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在小麦-玉米轮作条件下,为了充分利用规模化养牛场所产生的养殖业废弃物、降低生产成本、较大程度上保证小麦、玉米的稳产及增收、尽可能减少因施用腐熟牛粪所造成的环境污染,确定合理的施用量,明确对经济效益以及生态环境的影响,为养殖业废弃物的农田合理利用提供理论依据和技术支撑。本研究综合考虑小麦-玉米产量、品质及经济效益、土壤肥力、养分表观利用率、土壤酶活性、土壤氮磷积累量及其有效性、氮磷养分流失量、重金属积累量等多种因素,最后确定腐熟牛粪的合理施用量及合理配施比例。本研究主要试验结果如下:1,养牛场废弃物农田消纳氮磷流失规律研究随着腐熟牛粪用量的增加,土壤全磷含量随着增加,小麦季各施肥处理较不施肥处理增加7.32%-13.46%,玉米季各施肥处理较不施肥处理增加3.86%-17.30%;不同处理间土壤0-100cm速效磷的积累量分别达到了3.81kg/亩-8.86kg/亩;不同处理0-100cm土壤硝态氮累积量达到了4.04kg/亩-10.59kg/亩;0-100cm铵态氮累积量达到了3.24kg/亩-4.20kg/亩;随腐熟牛粪用量的增加总氮径流流失总量为25.54g/亩-57.86g/亩,总磷的径流流失总量为0.11g/亩-0.90g/亩;淋溶水总氮的淋溶流失总量分别为2.47kg/亩-3.97kg/亩,总磷的淋溶流失总量为1.23g/亩-4.10g/亩。2,养牛场废弃物农田消纳限量研究(1)小麦季T3(施用腐熟牛粪为2000kg/亩)处理时的小麦产量最高,亩产量达到344kg,其次是T4(施用腐熟牛粪3000kg/亩)处理的亩产达到320.9kg,与其他几个处理达到了显著性差异;玉米季T5(施用腐熟牛粪4000kg/亩)的农田玉米产量最高与CK(不施肥)比较达到了极显著差异;小麦、玉米的总产量在施用腐熟牛粪2000、3000、4000kg/亩时较高,且之间差异不显著;小麦-玉米轮作模式下,经济效益随着施肥量升高而降低,其中小麦季不施肥处理的效益最高,但是玉米季为T1(施用腐熟牛粪1000kg/亩)效益最高;不同腐熟牛粪用量的氮磷养分表观利用率差异显著,其中T2(施用腐熟牛粪1000kg/mu)处理的氮磷养分利用率最高,分别为28.13%、3.30%。(2)小麦季随腐熟牛粪用量的增加,各处理土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量增加,分别较空白增加了39.36-80.98%、0.70-24.13%、0.23-30.99%、3.60-21.31%;玉米季土壤各成分分别较空白增加了29.98-90.92%、22.01-156.16%、1.02-23.33%、5.35-41.91%,PH随牛粪用量的增加而降低;玉米季各成分含量较小麦季增长幅度大;施用腐熟牛粪能显著促进土壤酶活性的增加,用量越高,酶活性随着增加。(3)根据氮素收入和支出情况,得到当牛粪施用量小于2000kg/亩时,土壤氮元素处于亏损状态,也就是支出>投入,当施肥量超过3000kg/亩时,土壤氮素投入>支出的状态,所以较适合的用量为2000-3000kg/亩。综合考虑产量、经济效益、养分表观利用率、土壤肥力、氮素收支情况,参考氮磷积累及流失规律,可以得出农田对养牛场养殖废弃物的安全消纳限量为2000-3000kg/亩/年。3,养牛场废弃物最优消纳技术研究(1)当OM:CF为1:3时,小麦亩产量最高为362.07kg,各个施肥处理与空白CK之间的差异显著,较对照高出1.15%-15.05%;玉米季亩产量最高同为OM:CF为1:3处理,平均为609.01kg,施肥处理与空白对照差异显著,较对照增加47.94%-51.31%。小麦-玉米总的收益情况为所有施肥处理都较空白有所增加,T1-T5(OM:CF分别为1:1、1:2、1:3、1:4、0:100)分别比CK(不施肥)增加了6.15%、21.07%、39.80%、14.42%、13.54%。小麦-玉米季的养分利用率从大到小依次为T3> T4> T2>T5>T1,磷素利用率趋势与之一致。氮素利用率从大到小分别达到了35.00%、26.82%、25.19%、19.32%、18.64%,磷素利用率依次为14.20%、9.90%、8.80%、7.10%、6.80%。(2)各施肥处理之间的土壤速效氮磷钾及有机质含量差异显著,其中各配施方式碱解氮含量分别比CK增加了23.05%-62.45%;速效磷含量分别比CK增加14.78%-55.38%;速效钾分别比CK增加了7.48%-40.08%;施用有机肥的配施方式土壤有机质最高为T1(OM:CF为1:1)随着无机肥占的比例越来越高,有机质降低;施肥处理的全磷含量较CK增加了4.04%-26.01%,不同处理的土壤0-100cm范围内速效磷的积累量达到2.58kg/亩-4.32kg/亩;各个处理在0-100cm范围内的硝态氮累积量达到2.25kg/亩-11.03kg/亩,施肥处理有较大的淋失风险,无机肥比例越高,风险越大;铵态氮累积量分别达到了3.41kg/亩、4.29kg/亩。根据小麦、玉米产量、经济效益、养分表观利用率等因素,我们可以得到腐熟牛粪与化肥的合理配施比例为1:3。4,山东省养殖业与种植业配置关系研究在现有沼气工程数量和耕地面积下,目前山东省的剩余有机废弃物农田消纳环境容量为8588万t,山东省农田对畜禽养殖业所产生的有机废弃物有一定的消纳空间,但各地市之间存在明显的地区差异,其中聊城市和临沂市的剩余空间较大,泰安市、济宁市、菏泽市、枣庄市、青岛市、潍坊市、烟台市也有较大的消纳空间,德州市、日照市、东营市都超过其自身消纳能力,其中东营市更是超过其自身消纳能力的30%。