实际生产条件下地中海农业中的猪粪浆管理：西班牙南部案例研究

《Land》：Pig Slurry Management in Mediterranean Agriculture Under Real Farming Conditions: A Case Study in Southern Spain

　　

在畜牧业集约化的农业区，猪粪浆管理是一项挑战；可持续利用要求将田间施用量转化为可测量且可控制的剂量。研究人员在西班牙南部一处地中海谷物农田中评估了一种适用于无内置剂量控制系统的撒施设备的田间适配校准程序。通过田间直接收集和称重对粪浆施用量进行量化，并将其与拖拉机通过次数相关联。研究比较了三种管理情景：不施粪浆的对照、每次施用事件通过一次、每次施用事件通过两次。土壤性质在粪浆施用前及随后的两次采样活动中受到监测。短期响应主要体现在土壤化学性质上，表现为施后有机质(soil organic matter, SOM)和总氮(total nitrogen, TN)增加以及速效养分的短暂变化；而所评估的物理性质虽有时间变异，但未呈现一致的、粪浆特有的变化模式。增大粪浆施用量并未一致地造成按比例递增或更持久的土壤响应。鉴于田间重复有限，上述结果应解读为探索性发现。总体而言，所提出的校准程序提供了一个实用框架，可将拖拉机通过次数转化为可测量的粪浆及养分施用量，并可适应本地设备、粪浆特性、农艺要求与监管条件。

地中海农业区畜牧业集约化程度高，大量猪粪浆若不能与农田消纳能力匹配，可能造成养分盈余、硝酸盐淋洗与土壤质量退化；同时，该区域土壤有机质贫乏、侵蚀风险高，可持续利用猪粪浆具有循环农业价值。虽然现行法规对养分管理和硝酸盐风险提出了要求，但缺少将法规转化为简单、低成本田间剂量校验的方法。许多撒粪设备没有内置流量计或剂量控制系统，农民难以把拖拉机通过次数折算为可核对的施用量。为解决这一缺口，研究人员在西班牙南部Teba一处典型地中海旱作谷类农田开展了实地研究：通过收集盘称重，校准无计量系统的罐车施粪设备；以不施粪浆为对照，比较每次施粪1次通过和2次通过两种实际管理情景；并通过三次土壤采样观察短期响应。研究发现，通过次数可转换为可测的浆液和氮输入，且额外一次通过并没有产生成比例或更持久的土壤效应，因而提出了一个可转移的田间校准框架。该论文发表在《Land》期刊。

研究方法上，该研究在西班牙南部Teba一处14.09 ha雨养谷类农田内设置6个370 m²小区，按两个空间区组安排对照、1次/2次通过三种处理，每小区3个定点，共18点。猪粪浆取自1.5 km外养猪场露天塘，未处理；2024年8月、10月由无流量计拖拉机罐车施入，用每小区3个托盘称量单/双趟排出的浆液，结合浆液全氮1.62%估算氮投入。于2024年4月、11月、2025年2月三次采集0–20 cm扰动土与100 cm³原状土芯，测定理化指标，并用配对t检验比较各处理内的时间变化。

研究结果主要包括以下三部分。

3.1 猪粪浆特性

施用的浆液总氮为1.62%（按鲜重计，相当于16.2 kg N t^?1）；锌浓度最高，为77 mg kg^?1，铜为13.1 mg kg^?1；钾为0.091%，五氧化二磷（P₂O₅）为0.146%，有机碳为1.84%，有机质为3.17%，pH为7.58，25 °C时电导率为9.67 mS cm^?1。

3.2 猪粪浆施用量与估算氮输入

田间收集称重结果显示，2次通过处理的平均累积施用量为5.12 t ha^?1，1次通过为2.75 t ha^?1；按浆液总氮含量折算，平均总氮输入分别为82.94和44.55 kg N ha^?1，对照小区未施浆。

3.3 农田土壤响应

供试土壤质地为粉壤土（砂粒11.5%、粉粒70.5%、黏粒18.0%）。物理性质上，砾石含量无显著时间变化；2次通过处理的孔隙度在最终采样时显著升高（42.8%升至53.2%），但1次通过与对照也有类似波动且未达显著；容重在三组处理中均于首次施后采样时显著低于本底，第二次采样后回升至与本底无显著差异；团聚体稳定性无显著变化。化学性质上，pH保持碱性范围且处理内无显著变化；电导率在1次通过处理中于首次采样显著下降，在2次通过处理中于最终采样显著升高；有机质在两种施浆处理中均于首次采样显著增加，之后回落但仍略高于本底；总氮也表现为首次采样后显著上升、最终回到本底附近的短期响应；速效磷、钾、镁在施浆处理中先升后降，其中磷在1次通过处理的首次采样后显著升高，钾、镁的上升与后续下降均显著；钙在所有处理中随时间下降，施浆处理相对本底的降幅显著，但对照也出现类似趋势，不能将钙下降单独归因于施浆。

讨论与结论方面，作者强调猪粪浆成分具有明显的农场间变异性，需要在施用前进行本地分析；本试验中的施氮量均低于硝酸盐脆弱区粪肥施用参考限值170 kg N ha^?1 a^?1，但该限值仅作为法规背景而非本试验地块的法定标准。施浆后土壤有机质的增加符合外源有机物输入特征，其后下降则与猪粪浆中易分解有机碳的快速矿化一致。钙和物理性状的变化因也出现在对照处理中，不能视为浆液剂量的专一效应。由于每个处理只有两个独立田块，结果被限定为探索性；该方法的主要可转移价值在于将通过次数转化为剂量的校准程序，而非给出固定通过次数。结论翻译如下：在本研究条件下，基于通过次数的方法提供了一种可在田间尺度量化猪粪浆施用的实用程序；通过标定每趟通过对应的浆液量并关联处理面积与浆液成分，可将通过次数换算为实际施用量和单位面积养分负荷，特别适用于无精确计量系统的设备。结果表明，猪粪浆施用后土壤化学性质主要为短期变化；物理性质虽有时间变异，但不具有一致的浆液特异性响应。一次校准通过足以在多项土壤性质上产生明显的短期响应，而第二次通过并未持续产生成比例或更持久的响应，故不应对固定通过次数作普适性推荐。该研究可转移的核心在于校准程序而非具体通过数。其他农场可通过测定每趟施用量，并按设备、浆液成分、处理面积、目标养分输入及适用法规重新计算所需次数；该方法并不替代浆液分析、养分用量计算或法规符合性，而是作为简易操作工具辅助既定剂量在田间条件下的落实。