采用盆栽试验方法,通过监测2012~2014年间土壤渗漏水氮磷迁移淋失及土壤养分积累和作物产量,在自然降雨条件下初步研究了不同利用方式(花生-萝卜轮作、玉米-萝卜轮作和紫薯单作)红黏土红壤对猪粪的安全消纳量。从渗漏水环境和土壤环境角度,常规化肥用量减半(N 50 kg hm-2 a-1,P 25 kg hm-2 a-1,K 50 kg hm-2 a-1)下,种植花生、玉米和紫薯的红壤猪粪最大安全用量分别为P 100 kg hm-2 a-1,P 200 kg hm-2 a-1和P 400 kg hm-2 a-1;从作物产量角度考虑,种植花生和紫薯的红壤猪粪施用量不应超过P 100 kg hm-2 a-1和P 400 kg hm-2 a-1,而在试验设计最高猪粪用量P 800 kg hm-2 a-1范围内玉米产量仍然增加。从安全消纳猪粪的角度,紫薯单作模式优于花生-萝卜轮作和玉米-萝卜轮作。综合考虑,种植花生、玉米和紫薯的猪粪每年最大安全消纳量分别为P 100 kg hm-2 a-1、P 200 kg hm-2 a-1和P 400 kg hm-2 a-1,相当于猪粪(含水量为69%)施用量分别为24000 kg hm-2 a-1、48000 kg hm-2 a-1和96000 kg hm-2 a-1。
为减少养猪场废弃物排放和化肥使用,降低环境污染,最大限度将猪粪肥料化,采用盆栽试验方法,在自然降雨条件下模拟研究了亚热带红壤丘陵区花生-萝卜轮作体系下红黏土红壤对猪粪的安全消纳能力。试验设在江西鹰潭中国科学院红壤生态试验站,供试土壤肥力水平中等(有机碳5.16g·kg-1,Olsen-P28.34mg·kg-1)。试验以3组化肥水平为基础(不施化肥,常规化肥减半,常规化肥用量),常规化肥年施肥量为:N100 kg·hm-2,P50kg·hm-2,K100kg·hm-2。每个化肥用量基础上分别设置7个猪粪施肥梯度(以P计):0、25、50、100、200、400、800kgP·hm-2。通过监测两年土壤渗漏水中铵态氮、硝态氮和总磷浓度变化,结合作物产量和土壤养分含量变化,初步确定了花生-萝卜轮作体系下红黏土红壤对猪粪的安全消纳量。结果表明:(1)从地下水和土壤环境角度分析,在不施化肥情况下,猪粪施用量应低于200kgP·hm-2,常用化肥用量减半时,猪粪安全用量为不高于100 kg P·hm-2;常规化肥用量下,即使不施猪粪,渗漏水硝态氮浓度已经有引起污染的风险。(2)从作物产量角度考虑,猪粪和化肥配合施用时猪粪用量超过100 kg P·hm-2时不能使作物显著增产。因此,在保证经济效益和环境生态效益的同时,确定年化肥用量为常规用量减半水平,花生-萝卜轮作体系下红黏土红壤猪粪最大安全消纳量为100kgP·hm-2,相当于每年施用鲜猪粪24000kg·hm-2。
