果实膨大期氮素施用量均为4千克/亩，折算成沼液量为317.5千克/亩，2个生育期的实际操作施肥量均为317.5×1.5＝476.2千克/亩。

成熟期氮素施用量2千克/亩，折算成沼液量158.7千克/亩，实际操作施肥量为158.7×1.5＝238.1千克/亩。

养殖场20亩葡萄园年消纳有机粪肥为1500×20＝30000.00千克（30吨/年），承载粪肥养殖量为85.7头猪。

葡萄园每年消纳沼液约为5 1 5.5+476.2+476.2+158.7＝1626.6千克/亩，具体沼液灌溉施肥制度见（表6）。

表5 目标产量1500千克鲜桃/亩有机替代+沼液灌溉施肥制度表

表6 目标产量2000千克葡萄/亩有机替代+沼液灌溉施肥制度表

3.果园种植系统粪肥与沼液消纳量。桃园年消纳有机粪肥量为：1500×180=270000千克，承载养殖量为771.4头猪。桃园年消纳沼液量为：5194×180＝934920千克。葡萄园年消纳有机粪肥量为：1500×20＝30000千克。葡萄园年消纳沼液量为：1626.6×20＝32532千克。桃园和葡萄园固体有机粪肥安全消纳量：270+30＝300吨。桃园和葡萄园固体沼液安全消纳量：934.9+32.5＝967.4吨。果园粪肥消纳远远满足不了设计规模需要，沼液消纳与设计规模差别不大，适当增加果园面积即可完全消纳沼液肥。

七、小结

有机替代+沼液水肥一体化技术模式，一定程度有效消纳了养猪场沼液和部分干清粪产生的粪便，按养殖场最大设计规模存栏量计算，年产猪粪有机肥1050吨，沼液1500吨。现有180亩桃园和20亩葡萄园的安全消纳量不足以承载目前设计规模粪肥和沼液，建议养殖场果园种植面积增加100亩左右，用于消纳剩余500吨沼液肥，剩余的固体粪肥可以直接输出供周边种植户消纳。最终有机肥+沼液替代化肥的养分供应比例与推荐施肥有一定差异，磷钾比例也难以与实际作物需求完全匹配，露天果园生态条件差异较大，需要做好相应的敏感指标监测，并根据监测结果适时调整有机肥+沼液整体替代方案，防止过量施肥造成的环境风险和避雨栽培土壤的次生盐渍化。强化沼液输送管道和末端小流管沼液施肥装置维护，保证设施持续稳定运行。沼液管道施肥容易引起管道滋生藻类和其他微生物，不及时清理容易堵塞管道，需要强化沼液水肥一体化设施设备的维护工作。

实施有机肥+沼液替代果园氮素养分是可行的，生态经济效益和社会效益十分显著，养殖规模与种植面积需要进一步提高匹配度。通过试验示范，对于农业养殖业综合的经营主体，引导企业探索养殖的粪肥、水肥正确使用果蔬产业，对农业实现种养循环提供可复制和观摩的示范园地，为庐江绿色农业循环提供“田间学校”和肥水一体化试验示范基地。