不同施肥处理对油菜产量和土壤理化性质的影响

摘要为研究不同施肥处理对油菜产量和土壤理化性质的影响，以确定油菜种植中猪粪沼液部分替代化肥的适宜比例，实现化肥减量增效，设计不施肥对照组及常规施肥、优化施肥、15%猪粪沼液替代配施、30%猪粪沼液替代配施4组试验组进行试验。结果表明，15%、30%猪粪沼液替代配施均可以提高油菜种植土壤的速效养分含量、土壤阳离子交换量、全量养分含量，起到优化土壤性质的作用；与常规施肥相比，优化施肥、15%和30%猪粪沼液替代配施的条件下，每667m2油菜经济产量分别提升6、19和18kg，每667m2分别节约化学肥料成本4、23和40元，提高了作物生产产投比，经济效益显著。综合试验结果，以30%猪粪沼液代替配施处理为最优处理。

关键词猪粪沼液；替代配施；油菜；产量；土壤理化性质

中图分类号：S14；X713文献标志码：ADOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.24.001

随着现代畜牧业规模的不断扩大，养殖过程中产生的粪污大量增多，如果不能及时有效地处理，会对养殖环境及人居环境造成污染[1-2]。畜禽粪便的资源化利用是连接种、养两个环节的绿色纽带，是消纳畜禽粪污的有效手段[3-7]。目前，规模化养猪场以沼气池的模式初级处理畜禽粪污，但体量巨大的猪粪沼液消纳问题仍然是畜禽粪污资源化利用的堵点[8-9]。基于此，通过猪粪沼液替代试验，确定猪粪沼液替代化肥对油菜产量和土壤理化性质的影响，实现猪粪沼液的资源化利用，为推动绿色种养循环农业发展、猪粪沼液还田利用提供基础参数和理论支撑。

1材料与方法

1.1试验地概述

试验于2022—2023年在湖南省浏阳市达浒镇开展。达浒镇处于亚热带季风性湿润气候区，多年平均气温17.2℃，无霜期264d，年平均日照时间1516.7h，年平均降水量1600mm。试验地土壤基本理化性质见表1。

1.2试验设计

试验共设计5个处理，分别为不施任何肥料（CK）、习惯施肥（试验地所在地区平均水平，CF）、化肥优化施肥（根据产量目标优化，OF）、猪粪沼液替代15%化肥（在OF的基础上进行替代，M15-OF）、猪粪沼液替代30%化肥（在OF的基础上进行替代，M30-OF）。OF、M15-OF、M30-OF的氮磷钾养分条件相同。每个处理设3个重复，共15个小区，采用随机区组设计，小区规格4m×5m。复合肥、磷肥、钾肥在油菜移栽前3d作为基肥一次性施入，猪粪沼液和尿素在油菜越冬期作为追肥施用，具体施用量见表2。

供试肥料分别为复合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=20∶8∶12]、尿素（含N46%）、过磷酸钙（含P2O512%）、氯化钾（含K2O60%）、猪粪沼液（含N0.15%、P2O50.12%、K2O0.02%）。

供试油菜为当地主栽油菜品种湘油99。在11月下旬进行移栽，苗龄30d左右，移栽健壮单株，种植密度为60000株·hm-2，株行距（30～35）cm×（30～40）cm，保证每个小区120株。

1.3样品采集与指标测定

1.3.1产量及土壤理化性质测定

于2023年5月上旬，在油菜收获期，每个小区分别进行采收、晾晒，并分别测定每个小区油菜籽质量，并换算成每667m2的产量作为经济产量；测定每个小区油菜秸秆质量，并将油菜籽质量和秸秆质量之和换算成每667m2的产量作为生物产量。油菜采收后采集土壤样品。每个小区按“S”形采样法采集0～20cm

土层的土壤样品3个，混合为1个样品后带回实验室。挑出土壤样品中的植物残体和石头，风干后分为两组，分别过孔径1.70mm和孔径0.25mm的筛网，用于土壤基本理化性质的测定。采用电位法测量土壤pH值；采用半微量凯氏法测定全氮含量；采用重铬酸钾容量法-外加热法测定有机质含量；采用碱解蒸馏法测定有效氮含量；采用酸溶-钼锑钪比色法测定全磷含量；采用氢氧化钠熔融法测定全钾含量；采用钼蓝比色法测定有效磷；采用乙酸铵浸提-火焰亮度法测定速效钾含量；采用乙酸铵交换法测定土壤阳离子交换量（CationExchangeCapacity，CEC）。具体步骤参照鲍士旦主编的《土壤农化分析》[10]。

1.3.2经济效益测定

经市场调查，2023年浏阳市油菜籽平均收购价为每千克8元，试验使用的复合肥平均价格为3.5元·kg-1、

单质肥料尿素平均价格为1.5元·kg-1、过磷酸钙平均价格为1.0元·kg-1、氯化钾平均价格为2.0元·kg-1。种植过程中的灌溉、管理、收获等环节及种子、农药等农用物资的成本按照每667m2250元计算。根据以上市场价格，计算不同施肥条件下的经济收益，并计算产投比。产投比计算公式为

R=Ea/C×100％（1）

式中：R为产投比；C为成本，包括肥料成本和其他成本，元；Ea为净经济收益，为经济收益与成本之差，元。

1.4数据分析

使用Excel2021对数据进行处理，使用SPSS23.0软件对数据进行单因素和多因素方差分析，使用Origin2021进行绘图。

2结果与分析

2.1不同施肥措施对油菜产量的影响

如图1所示，不同处理下油菜667m2的经济产量为44～142kg，表现为CK＜CF＜OF＜M30-OF＜

M15-OF；生物产量为115～406kg，表现为CK＜CF＜OF＜M30-OF＜M15-OF。不施肥处理（CK）无论是经济产量还是生物产量均低于施肥处理（CF、OF、M15-OF、M30-OF）。不施肥处理经济产量仅为施肥处理的44.6%～48.6%，生物产量仅为施肥处理的31.3%～36.0%，表明施肥是获得油菜高产的必要因素。各施肥处理间油菜经济产量差异不显著（p＞0.05）；OF、M15-OF、M30-OF间生物产量差异不显著（p＞0.05），

但与CF差异显著，说明与当地习惯施肥（CF）相比，优化施肥、猪粪沼液部分替代化肥可在确保经济产量不发生较大变化的同时，增加生物产量，而且15%和30%的猪粪沼液配施增加生物产量的效果更好。

2.2不同施肥措施对土壤养分含量的影响

2.2.1土壤理化性质的变化特征

土壤pH值是反应土壤性质的重要指标，也是影响土壤肥力的重要因素之一。土壤过酸或过碱，会影响作物正常生长发育，产量和品质也会受到影响。土壤速效养分是指土壤中能够直接被作物吸收利用的养分，是作物获得高产的保证。土壤CEC是指土壤胶体所能吸附的阳离子总量，其值体现土壤保肥能力，阳离子交换量越大说明土壤保水和保肥能力越强。由表3可知，施肥会使土壤pH值下降，而各施肥处理之间土壤pH值没有显著差异。不同处理的土壤有效氮含量、速效钾含量和CEC差异不显著（p＞0.05），但从数值上看，采用猪粪沼液代替的组别土壤有效氮含量、速效钾含量、CEC均比优化施肥组高，且以猪粪沼液30%替代效果最好。OF与CF相比有效氮含量略有降低，这可能与优化施肥减少了18%的氮肥投入有关。对于土壤有效磷含量，猪粪沼液替代配施处理的有效磷含量相对较高。综合对土壤理化性质的分析可以看出，猪粪沼液代替配施可增加土壤供应养分的能力，增强其保水保肥性能，且替代部分较多的组别效果较好。

2.2.2土壤全量养分的变化特征

由表4可知，不同处理土壤有机质含量、全氮含量、全磷含量差异不显著（p＞0.05）。从数值上看，猪粪沼液15%、30%替代配施与常规施肥相比，均能增加土壤全量养分含量，以猪粪沼液30%配施为优，表明猪粪沼液替代配施能有效培肥地力。

2.2.3经济效益

进一步分析不同处理的经济效益（见表5），结果表明，与当地习惯施肥相比，优化施肥、15%和30%猪粪沼液替代配施可分别每667m2节省化学肥料成本4、23和40元，可分别每667m2增加经济效益48、152和144元，可分别每667m2增加净经济效益52、175和184元，可见猪粪沼液替代施肥能够有效减少化学肥料成本，增加油菜经济效益。比较各处理的投产比发现，30%猪粪沼液替换配施产投比最高，为1.82，显示出其在农业生产中的经济高效性。

3结论

由试验可知，优化施肥较常规施肥效果好；而在等养分条件下，猪粪沼液替代配施效果比优化施肥好，可较明显地增加油菜生物产量，改善土壤理化性质，同时提高经济效益。在试验设计的范围内，猪粪沼液替代的部分越多，增产及改善土壤的效果越好。可见，猪粪沼液配施是培肥地力的重要手段，是实现油菜种植节本增收的有效途径。与使用化肥相比，猪粪沼液替代施肥不仅提高了经济效益，而且减少了化肥的使用量，同时提高了资源利用率，值得在实际生产中进行推广。

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[10]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.

（责任编辑：刘宁宁）