1. 介紹
田地里大量施用糞便可能會(huì)產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題，通過(guò)其營(yíng)養(yǎng)物、沉淀物及其中的細(xì)菌等導(dǎo)致污染土壤、地下水、地表水等。將糞便作為一種廢物，田地施用也只是簡(jiǎn)單地處置動(dòng)物糞便的話，這是非常普遍的情況。
許多工業(yè)廢棄物都是“非自然”的，處理它們時(shí)必須小心。不過(guò)，可以認(rèn)為糞便是動(dòng)物產(chǎn)生的一種“自然”廢物。即便是“自然”物質(zhì)，超過(guò)正常的濃度也能造成環(huán)境問(wèn)題。如果應(yīng)用適當(dāng)?shù)墓芾磙k法，糞便就可以作為一種營(yíng)養(yǎng)源，而不是廢物。糞便作為肥料已經(jīng)使用了數(shù)千年。糞便可以改善土壤的結(jié)構(gòu)，增加耕地中的有機(jī)質(zhì)。然而，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及大規(guī)模作業(yè)導(dǎo)致了大量使用糞便的問(wèn)題。
下列的工作表能夠作為規(guī)劃工具，用來(lái)計(jì)算糞便的施用率以及所需的耕地量，這種方法基于土壤測(cè)試結(jié)果和作物的營(yíng)養(yǎng)需求。方法的邏輯原理是:糞便(或商業(yè)化肥)中與作物營(yíng)養(yǎng)吸收平衡的營(yíng)養(yǎng)輸入應(yīng)該防止對(duì)土壤和水的污染。不幸的是，就糞便而言不容易達(dá)到，因?yàn)榧S便的營(yíng)養(yǎng)平衡通常不能與作物的營(yíng)養(yǎng)平衡相匹配。一般而言，基于一種營(yíng)養(yǎng)成分施用糞便時(shí)，對(duì)于作物的需要來(lái)說(shuō)，其他的營(yíng)養(yǎng)成分可能被過(guò)多或過(guò)少地施用。畜牧業(yè)面臨著這樣和那樣的有關(guān)糞便管理的挑戰(zhàn)。
2. 操作指南
首先，必須確定下計(jì)劃施用糞便的田地。這些田地可以包括自己的土地、租種的土地和鄰居的土地。
第二，必須進(jìn)行土壤測(cè)試，以確定土壤的營(yíng)養(yǎng)水平以及作物營(yíng)養(yǎng)的需求。
選擇田地、土壤測(cè)試結(jié)果、施肥建議可以總結(jié)為工作表 #1。
第三，估算產(chǎn)生的糞便量?？梢愿鶕?jù)大體感覺(jué)來(lái)估算生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的糞便量,也可以用工作表 #2來(lái)計(jì)算產(chǎn)生量，其平均糞便產(chǎn)量見(jiàn)數(shù)據(jù)表#1和數(shù)據(jù)表#2。
工作表 #3用來(lái)計(jì)算糞便的營(yíng)養(yǎng)成分，也能計(jì)算基于等效商業(yè)肥料營(yíng)養(yǎng)成分的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。必須強(qiáng)調(diào)的是：這些計(jì)算的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不能與市場(chǎng)價(jià)值混淆。這僅僅是一種比較糞便和商業(yè)肥料的方法。比如，K2O的經(jīng)濟(jì)價(jià)值通常會(huì)是零，因?yàn)榇蟛糠滞寥啦恍枰~外的鉀。糞便也能增加土壤的效益，比如改善土壤的結(jié)構(gòu)，但這些效益的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很難確定。
典型的糞便營(yíng)養(yǎng)濃度列于數(shù)據(jù)表#3。這些數(shù)據(jù)可以在工作表#3中使用。糞便中的營(yíng)養(yǎng)成分變化很大，數(shù)據(jù)表#3中的值只是平均值。你也許想送一些糞便樣品到實(shí)驗(yàn)室去分析營(yíng)養(yǎng)成分。推薦的方案是在施用于田地之前收集糞便樣品。如果進(jìn)行了幾年的糞便測(cè)試，就可以得到有關(guān)的特定數(shù)據(jù)。
糞便施用比率用工作表 #5（基于氮）和工作表 #6（基于磷）來(lái)計(jì)算。如果有多于一種的糞便，可以復(fù)印這些工作表。從計(jì)劃施用的第一種糞便開(kāi)始，然后是第一塊土地，依次填完工作表。如果有過(guò)剩的糞便，工作表 #7和工作表 #8用于估算還需要多少額外的土地。你也許會(huì)考慮將糞便施用于自己更多的土地，或者施用于鄰居的部分田地。
除了確定植物可用營(yíng)養(yǎng)的常規(guī)土壤測(cè)試之外，還可考慮測(cè)試土壤種的總有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷和鹽分。這對(duì)于已經(jīng)大量重復(fù)施用糞便的田地就特別重要。這種類(lèi)型的土壤測(cè)試每3到5年才需要一次，用來(lái)檢測(cè)土壤的變化，警示潛在的問(wèn)題。
有用的單位換算
單位 換算為 乘以
千克 (kg)
磅 (lb)
2.205
公噸 (t)
千克
1000
美噸 (tn)
磅
2000
公噸 美噸
1.1025
公頃 (ha)
英畝 (A)
2.471
公噸/公頃 美噸/英畝
0.4461
美噸/英畝 公噸/公頃
2.242
千克/公頃 磅/英畝
0.892
磅/英畝 千克/公頃
1.121
比值%
磅/美噸
20
比值%
千克/公噸
10
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3. 土地選擇
在工作表 #1中列出你希望施用糞便的田地。選擇田地時(shí)有幾個(gè)因素非常重要，這些因素包括：從前的糞便施用量，地形（流失關(guān)系）、土壤質(zhì)地（滲漏關(guān)系）、水位深度（滲漏關(guān)系）、種植作物、與糞便來(lái)源的距離、地表水的位置、灌溉系統(tǒng)及擁有者等。
你也許會(huì)發(fā)現(xiàn)，在完成肥料管理計(jì)劃后，按照計(jì)算的比率還需要另外的田地來(lái)調(diào)節(jié)肥料，你可以選用自己的其它還未考慮施用糞便的田地，或者安排在鄰居的田地中施用糞便。
4. 土壤測(cè)試和施肥建議
土壤測(cè)試是糞便營(yíng)養(yǎng)管理的一個(gè)綜合部分。為了有效地將土壤測(cè)試作為一種管理工具，必須取得有代表性的土壤樣品。在每塊田地的15至20個(gè)采樣點(diǎn)上收集0-15cm、15-30cm和30-60cm的土壤樣品。分別采集具有明顯田地變化特征的土樣（這種變化的例 子可能包括地形和土壤特性），將同一深度的樣品混合，盡快去掉大約1磅的土壤和暴 露于空氣中而干燥的土壤，將樣品送到實(shí)驗(yàn)室分析。除了土壤測(cè)試結(jié)果外，還有其它幾個(gè)因素用來(lái)作出最終的施用肥料建議。這些因素包括土壤、氣候類(lèi)型、土壤濕度、作物種類(lèi)、目標(biāo)產(chǎn)量、作物和肥料的價(jià)格，以及作物系統(tǒng)是灌溉地還是旱地。
土壤樣品至少必須分析可用氮、可用磷、電導(dǎo)率。電導(dǎo)率被用作土壤中累計(jì)鹽的一項(xiàng)指標(biāo)。在得到土壤測(cè)試結(jié)果和施肥建議后，將這些結(jié)果輸進(jìn)工作表 #1。
更詳細(xì)的土壤測(cè)試和施肥建議的信息可以從阿爾伯特農(nóng)業(yè)食品和鄉(xiāng)村開(kāi)發(fā)公司信息部獲得：
阿爾伯特施肥指南 (Agdex 541-1)
國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)主頁(yè)： http://www.agric.gov.ab.ca/agdex/500/4100001.html
怎樣從土壤測(cè)試報(bào)告中獲益最多 (Agdex 533)
灌溉谷物和油料作物的施肥
(Agdex 100/541-1)
國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)主頁(yè)： http://www.agric.gov.ab.ca/agdex/500/54100001.html
土壤采樣指南 (Agdex 533-4)
國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)主頁(yè)： http://www.agric.gov.ab.ca/agdex/500/4100001j.html
土壤或作物專(zhuān)家
5.糞便的總產(chǎn)量
有兩種方法確定可用于田地固體糞便的施用量。第一種方法是收集自己的數(shù)據(jù)，記錄裝載糞便的卡車(chē)數(shù)量，稱(chēng)量其中幾輛車(chē)或所有車(chē)輛的裝載量。這種方法可以很好地估算總糞便產(chǎn)生量。糞便施用是基于濕重的，因此稱(chēng)出幾輛車(chē)的裝載量就很重要，因?yàn)榧S便水分的含量和畜舍的鋪墊物每年都不同。通過(guò)記錄裝車(chē)的數(shù)量和每車(chē)的糞便重量，就可以精確地校準(zhǔn)糞便施用方法。
知道儲(chǔ)糞池的大小和形狀，就可以準(zhǔn)確地確定液體糞便的量。
第二種方法是利用由安全經(jīng)濟(jì)處理動(dòng)物糞便實(shí)踐規(guī)則 （1995）提供的平均值。 實(shí)踐 規(guī)則中糞便產(chǎn)生的部分因素見(jiàn)數(shù)據(jù)表#1和數(shù)據(jù)表#2。
磷或五氧化二磷
怎樣表示磷的濃度和比率是個(gè)經(jīng)常引起混淆的問(wèn)題，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的計(jì)算錯(cuò)誤。不管是總磷或者可用磷，磷的含量通常被按元素磷（P）來(lái)表示。比如，土壤測(cè)試實(shí)驗(yàn)室會(huì)給你每英畝多少磅磷的植物可用磷的結(jié)果（lbs.P/ac）。不幸的是，商業(yè)肥料的磷肥施用率建議都是按照五 氧化二磷給出的（P2O5 ）。例如， 11-48-0 化肥含 48% 的P2O5， 或者是每100千克化肥中有 48千克P2O5 。實(shí)際的磷（P）含量大約是每100千克化肥中有21千克磷。P 和 P2O5的換算因子為：
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注釋:
事實(shí)參考:
每頭小牛每天產(chǎn)生5.9千克廢棄物，包括尿和糞。
10,000頭飼育廠每天產(chǎn)生59公噸廢棄物。
糞便肥料中含有尿、糞、廢水、雨水、畜舍的鋪墊物和土。
6. 糞便的營(yíng)養(yǎng)成分
糞便不同于商業(yè)肥料，其營(yíng)養(yǎng)成分變化非常大。收集方法、儲(chǔ)存系統(tǒng)、動(dòng)物種類(lèi)、飼料的供應(yīng)方式、氣候、水分含量以及畜舍的鋪墊物均能影響糞便的營(yíng)養(yǎng)成分。因此例行分析糞便的營(yíng)養(yǎng)成分就非常必要。
糞便采樣和分析
與土壤采樣相同，取得具有代表性的樣品是分析的關(guān)鍵。用鏟或叉在不同地點(diǎn)的糞堆或包裝物內(nèi)（或運(yùn)輸車(chē)內(nèi)）收集樣品?？紤]鋪墊物和水分的可以看出的變化，采樣和收集幾種不同的樣品之前攪動(dòng)液體糞便處理系統(tǒng)，將不同地點(diǎn)采集的各個(gè)樣品放在一起并且充分混合。保持樣品冷藏并在24小時(shí)內(nèi)送到實(shí)驗(yàn)室。在施肥之前收集樣品，才能有時(shí)間計(jì)算出合適的施肥比例。你也許想與當(dāng)?shù)氐纳虡I(yè)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)系，詢問(wèn)從收集樣品到分析結(jié)果的完整周期。樣品至少要分析水分含量（固體糞便）、總氮(N)、總磷(P)、總鉀(K)和氨氮(NH4-N)。
業(yè)主可以通過(guò)分析若干年的糞便樣品建立糞便營(yíng)養(yǎng)成分的數(shù)據(jù)庫(kù)。然而，如果糞便分析結(jié)果不能在施肥前得到，而你也沒(méi)有以前樣品的分析值，那么可以用一般書(shū)本上的值估算糞便中的營(yíng)養(yǎng)成分，見(jiàn)數(shù)據(jù)表#3。值得注意的是，書(shū)本上的值是許多來(lái)源的平均值，而農(nóng)場(chǎng)的實(shí)際值變化很大。
糞便中營(yíng)養(yǎng)的可用性
一般而言，商業(yè)肥料中的所有營(yíng)養(yǎng)成分在施用時(shí)均是對(duì)植物有用的，然而，大部分的總氮和總磷在施肥時(shí)都不會(huì)馬上對(duì)植物有用。（參考下面的解釋“什么是作物氮”） 他們必須先被土壤微生物轉(zhuǎn)化為可以利用的形式，這就需要時(shí)間。在施肥的第一年只有一部分的總營(yíng)養(yǎng)物成為可用的肥料。通常在施肥的第一年大約35%的總氮變成可用的氮。相應(yīng)的一小部分在以后幾年中變成有用的氮，4到5年以后，只有很少的一部分氮從剩余的肥料中釋放出來(lái)。但是至少40%到50%的總磷在施肥的第一年就變成可用的磷，在 施肥的3年以內(nèi)幾乎所有的磷都變成了可用的磷。
利用工作表 #3來(lái)總結(jié)糞便的分析結(jié)果以及計(jì)算作物氮。
7. 確定施肥率
施用氮和磷通常需要有合適的量。有時(shí)侯也會(huì)需要其它的營(yíng)養(yǎng)成分如硫和微量營(yíng)養(yǎng)素。標(biāo)明和保證營(yíng)養(yǎng)成分的商業(yè)肥料可以滿足這些需要。商業(yè)肥料混合、不同的施肥方法和施肥時(shí)間安排可以達(dá)到推薦的營(yíng)養(yǎng)平衡。
什么是作物氮?
施肥期間并非所有的總氮均可被作物吸收。糞便中的氮有作物不能吸收的有機(jī)氮和作物可以吸收的非有機(jī)氮組成。作物可以吸收的氮包括硝酸鹽 (NO3-)和氨 (NH4+)。有機(jī)氮可以通過(guò)土壤微生物的腐爛分 解過(guò)程而被作物吸收。這個(gè)過(guò)程被叫作礦化。如果糞便施肥期在秋天的生長(zhǎng)季，礦化出現(xiàn)在冰凍期以前。礦化會(huì)增加作物可以吸收的氮，但是其它過(guò)程如揮發(fā)（氣體損失）和滲漏（通過(guò)土壤滲向土壤下部）可能導(dǎo)致根部區(qū)域的氮的損失。揮發(fā)對(duì)糞便來(lái)說(shuō)是很重要的，因?yàn)榧S便中的大部分有機(jī)氮以尿素的方式存在，它很快會(huì)轉(zhuǎn)為氨(NH3)而揮發(fā)到大氣中。硝酸鹽在土壤中非常容易溶解，并且不穩(wěn)定，容易滲漏。生長(zhǎng)季作物吸收的潛在可用非有機(jī)氮的凈量，在考慮增加的氮量（礦化）和減少的氮量（揮發(fā)和滲漏）后，就是作物氮。
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由于糞便是幾種營(yíng)養(yǎng)成分和其它化合物的混合，以施用糞便的方法來(lái)精確滿足作物兩種或更多營(yíng)養(yǎng)的要求是非常困難的。通常當(dāng)基于一種營(yíng)養(yǎng)需求施用糞便時(shí)，其它的營(yíng)養(yǎng)成分可能被過(guò)多或過(guò)少地施用。如果糞便被施用來(lái)滿足氮的需求，磷和鉀可能會(huì)超過(guò)作物的需求。在土壤的肥性方面，糞便趨于氮較低，磷和鉀較高。過(guò)量的磷和鉀會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題嗎？這取決于土壤狀況。土壤具有很高的保持磷和鉀的能力，高水平的磷和鉀的含量通常不會(huì)對(duì)作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。然而，很高的磷含量可能會(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)的不平衡，可能抑制作物的生長(zhǎng)。土壤磷的含量水平在施用糞便的幾年后可以積累。關(guān)于高含量磷對(duì)作物生長(zhǎng)的影響，阿爾伯特對(duì)此類(lèi)信息所知有限。作為一般的指南，如果表層土壤6英寸內(nèi)的磷含量超過(guò)每英畝300—400磅的可用磷（每英畝690—915 磅 P2O5），就必須注 意考慮停止施用糞便。
如果基于磷的需求來(lái)施用糞便，那么通常必須施用商業(yè)肥料來(lái)滿足氮的需求。
下列的工作表被用來(lái)確定糞便的施用率，首先基于氮（工作表 #5），然后基于磷（工作表 #6）。
商業(yè)肥料與糞便
下面是商業(yè)肥料營(yíng)養(yǎng)成分的袋標(biāo)格式氮磷鉀 N - P2O5 - K2O。例如： 11-51-0 肥料 (磷酸氨) 含有 11 % 的氮（N） 、 51 %磷（ P2O5）。 換句話說(shuō)，每施用100千克的11-51-0 肥料，就施用了11千克的氮和51千克的磷 。
尿素化肥
46 - 0 – 0
硝酸氨化肥
34 - 0 – 0
無(wú)水氨化肥
82 - 0 – 0
磷酸氨化肥
11 - 51 – 0
按上面的形式，典型的肉牛糞便含有氮磷鉀 N, P2O5, and K2O。
濕糞便
1.0 - 0.5 - 0.8
干糞便
1.8 - 0.9 - 1.5
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糞便中的氮
糞便中的氮大約一半以尿素的形式存在。尿素很快會(huì)轉(zhuǎn)為氨(NH3)，它會(huì)揮發(fā)到大氣中。糞便中差不多50%的氮在田地施肥之前已經(jīng)損失到大氣中。糞便中氮的損失幾乎不能避免。
如果施肥后糞便不能很快地粘合在一起，土地中也會(huì)出現(xiàn)明顯的氣體損失。下面的數(shù)據(jù)顯示了在糞便施用4天后不粘合在一起和立即粘合在一起的氮損失的比較。
不粘合 固體
21%損失
不粘合 液體
27%損失
立即粘合 固體
5% 損失
5% 損失
大部分施用的糞便氮被轉(zhuǎn)化成植物可以吸收的氮，主要是轉(zhuǎn)化為NO3-。 硝酸鹽是水溶性的，在土壤中非常不穩(wěn)定。過(guò)量施用糞便和化肥中的氮可能污染地下水和地表水。
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數(shù)據(jù)表#1：
固體糞便產(chǎn)生量
(每頭動(dòng)物或者注釋)
牲畜類(lèi)型
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選自安全經(jīng)濟(jì)處理動(dòng)物糞便實(shí)踐規(guī)則（1995）附件B-2，阿爾伯特農(nóng)業(yè)食品和鄉(xiāng)村發(fā)展部（1995），AGDEX 400/27-2
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數(shù)據(jù)表#2:
液體糞便產(chǎn)生量
(每頭動(dòng)物或者注釋).
牲畜種類(lèi)
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選自安全經(jīng)濟(jì)處理動(dòng)物糞便實(shí)踐規(guī)則（1995）附件B-1，阿爾伯特農(nóng)業(yè)食品和鄉(xiāng)村發(fā)展部（1995），AGDEX 400/27-2
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數(shù)據(jù)表 #3:
各種牲畜的糞便營(yíng)養(yǎng)成分*, **
牲畜類(lèi)型
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*選自安全經(jīng)濟(jì)處理動(dòng)物糞便實(shí)踐規(guī)則（1995）附件A-1，阿爾伯特農(nóng)業(yè)食品和鄉(xiāng)村發(fā)展部AGDEX 400/27-2。
**基于許多來(lái)源的平均值，實(shí)際上農(nóng)場(chǎng)的值可能變化很大。
總氮： 包括非有機(jī)氮（硝酸鹽和氨氮）和有機(jī)氮。沒(méi)有進(jìn)一步的微生物礦化為可用氮（非有機(jī)氮）的，有機(jī)氮部分不能為植物所吸收。
可用氮： 這是總氮的一部分，以非有機(jī)氮（硝酸鹽和氨）的方式，在施肥時(shí)作物可以吸收，也稱(chēng)為非有機(jī)氮或礦物氮。
作物氮：可用氮加上生長(zhǎng)季礦化的有機(jī)氮，再減去生長(zhǎng)季揮發(fā)的氮。
磷 P2O5:
糞便中等效的磷，因?yàn)榱滓苑怯袡C(jī)磷和有機(jī)磷的方式存在。
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