羊粪还田对青贮玉米产量、品质和土壤肥力的影响?

韩秀秀 张文珍 王军民 李俊丽 刘建军

摘要：為了实现标准化养殖场羊粪的资源化利用，构建种养结合循环模式，在荆门市开展了青贮玉米种植试验，设置5个处理（100%化肥、75%化肥+25%羊粪、50%化肥+50%羊粪、25%化肥+75%羊粪和100%羊粪）研究羊粪还田及替代化肥比例对青贮玉米产量、饲用价值和土壤肥力的影响。结果表明：（1）随着羊粪替代化肥比例的增加，土壤中有机质、全氮、碱解氮、有效钾和有效磷等指标的含量均增加，100%羊粪组较100%化肥组分别增加了8.35%、5.68%、7.46%、7. 51%和10.53%（P＜0.05），土壤容重呈减小趋势，100%羊粪组较100%化肥组下降5.56%（P＜0.05）；（2）随着羊粪替代化肥比例的增加，青贮玉米产量先增加后减少，其中施用75%化肥+25%羊粪组的产量最高，较100%化肥组增加5.58%

（P＜0.05），较100%羊粪组增加20.89%（P＜0.05）；（3）随着羊粪替代比例的增加，青贮玉米的粗蛋白、粗脂肪含量和相对饲用价值都呈先增加后减小的趋势，其中施用75%化肥+25%羊粪组的最高，粗蛋白较100%化肥组增加7.81%

（P＜0.05）、较100%羊粪组增加15.53%（P＜0.05）；粗脂肪与100%化肥组差异性不显著，较100%羊粪组增加16.13%（P＜

0.05）；相对饲用价值（RFV）与100%化肥组差异性不显著，较100%羊粪组增加18.82%（P＜0.05）。综合来说，25%的羊粪代替化肥还田不仅能改善土壤肥力，还能提高青贮玉米产量和饲用品质。

关键词： 羊粪；青贮玉米；土壤肥力；产量；营养品质

中图分类号：S141.2文献标识码：A文章编号：1006-060X（2024）02-0042-05

Effect of Sheep Manure Returning to Field on Yield and Quality of Silage Maize and

Soil Fertility

HAN Xiu-xiu，ZHANG Wen-zhen，WANG Jun-min，LI Jun-li，LIU Jian-jun

[Jingmen （China Agricultural Valley） Academy of Agricultural Sciences， Jingmen 448000， PRC]

Abstract： In order to achieve the resource utilization of sheep manure in standardized breeding farms， a cycle model of planting and breeding was constructed， and a cultivation experiment of silage maize was conducted in Jingmen City. Five treatment groups （100% fertilizer， 75% fertilizer + 25% sheep manure， 50% fertilizer + 50% sheep manure， 25% fertilizer + 75% sheep manure， and 100% sheep manure） were set up， so as to explore the effect of sheep manure returning to the field and the proportion of sheep manure replacing fertilizers on the yield and nutritional quality of silage maize and the soil fertility. The results are as follows. （1） As the proportion of sheep manure replacing fertilizers increases， the content of organic matter， total nitrogen， alkaline nitrogen， available potassium， and available phosphorus in the soil show an increasing trend. Compared with the 100% fertilizer group， the content of the above indicators in the 100% sheep manure group is significantly increased by 8.35%， 5.68%， 7.46%， 7.51%， and 10.53% （P < 0.05）， respectively. The soil bulk density shows a decreasing trend. Compared with the 100% fertilizer group， the soil bulk density in the 100% sheep manure group significantly drops by 5.56% （P < 0.05）. （2） With the increase in the proportion of sheep manure replacing fertilizers， the yield of silage maize first increases and then decreases. The yield of the 75% fertilizer + 25% sheep manure group is the highest， which is 5.58% higher than that of the 100% fertilizer group （P < 0.05） and 20.89% higher than that of the 100% sheep manure group （P < 0.05）. （3） With the increase in the proportion of sheep manure replacing fertilizers， the content of crude protein and crude fat， as well as the relative feeding value （RFV） of silage maize increase first and then decrease， with 75% fertilizer + 25% sheep manure group the highest. The crude protein is increased by 7.81% （P < 0.05） compared with the 100% fertilizer group and 15.53%

（P < 0.05） compared with the 100% sheep manure group. There is no significant difference in crude fat of the 100% fertilizer group. The crude fat is 16.13% higher than the 100% sheep manure group （P < 0.05）. There is no significant difference in RFV of the 100% fertilizer group， and it is increased by 18.82% compared with the 100% sheep manure group （P < 0.05）. In summary， 25% of sheep manure replacing fertilizers can not only improve soil fertility but also improve the yield and nutritional quality of silage maize.

Key words： sheep manure; silage maize; soil fertility; yield; nutritional quality

隨着我国畜牧业的快速发展，饲草资源短缺尤其是农区的饲草供应不足问题越来越突出。为了加快牛羊养殖业发展，农业农村部提出南方地区要科学利用草山草坡、农闲田和撂荒地等土地资源，大力推进青贮玉米、大麦等饲草的特色化、差异化发展模式[1-2]。荆门市位于江汉平原中下游，是种植大市，也是养殖大市，2021年肉牛出栏7.51万头、肉羊出栏37.75万头，肉牛羊产业发展已形成一定规模。随着国家环保政策调整，全球气候变暖背景下极端天气频发，加上重大疫病爆发，规模化肉牛羊养殖的“就地生产、就地供给”的饲料供给模式和粪污还田种养模式将成为未来农业和畜牧业的发展趋势。

青贮玉米又称饲料玉米，不是玉米品种，而是根据用途命名的一种玉米称谓，是将全株玉米经过粉碎、青贮后作为粗饲料。青贮玉米具有产量高、适口性好、营养丰富和易消化等特点，在提高奶牛产奶性能和经济效益、提高肉羊生产性能等方面具有积极作用[3-4]。由于青贮玉米耐储存，可以实现草食动物粗饲料的周年均衡供应，是目前我国草食动物最重要的粗饲料之一[5]。羊粪作为规模化养殖企业的副产物，是一种比较常见的微碱性有机肥，还田后可以提高土壤含水率，增强微生物活性和土壤肥力，从而改善农作物生长状况[6-9]。为了探索江汉平原粮食主产区青粗饲料的周年均衡供应和粪污资源化利用的途径，研究将羊粪和化肥配施，分析比较羊粪还田对青贮玉米生产和土壤肥力的影响，为发展种养结合产业和生态循环农业提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在荆门市香龙山牧业有限公司试验基地，全年平均气温15.9℃，年降水量在800～1 100 mm，年平均日照时间为1 930.8～2 114.3 h，温、水、光等自然条件良好，非常适合玉米生长发育，全市年种植玉米面积在5.3万hm2左右。试验种植基地前茬农作物为油菜，试验地块平整，经过检测，土壤养分情况为有机质19.39 g/kg、全氮0.72 g/kg、碱解氮61.45 mg/kg、有效钾169.02 mg/kg、有效磷27.53 mg/kg、容重1.51 g/cm3。

1.2 试验材料

试验品种为豫青贮23。试验肥料有羊粪（荆门市香龙山牧业有限公司），化肥（45%复合肥N–P–K=15–15–15，湖北新洋丰肥业有限公司），大粒硅肥（武汉高飞农业科技有限公司）。

1.3 试验设计

试验设计5个处理，处理1为100%化肥（600 kg/hm2）；处理2为75%化肥+25%羊粪（化肥450 kg/hm2+羊粪5 t/hm2）；处理3为50%化肥+50%羊粪（化肥300 kg/hm2+羊粪10 t/hm2）；处理4为25%

化肥+75%羊粪（化肥150 kg/hm2+羊粪15 t/hm2）；处理5为100%羊粪（20 t/ hm2），每个处理3个重复，采用随机区组设计，小区面积4 m×4 m。5月10日将各组肥料作为基肥一次性施入，翻耕后进行人工播种，密度7.5万株/hm2，试验期间灌水、除草等操作与当地田间管理一致。

1.3 样品采集及检测指标

1.3.1 营养成分测定 根据国家标准《青贮玉米品质分级》（GB/T 25882—2010），分级指标主要有粗蛋白、淀粉、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维，同时粗脂肪也是青贮玉米常用的评价指标[10]。因此，研究选取粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维这4个指标评价羊粪对青贮玉米品质的影响。在青贮玉米抽雄后30 d，8月25日左右进行统一收获，每个小区进行称重，取粉碎后的1 kg样品，经过110℃杀青30 min，然后烘干，称重，粗蛋白质（CP）采用杜马斯燃烧法；粗脂肪（EE）参考GB/T 6433—2006；中性洗涤纤维（NDF）参考GB/T 20806—2022；酸性洗涤纤维（ADF）参考NY/T 1459—2022。

1.3.2 营养价值计算 相对饲用价值（RFV）是目前美国唯一广泛使用的粗饲料质量评定指数，是1978年美国饲草和草原理事会下属的干草市场特别工作提出的，并在国内得到广泛应用[11]。参考娄芬等[12]、柳斌辉等[13]的方法，按公式（1）（2）（3）计算饲料的相对饲用价值。

RFV=DMI*DDM/1.29                                       （1）

DMI（随意采食量）=120/NDF                       （2）

DDM（可消化干物质）=88.9-0.779ADF       （3）

1.3.3 土壤取样和成分测定 在青贮玉米收割后，每个小区按对角线取5个点，采集取0～20 cm层土样，混合均匀风干过筛，用拓普云农养分速测仪测定土壤pH值、有机质、氨态氮、有效钾、有效磷等指标。

1.4 数据分析

试验数据采用SPSS 22.0软件中的ANOVA过程进对数据进行单因素方差分析，所有结果均以“平均值±标准差”表示，P＜0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对土壤肥力的影响

由表1可知，各处理组的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效钾、有效磷的含量变化趋势相似，含量高低顺序均为处理5＞处理4＞处理3＞处理2＞处理1，其中，处理5的土壤有机质含量与处理4的差异性不显著，但显著高于其他3组，较处理1增加8.35%，说明施用羊粪可以增加土壤中有机质含量；处理5的土壤全氮含量与处理4、处理3的差异性不显著，显著高于其他2组，较处理1增加5.68%；处理5的土壤碱解氮含量与处理4的差异性不显著，显著高于其他3组，较处理1增加7.46%；处理5的土壤有效钾含量显著高于其他4组，较处理1高出7.51%；处理5的土壤有效磷含量显著高于其他4组，较处理1高出10.53%。各处理组的土壤容重呈下降趋势，其中处理5中容重显著低于处理1，下降了5.56%。由此可见，羊粪还田，代替化肥可以提高土壤中有机质、全氮、碱解氮、有效磷、有效钾的含量，降低土壤容重，从而提高土壤的肥力。

2.2 不同施肥处理对青贮玉米的产量及相关系数的影响

由表2可知，将羊粪作为有机肥与化肥混合作为基肥对青贮玉米的产量及相关系数均有影响。各处理组的株高、茎粗、鲜重变化趋势相似，表现为处理2＞处理1＞处理3＞处理4＞处理5，处理2均显著高于其他4组，处理3和处理1的差异性不显著，处理5和处理4的差异性不显著，其中株高方面，处理2较处理1增加4.99%，较处理4增加11.60%，较处理5组增加15.01%，处理1较处理5增加9.55%；茎粗性状方面，处理2较处理1增加5.26%，较处理4增加12.78%，较处理5组增加14.07%，处理1较处理5增加8.37%；绿叶数性状方面，表现为处理2＞处理3＞处理1＞处理4＞处理5，处理2与处理4、处理5差异性显著，分别增加了8.09%和10.06%，与处理3、处理1差异性不显著；产量方面，处理2显著高于其他4组，较处理1增加5.58%，较处理4增加7.46%，较处理5组增加20.89%，处理1较处理5显著增加14.50%。由此可见，适当添加羊粪替代有机肥，可以增加青贮玉米产量，但是添加比例过高时，青贮玉米产量反而会降低。

2.3 不同施肥处理对青贮玉米品质的影响

由表3可知，各处理组的粗蛋白含量高低顺序为：处理2＞处理3＞处理1＞处理4＞处理5，其中处理2的粗蛋白含量显著高于其他4组，分别较处理1、处理5高出7.81%和15.53%；处理1和处理3的粗蛋白含量显著高于处理5，分别高出7.16%和7.40%；处理1和处理3、处理4的差异性不显著。各处理组的粗脂肪含量虽然有先增加后减少的趋势，处理2虽然高于处理1但差异性不显著（P＞0.05），且显著高于其他3组，较处理5增加16.13%。各处理组的中性洗涤纤维含量高低顺序为：处理5＞处理3＞处理4＞处理1＞处理2，处理2中性洗涤纤维含量显著小于处理5、处理3和处理4，分别减少12.71%、10.95%和6.84%。各处理组的酸性洗涤纤维含量高低顺序为：处理5＞处理1＞处理3＞處理4＞处理2，处理2酸性洗涤纤维含量显著小于处理5，减少11.62%，与其他3组的差异性不显著。各处理组的相对饲用价值排序为处理2＞处理1＞处理4＞处理3＞处理5，其中处理2的相对饲用价值显著高于处理4、处理3、处理5，分别增加9.04%、14.54、18.82%；处理2和处理1的差异性不显著。综合来说，利用25%的羊粪代替化肥可以提高青贮玉米的品质，但添加比例过高时，青贮玉米品质反而会下降。

3 讨论

3.1 不同施肥处理对土壤肥力的影响

土壤是影响植物生长的重要因素，其养分含量直接关系到植物的生长状况[14]。土壤有机质是土壤肥力的物质基础，研究结果显示，随着施用羊粪比例的增加，土壤有机质含量显著增加，且羊粪替代比例越大对土壤有机质含量的提升效果越明显。这是因为羊粪本身含有大量的有机质，羊粪施入土壤后，可以显著提高根际土壤微生物的生长繁殖效率，增加微生物碳库[15]。土壤容重是其通透性和孔隙度的指标，通透性越好，越有利于土壤微生物活动和根系呼吸作用。研究结果显示，随着羊粪施用比例的增高，容重逐渐减小。这是因为土壤中丰富的有机质在经过微生物作用后生成腐殖酸，腐殖酸具有促进土壤单粒胶形成土壤团聚体的作用，从而增大土壤的孔隙，形成减少容重的作用[16]。土壤中的全氮是指有机氮素和无机氮素之和，碱解氮、有效钾、有效磷是土壤中的有效成分，可以被植物直接吸收。研究结果显示随着羊粪施用比例的增高，土壤中全氮、有效磷、速效钾逐渐升高，这一方面是因为羊粪自身含有丰富的氮、磷、钾等元素，另一方面是因为单施有机肥，或者与化肥配施能激发土壤中的酶活，加快土壤中各种营养元素的形成和转化，提高土壤肥力[17]。

3.2 不同施肥处理对青贮玉米产量和相关系数的影响

提高青贮玉米的产量是种植的目标之一，也决定着最终的经济效益。施用羊粪具有提高土壤肥力的作用，但对于植物的生长，也不是施用越多越好。试验结果显示，随着羊粪替代化肥的比例越高，青贮玉米的产量及相关系数呈现先增加，后减少的趋势，这与司海丽等[18]的研究结果一致。这可能是因为羊粪作为有机肥，自身的有机质、氮、磷、钾产生了养分叠加效应，能长期为植物提供丰富的营养元素，也可以增强植物叶片的光合作用，但是如果添加过量，植物根毛细胞的细胞液浓度低于根毛周围土壤溶液的浓度，根细胞中的水分向外渗透，导致植株失水，叶片中光合作用也会减弱[19-20]。试验结果显示用25%的羊粪替代化肥青贮玉米产量最高，与其他研究的最适有机肥施用比例不一致，可能与羊粪营养元素含量、生长环境、土壤环境等因素的差异有关。

3.3 不同施肥处理对青贮玉米品质的影响

粗蛋白是评价饲草饲料好坏的重要指标，粗蛋白的含量越高，表示饲草饲料的营养品质越好。研究结果显示，随着羊粪施用量的增加，青贮玉米的粗蛋白呈现先增加后减少的趋势，这可能是因为羊粪中的含氮量较高，还田后促进了青贮玉米对氮元素的吸收和沉淀，增加了青贮玉米植株内蛋白质的合成和积累[21]。粗脂肪可以提高饲料的适口性、提供畜禽必须脂肪酸和能量等作用，也是评价饲草饲料好坏的重要指标，含量过高会降低饲草饲料的品质。研究结果显示，随着羊粪施用量的增加，青贮玉米的粗脂肪呈现先增加后减少的趋势，这可能是因为青贮玉米的粗脂肪含量受氮元素的影响，随氮元素的增加呈现先增加后减少的趋势[22]。另外施用过量的羊粪，会抑制根系对营养物质的吸收和叶片的光合作用，从而影响粗蛋白和粗脂肪的合成和积累。青贮玉米的纤维包括中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维，酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量越低，表示饲草饲料的品质越好，但是中性洗涤纤维可以稳定反刍动物的瘤胃中pH值、促进瘤胃的发育和维持正常的消化功能等作用，对于反刍动物的生长发育是不可或缺的[23]，因此，中性洗涤纤维含量适中的饲草饲料是反刍动物必须的。试验结果显示随着羊粪施用量的增加，青贮玉米的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维基本呈现先减少后增加的趋势，这是因为羊粪含有丰富的氮元素，合适的氮元素可促进青贮玉米的生长，但氮素过量时不仅会使叶片衰老加速、纤维含量增加，还会对环境造成巨大压力[24]。

除了上面4个指标，还将相对饲用价值（RFV）作为评价青贮玉米品质的评价指标。研究结果显示，随着羊粪添加比例的增加，青贮玉米饲用品质呈现下降的趋势，施用25%的羊粪配合75%化肥的处理较单独施用化肥的高，但差异性不显著。

4 结论

羊粪还田不仅能充分利用农业废弃物资源，还减少了粪污污染、提高了土壤的肥力，生产的青贮玉米又可用于养殖业，实现物质和能量在动物、植物间的良性循环，是实现种养循环和农业可持续发展的途径。但是，土壤过量施用羊粪会造成青贮玉米减产，降低饲用品质，综合来说，25%的羊粪代替化肥还田不仅能改善土壤肥力，还能提高青贮玉米产量和饲用品质。

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（责任编辑：肖彦资）