摘要
畜禽粪污不合理排放以及化肥过量施用带来的环境问题日益突出，将富含氮磷养分的畜禽养殖粪污进行实际还田利用，推进种养结合，不仅是推进养殖粪污资源化再利用的有效途径之一，也是破解农业面源污染难题、践行绿色发展理念的重要举措。本研究选择优质牧草紫花苜蓿为研究对象，开展奶牛场养殖粪水施用苜蓿田的大田试验，共收获五茬紫花苜蓿，探究养殖粪水还田利用对作物产量及氮磷吸收、土壤养分的变化、土壤微生物群落的变化及农田土壤氨挥发造成的氮素损失等问题，得到结论如下： （1）牛场粪水施用增加了紫花苜蓿的产量，其中苜蓿干产量与鲜产量变化规律具有较高一致性：粪水氮120kg·hm-2和90kg·hm-2处理产量显著高于其他处理；同时不同的处理间植株氮磷吸收亦表现为高粪水氮施用（DS120、DS90）的氮磷吸收含量也更高。第一、四茬的紫花苜蓿鲜产量高于其他茬次,干产量中第二、三茬次苜蓿干产量高于其他三茬，第五茬的产量均最低。 （2）与化肥施用和不施肥相比，牛场粪水施用提高了土壤中全氮和无机氮含量，与同等施氮量（90kg·hm-2）的化肥处理（CF）相比，粪水施用处理（DS90）的土壤中含氮量较高。牛场粪水施用对各土层氮含量、全磷含量、土速效磷和有机质含量均有所增加，且均在0~20cm土层增加幅度最大，土壤每茬土壤的总氮、铵态氮、硝态氮、全磷、速效磷、pH和有机质含量在垂直方向的影响，均呈自上而下的逐减少的规律。 （3）粪水还田后通过Alpha-多样性和Beta-多样性分析显示，粪水施用增加了土壤细菌群落多样性，降低了土壤真菌群落多样性，且粪水施肥量与细菌多样性呈正相关。两茬土壤中细菌均以放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteriota）和厚壁菌门（Firmicutes）为优势菌门，5个菌门平均相对丰度占总序列数的82.40%。子囊菌门（Ascomycota）两茬土壤真菌结构中的优势菌门，占比在75.89%~85.58%之间，显著高于其他物种。TN、Olsen-P和NO3--N是显著影响的牛场粪水施用于苜蓿农田细菌群落结构的主要土壤因子，TN、SOM和NH4+-N是影响第一茬土壤中真菌群落结构的主要土壤因子。在第五茬土壤中有所减弱，因此施用粪水后土壤细菌群落与环境因子的关系仍需长期监测。 （4）牛场粪水施用后，在第2d氨挥发速率达到峰值，最高可达2.23kg·hm-2·d-1，7d逐渐降低，至第66d无明显的氨挥发现象。土壤氨挥发的累积量规律与速率规律一致，随着时间的增加整体呈先上升后趋于平衡的趋势。以苜蓿生长茬数计算，第二茬氨挥发累积量最高，占到整个监测期的总累积量的38.31%～43.66%。本研究中氨挥发速率与土壤pH、铵态氮、脲酶活性具有极显著的正相关性。总体上，氨挥发速率与施氮量成正相关，施氮量在30~90kg·hm-2的粪水施用组氨挥发速率无显著性差异，DS120处理的氨挥发速率和累积量显著高于其他处理，且CF处理氨挥发速率与DS90处理无显著性差异；综合考虑各因素，认为粪水氮90kg·hm-2为最合理的施用量。
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