低蛋白饲喂技术对猪粪好氧堆肥腐熟度的影响

  【目的】  猪粪由于产生量大、碳氮比低、水分含量高等导致储存处理难度较大，好氧堆肥处理猪粪因原料所提供微生物活动环境较差，导致堆肥效率低下。低蛋白饲喂技术在不影响猪生长发育的同时降低了饲料中的氮投入，可以显著改变猪粪的养分组成。本研究通过多种有机肥腐熟指标判定，分析低蛋白含量日粮饲喂的猪粪通过不同堆肥方式是否可快速有效地达到腐熟，并符合安全施用标准。  【方法】  动物试验选取初始体重为60 kg的去势公猪72头，分高、低蛋白饲喂两个处理，每个处理6次重复，每个重复6头猪。试验饲料均适应喂养7天后，开始收集粪便，收粪期为60天。堆肥试验共设4个处理，分别是高蛋白饲喂静态堆肥 (MH)、低蛋白饲喂静态堆肥 (ML)、高蛋白饲喂好氧堆肥 (CH)、低蛋白饲喂好氧堆肥 (CL)，堆肥周期为14天。监测了堆肥过程中堆体温度和碳、氮含量等指标，并测定堆肥处理的小白菜种子发芽指数 (GI)。  【结果】  以堆肥过程中高温持续时间、堆肥NH₄+-N含量、T值 (堆肥结束C/N与堆肥初始C/N的比值) 和GI (小白菜种子发芽指数) 4项为腐熟判断指标，在14天堆肥周期内，高蛋白饲喂产生的猪粪在静态堆肥情况下 (MH)，高温持续时间为0天，NH₄+-N含量为0.43 g/kg、T值为0.91、GI指数为0，未能达到腐熟标准；高蛋白饲喂产生的猪粪堆肥在好氧堆肥条件下 (CH)，高温持续时间为5天，NH₄+-N含量为0.33 g/kg、T值为0.70、GI指数为0.31，T值和GI值均未能达到腐熟标准；低蛋白饲喂产生的猪粪，在静态堆肥中 (ML) 高温持续时间为0 天，NH₄+-N含量为0.54 g/kg、T值为0.81、GI指数为0.25，均未能达到腐熟标准；而在好氧堆肥 (CL) 中，高温持续时间为6天，NH₄+-N含量0.14 g/kg、T值为0.57、GI指数为0.96，均达到腐熟标准。  【结论】  高蛋白饲养产生的猪粪在静态和好样发酵条件下堆放14天，都不能完全腐熟。低蛋白饲喂产生的猪粪在静态堆放条件下，堆肥14天也不能达到腐熟标准。而低蛋白饲养产生的猪粪在好样条件下，可以在堆放14天时达到腐熟，因为低蛋白饲喂技术使猪粪碳氮比提高了约15%，高温发酵时长延长了40%，极大提高了猪粪短时间内的腐熟程度。因此，在循环农业中，通过上游低蛋白饲喂技术可促进下游猪粪的快速处理和循环利用。     

好氧发酵猪粪部分替代化肥提高夏玉米氮素利用率和土壤肥力

  【目的】  化肥及畜禽粪便的不合理施用不仅影响作物增产，还严重威胁土壤健康和环境安全。探究不同发酵方式猪粪有机肥及有机肥替代化肥的比例对夏玉米氮素吸收及土壤碳、氮含量的影响，为规模化养猪场粪便快速处理，及制定其与化肥的适宜配比提供理论依据。  【方法】  以‘先玉335’为供试材料，在中国农业大学丰宁动物试验基地进行田间试验。设置5个处理:不施肥 (CK)，100%化肥氮 (CF)，100%自然堆肥猪粪氮 (PM)，100%好氧发酵猪粪氮 (PC)，50%好氧发酵猪粪氮 + 50%化肥氮 (FM)。分析猪粪不同发酵方式及有机氮替代比例对夏玉米氮素吸收及土壤碳氮的影响。  【结果】  在等氮条件下，与CF处理相比，FM处理产量、穗粒数、千粒重均以FM处理最高，其中FM处理显著增产13.2%，PC、PM处理与CF处理差异均不显著。FM处理玉米氮素积累量最高，两年平均为304.6 kg/hm2，较CF处理氮素累积量显著提高15.5%；PC、PM处理与CF处理氮素积累量差异不显著。与CF 处理相比，FM处理的氮素当季回收率、氮素农学利用率和偏生产力两年平均分别显著提高85.9%、59.5%和13.2% (P < 0.05)，PC、PM处理与CF 处理之间无显著差异。在玉米拔节期和抽穗期，FM处理0—40 cm土壤无机氮含量均最高，与 CF 无显著差异；在成熟期，FM处理土壤无机氮含量较CF处理显著增加41.8%，而PC和PM处理与CF处理无显著差异。此外，施用有机肥可不同程度地增加土壤有机碳和全氮含量，与CF处理相比，PC和FM处理使有机碳含量分别显著提高13.3%和9.8%；FM处理土壤全氮含量显著提高33.4%。  【结论】  在等氮条件下与单施化肥相比，50%好氧发酵猪粪氮 + 50%化肥氮配施不仅显著提高了夏玉米产量和氮素累积吸收量，还提升了土壤全氮和有机碳含量以及0—40 cm土层土壤无机氮含量。单独施用自然堆肥、好氧发酵猪粪及化肥在产量和氮素积累方面没有显著差异，但可增加土壤全氮和有机碳含量，有利于土壤培肥，而施用好氧发酵猪粪的效果又优于施用自然堆肥。