全 文 ：　 　 倡 青岛市科技局项目 （０２唱１唱kj唱nn唱３４）部分研究内容
收稿日期 ：２００５唱１１唱０１ 　 改回日期 ：２００５唱１２唱１６
鸡粪等有机肥料的养分释放及对
土壤有效铜 、锌 、铁 、锰含量的影响 倡
赵 　明 　陈雪辉 　赵征宇 　蔡 　葵 　王正国
（青岛市农业科学研究院 　青 　 岛 　 ２６６１００）
摘 　 要 　 采用室内培养法研究鸡粪 、牛粪和猪粪等畜禽有机肥料的矿化率和速效氮 、磷 、钾养分释放特性 ，并探讨
施用有机肥料对土壤有效铜 、锌 、铁 、锰含量的影响 。 结果表明 ，鸡粪 、牛粪和猪粪等畜禽有机肥料当季（１２０d）有机
碳矿化率分别为 ８７ ．５ ％ 、７１ ．９ ％ 和 ５５ ．４ ％ ，碱解氮释放量分别为 ３９ ．９ ％ 、２０ ．６ ％ 和 ３５ ．３ ％ ，速效磷释放量分别为
２４ ．６ ％ 、６１ ．３ ％ 和 ３４ ．８ ％ ，速效钾释放量分别为 ７８ ．８ ％ 、３６ ．８ ％ 和 ４１ ．５ ％ 。 供试条件下土壤有效铜 、锰含量增加 ，
但有效锌含量降低 ，施用鸡粪可使土壤有效铁含量增加 ，而施用牛粪和猪粪则使土壤有效铁含量降低 。
关键词 　 有机肥料 　 养分释放 　 有效铜 、锌 、铁 、锰 　 土壤
Releasing of N ，P and K of organic fertilizers and their effects on the contents of available Cu ，Zn ，Fe and Mn in soil ．
ZHAO Ming ，CHEN Xue唱Hui ，ZHAO Zheng唱Yu ，CAI Kui ，WANG Zheng唱Guo（Qingdao Academy of Agricultural Sci唱
ence ，Qingdao ２６６１００ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（２） ：４７ ～ ５０
Abstract 　 The mineralizing rates of the organic fertilizers of chook dung ，cattle dung and pig dung and the releasing rates
of the available N ，P ，K in them were studied with an incubation method in lab ；moreover the effcts of the organic fertiliz唱
ers on the contents of available Cu ，Zn ，Fe and Mn in soil were analyzed ．The results show that the mineralizing rates of or唱
ganic carbon in the above three organic fertilizers are ８７ ．５ ％ ，７１ ．９ ％ and ５５ ．４ ％ ，respectively after the application of or唱
ganic fertilizers in soil for １２０ days ；the releasing rates of the alkaline hydrolyse N are ３９ ．９ ％ ，２０ ．６ ％ and ３５ ．３ ％ ，respec唱
tively ；the releasing rates of available P and available K are ２４ ．６ ％ ，６１ ．３ ％ ，３４ ．８ ％ and ７８ ．８ ％ ，３６ ．８ ％ ，４１ ．５ ％ ，respec唱
tively ．Under the condition of experiment the application of chook dung ，cat tle dung and pig dung in soil can improve the
contents of available Cu and Mn ，but decrease the conten t of available Zn ；the chicken dung increases the conten t of avail唱
able Fe ，but the cat tle dung and pig dung have the negative effects ．
Key words 　 Organic fer tilizer ；Nutrition releasing ；Available Cu ，Zn ，Fe ，Mn ；Soil
（Received Nov ．１ ，２００５ ；revised Dec ．１６ ，２００５）
随着我国畜禽养殖产业的快速发展 ，利用鸡粪 、牛粪和猪粪加工而成的有机肥料愈来愈多的应用于农
业生产 ，特别是在无公害和绿色农业生产中 ，是提高土壤肥力 、净化生态环境和资源有效再利用的重要措
施［１］ 。 有机肥料施入土壤后的养分循环是当前国内外可持续农业研究的一个核心问题［２］ 。 为此采用室内
培养试验 ，研究了施用鸡粪 、牛粪和猪粪后 N 、P 、K 养分释放特性以及对土壤有效铜 、锌 、铁 、锰含量的影响 ，
为合理施用畜禽有机肥料 ，促进农业生态环境中的养分平衡 ，实现生产与环境协调发展提供科学依据 。
1 　 试验材料与方法
供试土壤为壤质潮棕壤 ，取自青岛市农业科学研究院蔬菜试验田耕作层 ，经风干后过 ２mm 筛 ，其
pH７ ．０５ ，有机碳含量 ９ ．０４g／kg ，碱解氮 ９７ ．８mg／kg ，速效磷 ９２ ．６mg／kg ，速效钾 ７２ ．０mg／kg ，有效铜 ８ ．
２０mg／kg ，有效锌 ９ ．４９mg／kg ，有效铁 ２１ ．１８mg／kg ，有效锰 １８ ．５２mg／kg 。 供试鸡粪 、牛粪和猪粪均采集
于市郊畜禽养殖场 ，样品经风干粉碎过 １mm 筛后于 ７０ ℃ 烘干备用 。 各种有机肥料的基本性状见表 １ 。
试验采取室内培养法 ，设对照（CK） 、施鸡粪（ Ⅰ ） 、施牛粪（ Ⅱ ） 、施猪粪（ Ⅲ ）４ 个处理 。 各施肥处理有机
肥料用量相同 ，均按 １５ t／hm２ 施用量折算 ，即每 kg 土分别施入 ６ ．６７g 有机肥料 ，充分混匀后取 ２００g 装入
２００mL广口玻璃培养瓶中 ，每处理重复 ７ 次 ，加入蒸馏水使之达到饱和持水量的 ７０ ％ ，以后每周采用称重法
第 １５卷第 ２ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
表 1 　 供试有机肥料基本性状（烘干样）
Tab ．１ 　 Basic characters of the organic fer tilizers used in the experiment（dry samples）
有机肥料
Organic fertilizers
pH（H２O） 有机碳／g·kg － １
Organic C
全 N／g·kg － １
Total N
全 P／g·kg － １
Total P
全 K／g·kg － １
Total K
C／N 碱解氮／g·kg － １
Alkaline hydrolyse N
有效磷／g·kg － １
Available P
有效钾／g·kg － １
Available K
鸡粪 ８ ．３５ ３０４ ２２ ．５ １６ ．１ １２ ．０ １３ ．５ ４ ．０９ ０ ．７８ ５ ．９５
牛粪 ７ ．８３ ４３９ ２５ ．４ ４ ．５ １１ ．０ １７ ．３ ２ ．３０ ０ ．３４ ５ ．５０
猪粪 ８ ．０２ ３４０ ２９ ．０ １６ ．３ ９ ．４ １１ ．７ ３ ．６６ ０ ．７４ ４ ．７０
有机肥料
Organic fertilizers
全 Cu／mg·kg － １
Total Cu
全 Zn／mg·kg － １
Total Zn
全 Fe／mg·kg － １
Total Fe
全 Mn／mg·kg － １
Total Mn
有效铜／mg·kg － １
Available Cu
有效锌／mg·kg － １
Available Zn
有效铁／mg·kg － １
Available Fe
有效锰／mg·kg － １
Available Mn
鸡粪 ９５ ．０ ２３９ ．６ ５７９８ ．９ ８１２ ．５ ４８ ．７５ ９３ ．７５ １５６ ．２５ １２７ ．５０
牛粪 ６２ ．５ １３７ ．５ ４２７５ ．０ １８７ ．５ １６ ．２５ ７８ ．１２ ９３ ．７５ ６２ ．５０
猪粪 ７６２ ．５ ９２５ ．０ ５３８７ ．５ ４２５ ．０ ３３９ ．８４ ３５９ ．３８ １４０ ．６２ ７７ ．５０
补充水分 ，于 ２５ ℃ 左右室内培养 。 从培养之日起 ，分别于 ０d 、５d 、１５d 、３０d 、６０d 、９０d 、１２０d 分 ７ 次各取 １ 个重
复样品 ，风干粉碎后测定有机碳 、碱解氮 、速效磷 、速效钾和有效铜 、有效锌 、有效铁 、有效锰含量 。 土壤 、肥
料有机碳采用 K２ Cr２O７ 外加热氧化法测定 ，碱解氮采用 Zn唱FeSO４ 还原扩散吸收法［３］ 、速效磷采用０ ．５mol／L
NaHCO３ 浸提钼锑抗比色法 、速效钾采用 １ ．０mol／LNH４OAc浸提火焰光度法测定 。 有机肥料全量分析采用
H２ SO４ 唱H２ O２ 消解 ，半微量蒸馏法测定全 N 、钒钼黄比色法测定全 P 、火焰光度法测定全 K 。 土壤和有机肥料
中 Cu 、Zn 、Fe 、Mn 全量分析采用 HNO３ 唱HClO４ 唱HF 消解 ，有效铜 、锌 、铁 、锰含量采用 DTPA（pH７ ．３）提取 ，塞
曼火焰原子吸收分光光度计测定［４］ 。
2 　 结果与分析
2 ．1 　 有机肥料的矿化率
图 1 　 不同有机肥料的矿化率
Fig ．１ 　 The mineralizing rates of different
organic fertilizers
有机肥料施入土壤后由于微生物的作用可逐渐矿化 ，其矿化率
计算公式为 ：
　 矿化率 ＝ 各处理加入 C 量 － 培养后残留 C 量加入 C量 × １００ ％ （１）
从不同有机肥料矿化率可知（图 １） ，供试有机肥料培养前期矿
化速率均较快 ，鸡粪 、牛粪和猪粪培养 ３０d 时矿化率已达到 ５９ ．５ ％ 、
３３ ．０ ％ 和 ３０ ．８ ％ ，分别相当于培养 １２０d矿化量的 ６８ ．０ ％ 、４５ ．９ ％ 和
５５ ．６ ％ 。 培养试验结束时（１２０d） ，３ 种有机肥料的矿化率分别为鸡
粪 ８７ ．５ ％ 、牛粪 ７１ ．９ ％ 和猪粪 ５５ ．４ ％ 。
2 ．2 　 养分释放规律
供试有机肥料施入土壤后不同培养期速效氮 、磷 、钾养分含量
见表 ２ 。 养分释放量计算公式为 ：
养分释放量 ＝ 各施肥处理土壤养分含量 － 对照处理土壤养分含量加入养分量 × １００ ％ （２）
图 2 　 不同有机肥碱解氮释放规律
Fig ．２ 　 The releasing rates of alkaline
hydrolisis N in different organic fertilizers
　 　 碱解氮释放规律 。 土壤碱解氮是采用化学方法将易分解有机
态氮和无机氮从土壤中分离出来的 N 素部分 ，可作为土壤速效氮
量指标 。 从各处理不同培养期碱解氮释放规律可知（图 ２） ，各施肥
处理培养后第 ５d土壤碱解氮含量最低 ，说明有机肥施入土壤后将
引起微生物的大量繁殖 ，N 素养分的生物固定作用大于矿化作用 。
随后施鸡粪和猪粪处理碱解氮释放量逐渐增加 ；而施牛粪处理碱
解氮释放量在培养 １５d时达到最高值 ，之后释放量逐渐下降 ，到第
９０d 后又开始升高 。 至培养 １２０d ，施鸡粪 、牛粪和猪粪处理碱解氮
释放量分别占总施 N 量的 ３９ ．９ ％ 、２０ ．６ ％ 和 ３５ ．３ ％ 。
速效磷释放规律 。 由于土壤微生物的作用 ，有机肥料施入土
壤后其无机态磷可被微生物暂时固定 ，但这些固定的 P 素可逐渐
４８　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
表 2 　 施肥土壤不同培养期速效养分含量
Tab ．２ 　 The content of available N ，P and K in soil at differen t cultivature dates
培养
时间 ／d
Cul tivature
days
　
鸡粪／mg·kg － １Chicken dung
碱解氮
Alkaline
hydrolisis
N
速效磷
Available
P
　
速效钾
Available
K
　
牛粪 ／mg·kg － １Ca tt le dung
碱解氮
Alkaline
hydrolisis
N
速效磷
Available
P
　
速效钾
Available
K
　
猪粪 ／mg·kg － １ Pig dung
碱解氮
Alkaline
hydrolisis
N
速效磷
Available
P
　
速效钾
Available
K
　
对照土壤 ／mg·kg － １ Soil
碱解氮
Alkaline
hydrolisis
N
速效磷
Available
P
　
速效钾
Availab le
K
　
０ １０８ ．３ １２９ ．３ １３６ ．０ １００ ．０ １２１ ．８ ９８ ．０ １０８ ．３ １３９ ．０ １０１ ．０ ７９ ．４ １００ ．１ ７２ ．０
５ １００ ．０ １１１ ．０ １３６ ．０ ８３ ．３ １１５ ．０ ９３ ．０ ６６ ．６ １２９ ．８ ９０ ．０ ７９ ．４ １００ ．７ ７２ ．０
１５ １１６ ．６ １１７ ．８ １３７ ．０ １１６ ．６ １１５ ．６ １０２ ．０ １０８ ．３ １３５ ．６ １００ ．０ ７１ ．５ ９９ ．５ ７２ ．０
３０ １２０ ．８ １２６ ．４ １３０ ．０ １２０ ．８ １１４ ．４ ９５ ．０ １１６ ．６ １３４ ．４ ９２ ．０ ８７ ．４ １００ ．７ ７２ ．０
６０ １５８ ．３ １２７ ．６ １３１ ．０ １２９ ．１ １１１ ．５ １００ ．０ １４９ ．９ １３３ ．８ ９６ ．０ １１２ ．２ ９９ ．５ ７２ ．０
９０ １７４ ．９ １２７ ．６ １４２ ．０ １３３ ．３ １１５ ．６ １０２ ．０ １６６ ．６ １３５ ．６ １００ ．０ １１９ ．２ ９９ ．０ ７２ ．０
１２０ １７９ ．１ １２７ ．６ １３５ ．０ １５４ ．１ １１９ ．６ ９９ ．０ １８７ ．４ １３９ ．０ ９８ ．０ １１９ ．２ １０１ ．２ ７２ ．０
图 3 　 不同有机肥速效磷释放规律
Fig ．３ 　 The releasing rates of available P
in differen t organic fertilizers
矿化释放出来被作物吸收利用［５］ 。从各处理土壤速效磷释放
规律可知（图 ３） ，供试有机肥料施入土壤后速效磷释放量均呈下降
趋势 ，施鸡粪和猪粪处理培养 ５d 后开始上升 ，并维持在一个较平
稳水平上 ；而施牛粪处理速效磷释放量则一直低于起始值 ，至培养
６０d 开始升高 ，这可能由牛粪的 C／P值相对较高 、生物固定较多所
致 。 培养 １２０d ，施鸡粪 、牛粪和猪粪处理速效磷释放量分别达到总
施 P量的２４ ．６ ％ 、６１ ．３ ％ 和 ３４ ．８ ％ 。 各处理培养 １２０d 土壤速效磷
含量与培养初始含量基本相同 ，表明施用畜禽有机肥料可供当季
作物吸收利用的速效磷释放量与有机肥料中原有可被提取的有效
磷含量基本相同 。
图 4 　 不同有机肥速效钾释放规律
Fig ．４ 　 The releasing rates of available K
in differen t organic fertilizers
速效钾 释放 规律 。
有机肥料中 K 素一般以
无机形态存在 。 鸡粪 、牛粪和猪粪施入土壤后均可使速效钾含量
增加 ，培养时间的长短对速效钾含量的影响较小 （图 ４） 。 培养
１２０d ，施鸡粪 、牛粪和猪粪处理土壤速效钾释放量分别占总施 K 量
的 ７８ ．８ ％ 、３６ ．８ ％ 和 ４１ ．５ ％ 。 各处理培养 １２０d土壤速效钾与初始
浓度基本相同 ，说明易被当季作物吸收利用的速效钾主要是有机
肥料中原有可被提取的有效钾部分 。
2 ．3 　 不同有机肥料对土壤有效铜 、锌 、铁 、锰含量的影响
有机肥料不仅是土壤生物养分的供给源 ，而且其分解产生的
腐殖质含有一定量的有机酸 、糖类 、酚类及含 N 、S 的杂环化合物等
活性基团 ，很容易与土壤中 Cu 、Zn 、Fe 、Mn 等金属元素络合或螯
合 ，影响土壤微量元素的有效性［６］ 。 由表 １ 可知 ，３ 种有机肥料中全 Cu 、Zn 含量分别为猪粪 ＞ 鸡粪 ＞ 牛粪 ，
全 Fe 、Mn含量分别为鸡粪 ＞ 猪粪 ＞ 牛粪 ，其有效态含量状况也相同 。 ３ 种有机肥料中除全 Fe含量低于土
壤含量 、牛粪和猪粪全 Mn 含量低于土壤含量外 ，其他有机肥料的全 Cu 、Zn 、Mn 含量均高于土壤 。 供试 ３ 种
有机肥料中有效铜 、锌 、铁 、锰含量均高于土壤 。 故施用有机肥料可增加土壤 Cu 、Zn 、Mn 含量 ，是作物微量
元素的良好供给源 。 土壤微量元素中一般将对植物有效的 Cu 、Zn 、Fe 、Mn用 DTPA 浸提态含量来衡量 。 施
用等量鸡粪 、牛粪和猪粪的土壤有效铜 、锌 、铁 、锰含量测定结果见表 ３ 。由表 ３ 可知 ，有机肥料施入土壤后不
第 ２期 赵 　 明等 ：鸡粪等有机肥料的养分释放及对土壤有效铜 、锌 、铁 、锰含量的影响 ４９　
表 3 　不同有机肥料处理对土壤有效铜 、锌 、铁 、锰含量的影响
T ab ．３ 　 Effects of different organic fer tilizers on the conten ts of available Cu ，Zn ，Fe and Mn in soil
处理
T reat ments
元素
Elements
含量／mg·kg － １ Contents
培养时间 ／d Cultivature day
０ ５ １５ ３０ ６０ ９０ １２０
对照 Cu ８ ．２０ ７ ．６６ ８ ．２９ ７ ．６９ ７ ．７８ ７ ．４９ ７ ．５６
Zn ９ ．４９ ９ ．４３ ９ ．２６ ９ ．４３ ９ ．４４ ９ ．２５ ９ ．４５
Fe ２１ ．１８ ２１ ．８４ ２３ ．３３ ２０ ．３１ ２０ ．０４ １９ ．０６ ２０ ．６０
Mn １８ ．５２ １７ ．５３ ２１ ．４３ １５ ．８７ １４ ．５０ １０ ．２２ １４ ．０８
鸡粪 Cu ７ ．７０ ８ ．３３ ８ ．４４ ８ ．１４ ８ ．７１ ８ ．０５ ８ ．１４
Zn ９ ．３５ ８ ．３２ ８ ．４０ ８ ．５４ ８ ．５９ ８ ．４６ ８ ．６１
Fe １８ ．６４ ２１ ．４０ ２３ ．４６ ２５ ．６７ ２８ ．４０ ２６ ．６０ ２１ ．６０
Mn ２８ ．７４ ３０ ．０７ ２０ ．２４ １８ ．５８ ２１ ．２８ １５ ．６６ １８ ．２６
牛粪 Cu ７ ．８２ ８ ．０４ ８ ．２２ ８ ．１５ ８ ．０１ ７ ．８３ ７ ．９８
Zn ８ ．５２ ８ ．１５ ７ ．７９ ８ ．４４ ８ ．２７ ７ ．９１ ７ ．９０
Fe １５ ．９３ １６ ．１７ １８ ．８２ １９ ．８７ ２０ ．３７ ２０ ．３４ ２０ ．４５
Mn ２０ ．１２ ２５ ．６２ １９ ．１６ １８ ．４６ １８ ．０８ １３ ．０１ １６ ．９２
猪粪 Cu １０ ．４９ １０ ．７３ １０ ．２１ １０ ．５８ １０ ．３２ １０ ．１３ ９ ．９２
Zn ９ ．４４ ８ ．８６ ９ ．０１ ９ ．３５ ９ ．３７ ８ ．８３ ９ ．３２
Fe １６ ．０６ １８ ．５１ １７ ．８０ １８ ．９０ １９ ．８４ ２４ ．６３ １８ ．８０
Mn ２１ ．６６ ２９ ．３９ １６ ．９１ １９ ．０７ １７ ．７８ １３ ．７５ １６ ．９２
同培养期有效铜含量变化较平缓 。 因猪粪全 Cu 和有效铜含量高于其他有机肥料 ，故对土壤有效铜的贡献
也最大 。 土壤有效锌含量在培养初期均有所下降 ，随培养期的延长而又回升 ，培养后期变化幅度不大 ，但始
终低于对照不施肥土壤 。 施肥土壤有效铁含量培养期间变幅较大 ，各处理培养初期的含量逐渐上升 ，但均
低于对照含量 ；施用鸡粪处理在培养 １５d 后开始高于对照处理 ，施牛粪和猪粪处理在培养 ６０d后才接近或略
高于对照处理 ，培养 １２０d时施肥土壤有效铁含量又接近或略低于对照含量 。 施肥土壤有效锰含量初期快速
上升 ，随后逐渐下降 ，培养 １５d 时均低于对照 ，然后回升并高于对照含量 。 土壤施用有机肥料后有效铜 、锌 、
铁 、锰含量的变化特性 ，可能与有机肥料在分解过程中生成的腐殖质含有的活性基团与土壤中的 Cu 、Zn 、Fe 、
Mn 等微量元素产生复杂的螯溶作用有关［７ ，８］ ，影响到土壤中微量元素的有效性 。
从各处理培养期间有效铜 、锌 、铁 、锰平均含量可知 ，施用鸡粪 、牛粪和猪粪的处理有效铜含量比对照土
壤分别增加 ５ ．２ ％ 、２ ．６ ％ 和 ３２ ．４ ％ ，施用猪粪处理有效铜含量增加量最大 ；有效锌含量分别降低 ８ ．３ ％ 、
１３ ．３ ％ 和 ２ ．３ ％ ，施牛粪处理降幅最大 ；有效铁含量施鸡粪处理增加 １３ ．２ ％ ，而施牛粪和猪粪处理则分别降
低 ９ ．８ ％ 和 １８ ．３ ％ ；有效锰含量则分别增加 ３６ ．３ ％ 、１７ ．２ ％ 和 ２０ ．８ ％ 。
3 　 小 　 结
鸡粪 、牛粪和猪粪等畜禽有机肥料施入土壤培养 １２０d ，有机碳矿化率分别为 ８７ ．５ ％ 、７１ ．９ ％ 和 ５５ ．４ ％ ，
碱解氮释放量分别为 ３９ ．９ ％ 、２０ ．６ ％ 和 ３５ ．３ ％ ，速效磷释放量分别为 ２４ ．６ ％ 、６１ ．３ ％ 和 ３４ ．８ ％ ，速效钾释放
量分别为 ７８ ．８ ％ 、３６ ．８ ％ 和 ４１ ．５ ％ 。 供试条件下 ，土壤中有效铜 、锰含量增加 ，但有效锌含量降低 ；施用鸡粪
可使土壤有效铁含量增加 ，而施用牛粪和猪粪则使土壤有效铁含量降低 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 中国农业科学院土壤肥料研究所 ．中国肥料 ．上海 ：科学技术出版社 ，１９９４ ．１１４ ～ １１９
２ 　 杨玉爱 ．我国有机肥料研究及展望 ．土壤学报 ，１９９６ ，３３（４） ：４１４ ～ ４２２
３ 　 张英利 ，马爱生 ，杨岩荣 ，等 ．不同还原剂对土壤碱解氮测定结果的影响 ．干旱地区农业研究 ，２００２ ，２０（２） ：３９ ～ ４１
４ 　 鲁如坤 ．土壤农业化学分析方法 ．北京 ：中国农业科技出版社 ，２０００ ．１４６ ～ ２２７
５ 　 莫淑勋 ，钱菊芳 ，钱承梁 ．猪粪等有机肥料中磷素养分循环再利用的研究 ．土壤学报 ，１９９１ ，２８（３） ：３０９ ～ ３１６
６ 　 彭克明 ，裴保义 ．农业化学（总论 ） ．北京 ：农业出版社 ，１９８２ ．１５２ ～ １６８
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