羊糞還田對青貯玉米產量、品質和土壤肥力的影響?

韓秀秀 張文珍 王軍民 李俊麗 劉建軍

摘要：為了實現標準化養殖場羊糞的資源化利用，構建種養結合循環模式，在荊門市開展了青貯玉米種植試驗，設置5個處理（100%化肥、75%化肥+25%羊糞、50%化肥+50%羊糞、25%化肥+75%羊糞和100%羊糞）研究羊糞還田及替代化肥比例對青貯玉米產量、飼用價值和土壤肥力的影響。結果表明：（1）隨著羊糞替代化肥比例的增加，土壤中有機質、全氮、堿解氮、有效鉀和有效磷等指標的含量均增加，100%羊糞組較100%化肥組分別增加了8.35%、5.68%、7.46%、7. 51%和10.53%（P＜0.05），土壤容重呈減小趨勢，100%羊糞組較100%化肥組下降5.56%（P＜0.05）；（2）隨著羊糞替代化肥比例的增加，青貯玉米產量先增加后減少，其中施用75%化肥+25%羊糞組的產量最高，較100%化肥組增加5.58%

（P＜0.05），較100%羊糞組增加20.89%（P＜0.05）；（3）隨著羊糞替代比例的增加，青貯玉米的粗蛋白、粗脂肪含量和相對飼用價值都呈先增加后減小的趨勢，其中施用75%化肥+25%羊糞組的最高，粗蛋白較100%化肥組增加7.81%

（P＜0.05）、較100%羊糞組增加15.53%（P＜0.05）；粗脂肪與100%化肥組差異性不顯著，較100%羊糞組增加16.13%（P＜

0.05）；相對飼用價值（RFV）與100%化肥組差異性不顯著，較100%羊糞組增加18.82%（P＜0.05）。綜合來說，25%的羊糞代替化肥還田不僅能改善土壤肥力，還能提高青貯玉米產量和飼用品質。

關鍵詞： 羊糞；青貯玉米；土壤肥力；產量；營養品質

中圖分類號：S141.2文獻標識碼：A文章編號：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

隨著我國畜牧業的快速發展，飼草資源短缺尤其是農區的飼草供應不足問題越來越突出。為了加快牛羊養殖業發展，農業農村部提出南方地區要科學利用草山草坡、農閑田和撂荒地等土地資源，大力推進青貯玉米、大麥等飼草的特色化、差異化發展模式[1-2]。荊門市位于江漢平原中下游，是種植大市，也是養殖大市，2021年肉牛出欄7.51萬頭、肉羊出欄37.75萬頭，肉牛羊產業發展已形成一定規模。隨著國家環保政策調整，全球氣候變暖背景下極端天氣頻發，加上重大疫病爆發，規?；馀Ｑ蝠B殖的“就地生產、就地供給”的飼料供給模式和糞污還田種養模式將成為未來農業和畜牧業的發展趨勢。

青貯玉米又稱飼料玉米，不是玉米品種，而是根據用途命名的一種玉米稱謂，是將全株玉米經過粉碎、青貯后作為粗飼料。青貯玉米具有產量高、適口性好、營養豐富和易消化等特點，在提高奶牛產奶性能和經濟效益、提高肉羊生產性能等方面具有積極作用[3-4]。由于青貯玉米耐儲存，可以實現草食動物粗飼料的周年均衡供應，是目前我國草食動物最重要的粗飼料之一[5]。羊糞作為規?；B殖企業的副產物，是一種比較常見的微堿性有機肥，還田后可以提高土壤含水率，增強微生物活性和土壤肥力，從而改善農作物生長狀況[6-9]。為了探索江漢平原糧食主產區青粗飼料的周年均衡供應和糞污資源化利用的途徑，研究將羊糞和化肥配施，分析比較羊糞還田對青貯玉米生產和土壤肥力的影響，為發展種養結合產業和生態循環農業提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在荊門市香龍山牧業有限公司試驗基地，全年平均氣溫15.9℃，年降水量在800～1 100 mm，年平均日照時間為1 930.8～2 114.3 h，溫、水、光等自然條件良好，非常適合玉米生長發育，全市年種植玉米面積在5.3萬hm2左右。試驗種植基地前茬農作物為油菜，試驗地塊平整，經過檢測，土壤養分情況為有機質19.39 g/kg、全氮0.72 g/kg、堿解氮61.45 mg/kg、有效鉀169.02 mg/kg、有效磷27.53 mg/kg、容重1.51 g/cm3。

1.2 試驗材料

試驗品種為豫青貯23。試驗肥料有羊糞（荊門市香龍山牧業有限公司），化肥（45%復合肥N–P–K=15–15–15，湖北新洋豐肥業有限公司），大粒硅肥（武漢高飛農業科技有限公司）。

1.3 試驗設計

試驗設計5個處理，處理1為100%化肥（600 kg/hm2）；處理2為75%化肥+25%羊糞（化肥450 kg/hm2+羊糞5 t/hm2）；處理3為50%化肥+50%羊糞（化肥300 kg/hm2+羊糞10 t/hm2）；處理4為25%

化肥+75%羊糞（化肥150 kg/hm2+羊糞15 t/hm2）；處理5為100%羊糞（20 t/ hm2），每個處理3個重復，采用隨機區組設計，小區面積4 m×4 m。5月10日將各組肥料作為基肥一次性施入，翻耕后進行人工播種，密度7.5萬株/hm2，試驗期間灌水、除草等操作與當地田間管理一致。

1.3 樣品采集及檢測指標

1.3.1 營養成分測定 根據國家標準《青貯玉米品質分級》（GB/T 25882—2010），分級指標主要有粗蛋白、淀粉、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維，同時粗脂肪也是青貯玉米常用的評價指標[10]。因此，研究選取粗蛋白、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維這4個指標評價羊糞對青貯玉米品質的影響。在青貯玉米抽雄后30 d，8月25日左右進行統一收獲，每個小區進行稱重，取粉碎后的1 kg樣品，經過110℃殺青30 min，然后烘干，稱重，粗蛋白質（CP）采用杜馬斯燃燒法；粗脂肪（EE）參考GB/T 6433—2006；中性洗滌纖維（NDF）參考GB/T 20806—2022；酸性洗滌纖維（ADF）參考NY/T 1459—2022。

1.3.2 營養價值計算 相對飼用價值（RFV）是目前美國唯一廣泛使用的粗飼料質量評定指數，是1978年美國飼草和草原理事會下屬的干草市場特別工作提出的，并在國內得到廣泛應用[11]。參考婁芬等[12]、柳斌輝等[13]的方法，按公式（1）（2）（3）計算飼料的相對飼用價值。

RFV=DMI*DDM/1.29? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

DMI（隨意采食量）=120/NDF? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

DDM（可消化干物質）=88.9-0.779ADF? ? ? ?（3）

1.3.3 土壤取樣和成分測定 在青貯玉米收割后，每個小區按對角線取5個點，采集取0～20 cm層土樣，混合均勻風干過篩，用拓普云農養分速測儀測定土壤pH值、有機質、氨態氮、有效鉀、有效磷等指標。

1.4 數據分析

試驗數據采用SPSS 22.0軟件中的ANOVA過程進對數據進行單因素方差分析，所有結果均以“平均值±標準差”表示，P＜0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤肥力的影響

由表1可知，各處理組的土壤有機質、全氮、堿解氮、有效鉀、有效磷的含量變化趨勢相似，含量高低順序均為處理5＞處理4＞處理3＞處理2＞處理1，其中，處理5的土壤有機質含量與處理4的差異性不顯著，但顯著高于其他3組，較處理1增加8.35%，說明施用羊糞可以增加土壤中有機質含量；處理5的土壤全氮含量與處理4、處理3的差異性不顯著，顯著高于其他2組，較處理1增加5.68%；處理5的土壤堿解氮含量與處理4的差異性不顯著，顯著高于其他3組，較處理1增加7.46%；處理5的土壤有效鉀含量顯著高于其他4組，較處理1高出7.51%；處理5的土壤有效磷含量顯著高于其他4組，較處理1高出10.53%。各處理組的土壤容重呈下降趨勢，其中處理5中容重顯著低于處理1，下降了5.56%。由此可見，羊糞還田，代替化肥可以提高土壤中有機質、全氮、堿解氮、有效磷、有效鉀的含量，降低土壤容重，從而提高土壤的肥力。

2.2 不同施肥處理對青貯玉米的產量及相關系數的影響

由表2可知，將羊糞作為有機肥與化肥混合作為基肥對青貯玉米的產量及相關系數均有影響。各處理組的株高、莖粗、鮮重變化趨勢相似，表現為處理2＞處理1＞處理3＞處理4＞處理5，處理2均顯著高于其他4組，處理3和處理1的差異性不顯著，處理5和處理4的差異性不顯著，其中株高方面，處理2較處理1增加4.99%，較處理4增加11.60%，較處理5組增加15.01%，處理1較處理5增加9.55%；莖粗性狀方面，處理2較處理1增加5.26%，較處理4增加12.78%，較處理5組增加14.07%，處理1較處理5增加8.37%；綠葉數性狀方面，表現為處理2＞處理3＞處理1＞處理4＞處理5，處理2與處理4、處理5差異性顯著，分別增加了8.09%和10.06%，與處理3、處理1差異性不顯著；產量方面，處理2顯著高于其他4組，較處理1增加5.58%，較處理4增加7.46%，較處理5組增加20.89%，處理1較處理5顯著增加14.50%。由此可見，適當添加羊糞替代有機肥，可以增加青貯玉米產量，但是添加比例過高時，青貯玉米產量反而會降低。

2.3 不同施肥處理對青貯玉米品質的影響

由表3可知，各處理組的粗蛋白含量高低順序為：處理2＞處理3＞處理1＞處理4＞處理5，其中處理2的粗蛋白含量顯著高于其他4組，分別較處理1、處理5高出7.81%和15.53%；處理1和處理3的粗蛋白含量顯著高于處理5，分別高出7.16%和7.40%；處理1和處理3、處理4的差異性不顯著。各處理組的粗脂肪含量雖然有先增加后減少的趨勢，處理2雖然高于處理1但差異性不顯著（P＞0.05），且顯著高于其他3組，較處理5增加16.13%。各處理組的中性洗滌纖維含量高低順序為：處理5＞處理3＞處理4＞處理1＞處理2，處理2中性洗滌纖維含量顯著小于處理5、處理3和處理4，分別減少12.71%、10.95%和6.84%。各處理組的酸性洗滌纖維含量高低順序為：處理5＞處理1＞處理3＞處理4＞處理2，處理2酸性洗滌纖維含量顯著小于處理5，減少11.62%，與其他3組的差異性不顯著。各處理組的相對飼用價值排序為處理2＞處理1＞處理4＞處理3＞處理5，其中處理2的相對飼用價值顯著高于處理4、處理3、處理5，分別增加9.04%、14.54、18.82%；處理2和處理1的差異性不顯著。綜合來說，利用25%的羊糞代替化肥可以提高青貯玉米的品質，但添加比例過高時，青貯玉米品質反而會下降。

3 討論

3.1 不同施肥處理對土壤肥力的影響

土壤是影響植物生長的重要因素，其養分含量直接關系到植物的生長狀況[14]。土壤有機質是土壤肥力的物質基礎，研究結果顯示，隨著施用羊糞比例的增加，土壤有機質含量顯著增加，且羊糞替代比例越大對土壤有機質含量的提升效果越明顯。這是因為羊糞本身含有大量的有機質，羊糞施入土壤后，可以顯著提高根際土壤微生物的生長繁殖效率，增加微生物碳庫[15]。土壤容重是其通透性和孔隙度的指標，通透性越好，越有利于土壤微生物活動和根系呼吸作用。研究結果顯示，隨著羊糞施用比例的增高，容重逐漸減小。這是因為土壤中豐富的有機質在經過微生物作用后生成腐殖酸，腐殖酸具有促進土壤單粒膠形成土壤團聚體的作用，從而增大土壤的孔隙，形成減少容重的作用[16]。土壤中的全氮是指有機氮素和無機氮素之和，堿解氮、有效鉀、有效磷是土壤中的有效成分，可以被植物直接吸收。研究結果顯示隨著羊糞施用比例的增高，土壤中全氮、有效磷、速效鉀逐漸升高，這一方面是因為羊糞自身含有豐富的氮、磷、鉀等元素，另一方面是因為單施有機肥，或者與化肥配施能激發土壤中的酶活，加快土壤中各種營養元素的形成和轉化，提高土壤肥力[17]。

3.2 不同施肥處理對青貯玉米產量和相關系數的影響

提高青貯玉米的產量是種植的目標之一，也決定著最終的經濟效益。施用羊糞具有提高土壤肥力的作用，但對于植物的生長，也不是施用越多越好。試驗結果顯示，隨著羊糞替代化肥的比例越高，青貯玉米的產量及相關系數呈現先增加，后減少的趨勢，這與司海麗等[18]的研究結果一致。這可能是因為羊糞作為有機肥，自身的有機質、氮、磷、鉀產生了養分疊加效應，能長期為植物提供豐富的營養元素，也可以增強植物葉片的光合作用，但是如果添加過量，植物根毛細胞的細胞液濃度低于根毛周圍土壤溶液的濃度，根細胞中的水分向外滲透，導致植株失水，葉片中光合作用也會減弱[19-20]。試驗結果顯示用25%的羊糞替代化肥青貯玉米產量最高，與其他研究的最適有機肥施用比例不一致，可能與羊糞營養元素含量、生長環境、土壤環境等因素的差異有關。

3.3 不同施肥處理對青貯玉米品質的影響

粗蛋白是評價飼草飼料好壞的重要指標，粗蛋白的含量越高，表示飼草飼料的營養品質越好。研究結果顯示，隨著羊糞施用量的增加，青貯玉米的粗蛋白呈現先增加后減少的趨勢，這可能是因為羊糞中的含氮量較高，還田后促進了青貯玉米對氮元素的吸收和沉淀，增加了青貯玉米植株內蛋白質的合成和積累[21]。粗脂肪可以提高飼料的適口性、提供畜禽必須脂肪酸和能量等作用，也是評價飼草飼料好壞的重要指標，含量過高會降低飼草飼料的品質。研究結果顯示，隨著羊糞施用量的增加，青貯玉米的粗脂肪呈現先增加后減少的趨勢，這可能是因為青貯玉米的粗脂肪含量受氮元素的影響，隨氮元素的增加呈現先增加后減少的趨勢[22]。另外施用過量的羊糞，會抑制根系對營養物質的吸收和葉片的光合作用，從而影響粗蛋白和粗脂肪的合成和積累。青貯玉米的纖維包括中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維，酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量越低，表示飼草飼料的品質越好，但是中性洗滌纖維可以穩定反芻動物的瘤胃中pH值、促進瘤胃的發育和維持正常的消化功能等作用，對于反芻動物的生長發育是不可或缺的[23]，因此，中性洗滌纖維含量適中的飼草飼料是反芻動物必須的。試驗結果顯示隨著羊糞施用量的增加，青貯玉米的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維基本呈現先減少后增加的趨勢，這是因為羊糞含有豐富的氮元素，合適的氮元素可促進青貯玉米的生長，但氮素過量時不僅會使葉片衰老加速、纖維含量增加，還會對環境造成巨大壓力[24]。

除了上面4個指標，還將相對飼用價值（RFV）作為評價青貯玉米品質的評價指標。研究結果顯示，隨著羊糞添加比例的增加，青貯玉米飼用品質呈現下降的趨勢，施用25%的羊糞配合75%化肥的處理較單獨施用化肥的高，但差異性不顯著。

4 結論

羊糞還田不僅能充分利用農業廢棄物資源，還減少了糞污污染、提高了土壤的肥力，生產的青貯玉米又可用于養殖業，實現物質和能量在動物、植物間的良性循環，是實現種養循環和農業可持續發展的途徑。但是，土壤過量施用羊糞會造成青貯玉米減產，降低飼用品質，綜合來說，25%的羊糞代替化肥還田不僅能改善土壤肥力，還能提高青貯玉米產量和飼用品質。

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（責任編輯：肖彥資）