一、背景：南方冬作马铃薯的低温胁迫瓶颈

我国南方冬作区（主要包括广东、广西、福建、云南南部及海南）利用冬季光热资源种植马铃薯，具有“错峰上市、价格优势”特点。然而，12月至翌年2月期间，日均土壤温度常低于12℃，尤其在寒潮频发年份，5 cm土层温度可骤降至5℃以下，严重抑制块茎萌发与根系伸长。

研究表明，马铃薯块茎萌芽的生物学零度为7℃，最适发芽温度为1520℃；低于10℃时，出苗率下降30%50%，且易诱发种薯腐烂（Li et al., 2023）。因此，如何在不依赖地膜或加热设施的前提下，通过农艺措施提升根区微域温度，成为南方冬作高产稳产的关键突破口。“冷土暖肥”策略——即利用有机肥发酵余热调控土壤热环境——由此应运而生，其中腐熟羊粪因其独特的理化与生物特性，展现出显著温控潜力。

二、腐熟羊粪的热力学特性与温控机制

1. 热值与放热动力学

新鲜羊粪含水率约70%，C/N比高达30:1，直接施用易引发二次发酵烧苗。经好氧堆肥45天以上、中心温度达60℃并维持5天以上的充分腐熟后，其C/N比降至1822:1，含水率降至35%40%，此时施入土壤可实现可控缓释放热。

实验数据显示，在10℃环境温度下，每公顷施入30吨腐熟羊粪（干基），可在播种后715天内使**515 cm耕层日均温提升1.2~2.1℃**，夜间最低温增幅尤为显著（达2.5℃），有效延长根区“有效积温”窗口。

关键机制：腐熟羊粪中残留的易降解有机碳（如纤维素、半纤维素）在土壤微生物作用下继续矿化，释放热量。该过程虽弱于新鲜粪肥，但因腐熟度高、微生物群落稳定，放热更平缓持久，避免剧烈升温伤根。

2. 热容与导热性能优化

腐熟羊粪富含腐殖质（含量达35%45%），显著降低土壤容重（由1.45 g/cm³降至1.25 g/cm³），提高孔隙度（增加8%12%）。这种结构变化带来双重热效应：

白天蓄热增强：腐殖质比热容（1.8–2.2 kJ/kg·K）高于矿物颗粒，可吸收并储存更多太阳辐射能；

夜间保温提升：大孔隙减少对流散热，形成“隔热层”，减缓热量散失速率。

田间红外热成像观测证实，施用腐熟羊粪处理的垄面夜间地表温度较对照高1.8℃，且温度波动幅度降低32%。

三、“冷土暖肥”实施技术规范

1. 施用量与施用方式

推荐用量：每亩施用腐熟羊粪2~3吨（湿重），折合有机质投入量≥600 kg/ha；

施用时期：整地起垄前7~10天，避免临近播种时施用导致局部高温；

施用方法：全层混施（深度15~20 cm），确保热源均匀分布于种薯周围。

注：若配合垄作覆膜，温升效应可叠加，但需控制羊粪用量上限（≤2.5 t/亩），以防膜下温度超25℃抑制块茎形成。

2. 腐熟度判定标准

合格腐熟羊粪应满足：

种子发芽指数（GI）≥80%；

NH₄⁺-N < 400 mg/kg；

无明显氨味，呈深褐色疏松状；

蛔虫卵死亡率100%，大肠杆菌数 < 10³ CFU/g。

四、协同菌肥：强化温控与养分耦合

腐熟羊粪本身含有丰富有益微生物，但为提升其功能稳定性，可定向接种特定菌剂，构建“热-肥-菌”三位一体系统。

推荐菌种及作用：

1.

在10~20℃仍具较高酶活，持续分解羊粪残余纤维，维持微弱放热；

用量：500 g/亩，与羊粪混合堆置3天后施用。

2.

分泌IAA与铁载体，缓解低温胁迫下的根系氧化损伤；

与羊粪共施可使幼苗根长增加18%，根系活力提升25%。

3.

利用羊粪提供的碳源激活菌群，同步释放P、K，弥补低温下化学肥料溶解度下降问题；

建议在羊粪回填时撒施于种薯下方5 cm处，避免直接接触。

重要提示：菌肥不可与未腐熟羊粪混用，否则高氨环境将导致菌体失活。

五、效益验证与推广价值

在广西南宁2023–2024年度试验中，采用“腐熟羊粪2.5 t/亩 + Cellulomonas菌剂”处理的冬作马铃薯：

出苗期提前4天；

块茎膨大期（2–3月）5 cm土温平均高1.7℃；

商品薯率提升至82%（对照为68%）；

亩产达2850 kg，较常规化肥处理增产19.3%。

该策略无需额外能源投入，契合南方绿色低碳农业发展方向，尤其适用于小农户与生态农场。

六、结语：从“抗寒”到“造温”的范式转变

“冷土暖肥”并非简单施肥，而是通过有机物料的热力学属性重构根际微气候。腐熟羊粪以其缓释放热、结构改良与微生物载体三重功能，成为南方冬作马铃薯抵御低温胁迫的“生物地暖”。未来，结合土壤热传导模型与智能监测，有望实现“按需供热、精准温控”的智慧农艺新范式。

农业的温度，不仅来自阳光，更源于对自然节律的深刻理解与巧妙引导。