1. 介绍
田地里大量施用粪便可能会产生环境问题，通过其营养物、沉淀物及其中的细菌等导致污染土壤、地下水、地表水等。将粪便作为一种废物，田地施用也只是简单地处置动物粪便的话，这是非常普遍的情况。
许多工业废弃物都是“非自然”的，处理它们时必须小心。不过，可以认为粪便是动物产生的一种“自然”废物。即便是“自然”物质，超过正常的浓度也能造成环境问题。如果应用适当的管理办法，粪便就可以作为一种营养源，而不是废物。粪便作为肥料已经使用了数千年。粪便可以改善土壤的结构，增加耕地中的有机质。然而，现代农业及大规模作业导致了大量使用粪便的问题。
下列的工作表能够作为规划工具，用来计算粪便的施用率以及所需的耕地量，这种方法基于土壤测试结果和作物的营养需求。方法的逻辑原理是:粪便(或商业化肥)中与作物营养吸收平衡的营养输入应该防止对土壤和水的污染。不幸的是，就粪便而言不容易达到，因为粪便的营养平衡通常不能与作物的营养平衡相匹配。一般而言，基于一种营养成分施用粪便时，对于作物的需要来说，其他的营养成分可能被过多或过少地施用。畜牧业面临着这样和那样的有关粪便管理的挑战。
2. 操作指南
首先，必须确定下计划施用粪便的田地。这些田地可以包括自己的土地、租种的土地和邻居的土地。
第二，必须进行土壤测试，以确定土壤的营养水平以及作物营养的需求。
选择田地、土壤测试结果、施肥建议可以总结为工作表 #1。
第三，估算产生的粪便量。可以根据大体感觉来估算生产过程中产生的粪便量,也可以用工作表 #2来计算产生量，其平均粪便产量见数据表#1和数据表#2。
工作表 #3用来计算粪便的营养成分，也能计算基于等效商业肥料营养成分的经济价值。必须强调的是：这些计算的经济价值不能与市场价值混淆。这仅仅是一种比较粪便和商业肥料的方法。比如，K2O的经济价值通常会是零，因为大部分土壤不需要额外的钾。粪便也能增加土壤的效益，比如改善土壤的结构，但这些效益的经济价值很难确定。
典型的粪便营养浓度列于数据表#3。这些数据可以在工作表#3中使用。粪便中的营养成分变化很大，数据表#3中的值只是平均值。你也许想送一些粪便样品到实验室去分析营养成分。推荐的方案是在施用于田地之前收集粪便样品。如果进行了几年的粪便测试，就可以得到有关的特定数据。
粪便施用比率用工作表 #5（基于氮）和工作表 #6（基于磷）来计算。如果有多于一种的粪便，可以复印这些工作表。从计划施用的第一种粪便开始，然后是第一块土地，依次填完工作表。如果有过剩的粪便，工作表 #7和工作表 #8用于估算还需要多少额外的土地。你也许会考虑将粪便施用于自己更多的土地，或者施用于邻居的部分田地。
除了确定植物可用营养的常规土壤测试之外，还可考虑测试土壤种的总有机质、总氮、总磷和盐分。这对于已经大量重复施用粪便的田地就特别重要。这种类型的土壤测试每3到5年才需要一次，用来检测土壤的变化，警示潜在的问题。
有用的单位换算
单位 换算为 乘以
千克 (kg)
磅 (lb)
2.205
公吨 (t)
千克
1000
美吨 (tn)
磅
2000
公吨 美吨
1.1025
公顷 (ha)
英亩 (A)
2.471
公吨/公顷 美吨/英亩
0.4461
美吨/英亩 公吨/公顷
2.242
千克/公顷 磅/英亩
0.892
磅/英亩 千克/公顷
1.121
比值%
磅/美吨
20
比值%
千克/公吨
10
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3. 土地选择
在工作表 #1中列出你希望施用粪便的田地。选择田地时有几个因素非常重要，这些因素包括：从前的粪便施用量，地形（流失关系）、土壤质地（渗漏关系）、水位深度（渗漏关系）、种植作物、与粪便来源的距离、地表水的位置、灌溉系统及拥有者等。
你也许会发现，在完成肥料管理计划后，按照计算的比率还需要另外的田地来调节肥料，你可以选用自己的其它还未考虑施用粪便的田地，或者安排在邻居的田地中施用粪便。
4. 土壤测试和施肥建议
土壤测试是粪便营养管理的一个综合部分。为了有效地将土壤测试作为一种管理工具，必须取得有代表性的土壤样品。在每块田地的15至20个采样点上收集0-15cm、15-30cm和30-60cm的土壤样品。分别采集具有明显田地变化特征的土样（这种变化的例 子可能包括地形和土壤特性），将同一深度的样品混合，尽快去掉大约1磅的土壤和暴 露于空气中而干燥的土壤，将样品送到实验室分析。除了土壤测试结果外，还有其它几个因素用来作出最终的施用肥料建议。这些因素包括土壤、气候类型、土壤湿度、作物种类、目标产量、作物和肥料的价格，以及作物系统是灌溉地还是旱地。
土壤样品至少必须分析可用氮、可用磷、电导率。电导率被用作土壤中累计盐的一项指标。在得到土壤测试结果和施肥建议后，将这些结果输进工作表 #1。
更详细的土壤测试和施肥建议的信息可以从阿尔伯特农业食品和乡村开发公司信息部获得：
阿尔伯特施肥指南 (Agdex 541-1)
国际互联网主页： http://www.agric.gov.ab.ca/agdex/500/4100001.html
怎样从土壤测试报告中获益最多 (Agdex 533)
灌溉谷物和油料作物的施肥
(Agdex 100/541-1)
国际互联网主页： http://www.agric.gov.ab.ca/agdex/500/54100001.html
土壤采样指南 (Agdex 533-4)
国际互联网主页： http://www.agric.gov.ab.ca/agdex/500/4100001j.html
土壤或作物专家
5.粪便的总产量
有两种方法确定可用于田地固体粪便的施用量。第一种方法是收集自己的数据，记录装载粪便的卡车数量，称量其中几辆车或所有车辆的装载量。这种方法可以很好地估算总粪便产生量。粪便施用是基于湿重的，因此称出几辆车的装载量就很重要，因为粪便水分的含量和畜舍的铺垫物每年都不同。通过记录装车的数量和每车的粪便重量，就可以精确地校准粪便施用方法。
知道储粪池的大小和形状，就可以准确地确定液体粪便的量。
第二种方法是利用由安全经济处理动物粪便实践规则 （1995）提供的平均值。 实践 规则中粪便产生的部分因素见数据表#1和数据表#2。
磷或五氧化二磷
怎样表示磷的浓度和比率是个经常引起混淆的问题，可能导致严重的计算错误。不管是总磷或者可用磷，磷的含量通常被按元素磷（P）来表示。比如，土壤测试实验室会给你每英亩多少磅磷的植物可用磷的结果（lbs.P/ac）。不幸的是，商业肥料的磷肥施用率建议都是按照五 氧化二磷给出的（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 。实际的磷（P）含量大约是每100千克化肥中有21千克磷。P 和 P2O5的换算因子为：
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注释:
事实参考:
每头小牛每天产生5.9千克废弃物，包括尿和粪。
10,000头饲育厂每天产生59公吨废弃物。
粪便肥料中含有尿、粪、废水、雨水、畜舍的铺垫物和土。
6. 粪便的营养成分
粪便不同于商业肥料，其营养成分变化非常大。收集方法、储存系统、动物种类、饲料的供应方式、气候、水分含量以及畜舍的铺垫物均能影响粪便的营养成分。因此例行分析粪便的营养成分就非常必要。
粪便采样和分析
与土壤采样相同，取得具有代表性的样品是分析的关键。用铲或叉在不同地点的粪堆或包装物内（或运输车内）收集样品。考虑铺垫物和水分的可以看出的变化，采样和收集几种不同的样品之前搅动液体粪便处理系统，将不同地点采集的各个样品放在一起并且充分混合。保持样品冷藏并在24小时内送到实验室。在施肥之前收集样品，才能有时间计算出合适的施肥比例。你也许想与当地的商业实验室联系，询问从收集样品到分析结果的完整周期。样品至少要分析水分含量（固体粪便）、总氮(N)、总磷(P)、总钾(K)和氨氮(NH4-N)。
业主可以通过分析若干年的粪便样品建立粪便营养成分的数据库。然而，如果粪便分析结果不能在施肥前得到，而你也没有以前样品的分析值，那么可以用一般书本上的值估算粪便中的营养成分，见数据表#3。值得注意的是，书本上的值是许多来源的平均值，而农场的实际值变化很大。
粪便中营养的可用性
一般而言，商业肥料中的所有营养成分在施用时均是对植物有用的，然而，大部分的总氮和总磷在施肥时都不会马上对植物有用。（参考下面的解释“什么是作物氮”） 他们必须先被土壤微生物转化为可以利用的形式，这就需要时间。在施肥的第一年只有一部分的总营养物成为可用的肥料。通常在施肥的第一年大约35%的总氮变成可用的氮。相应的一小部分在以后几年中变成有用的氮，4到5年以后，只有很少的一部分氮从剩余的肥料中释放出来。但是至少40%到50%的总磷在施肥的第一年就变成可用的磷，在 施肥的3年以内几乎所有的磷都变成了可用的磷。
利用工作表 #3来总结粪便的分析结果以及计算作物氮。
7. 确定施肥率
施用氮和磷通常需要有合适的量。有时侯也会需要其它的营养成分如硫和微量营养素。标明和保证营养成分的商业肥料可以满足这些需要。商业肥料混合、不同的施肥方法和施肥时间安排可以达到推荐的营养平衡。
什么是作物氮?
施肥期间并非所有的总氮均可被作物吸收。粪便中的氮有作物不能吸收的有机氮和作物可以吸收的非有机氮组成。作物可以吸收的氮包括硝酸盐 (NO3-)和氨 (NH4+)。有机氮可以通过土壤微生物的腐烂分 解过程而被作物吸收。这个过程被叫作矿化。如果粪便施肥期在秋天的生长季，矿化出现在冰冻期以前。矿化会增加作物可以吸收的氮，但是其它过程如挥发（气体损失）和渗漏（通过土壤渗向土壤下部）可能导致根部区域的氮的损失。挥发对粪便来说是很重要的，因为粪便中的大部分有机氮以尿素的方式存在，它很快会转为氨(NH3)而挥发到大气中。硝酸盐在土壤中非常容易溶解，并且不稳定，容易渗漏。生长季作物吸收的潜在可用非有机氮的净量，在考虑增加的氮量（矿化）和减少的氮量（挥发和渗漏）后，就是作物氮。
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由于粪便是几种营养成分和其它化合物的混合，以施用粪便的方法来精确满足作物两种或更多营养的要求是非常困难的。通常当基于一种营养需求施用粪便时，其它的营养成分可能被过多或过少地施用。如果粪便被施用来满足氮的需求，磷和钾可能会超过作物的需求。在土壤的肥性方面，粪便趋于氮较低，磷和钾较高。过量的磷和钾会产生问题吗？这取决于土壤状况。土壤具有很高的保持磷和钾的能力，高水平的磷和钾的含量通常不会对作物的生长产生负面影响。然而，很高的磷含量可能会导致营养的不平衡，可能抑制作物的生长。土壤磷的含量水平在施用粪便的几年后可以积累。关于高含量磷对作物生长的影响，阿尔伯特对此类信息所知有限。作为一般的指南，如果表层土壤6英寸内的磷含量超过每英亩300—400磅的可用磷（每英亩690—915 磅 P2O5），就必须注 意考虑停止施用粪便。
如果基于磷的需求来施用粪便，那么通常必须施用商业肥料来满足氮的需求。
下列的工作表被用来确定粪便的施用率，首先基于氮（工作表 #5），然后基于磷（工作表 #6）。
商业肥料与粪便
下面是商业肥料营养成分的袋标格式氮磷钾 N - P2O5 - K2O。例如： 11-51-0 肥料 (磷酸氨) 含有 11 % 的氮（N） 、 51 %磷（ P2O5）。 换句话说，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
无水氨化肥
82 - 0 – 0
磷酸氨化肥
11 - 51 – 0
按上面的形式，典型的肉牛粪便含有氮磷钾 N, P2O5, and K2O。
湿粪便
1.0 - 0.5 - 0.8
干粪便
1.8 - 0.9 - 1.5
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粪便中的氮
粪便中的氮大约一半以尿素的形式存在。尿素很快会转为氨(NH3)，它会挥发到大气中。粪便中差不多50%的氮在田地施肥之前已经损失到大气中。粪便中氮的损失几乎不能避免。
如果施肥后粪便不能很快地粘合在一起，土地中也会出现明显的气体损失。下面的数据显示了在粪便施用4天后不粘合在一起和立即粘合在一起的氮损失的比较。
不粘合 固体
21%损失
不粘合 液体
27%损失
立即粘合 固体
5% 损失
5% 损失
大部分施用的粪便氮被转化成植物可以吸收的氮，主要是转化为NO3-。 硝酸盐是水溶性的，在土壤中非常不稳定。过量施用粪便和化肥中的氮可能污染地下水和地表水。
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数据表#1：
选自安全经济处理动物粪便实践规则（1995）附件B-2，阿尔伯特农业食品和乡村发展部（1995），AGDEX 400/27-2
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数据表#2:
选自安全经济处理动物粪便实践规则（1995）附件B-1，阿尔伯特农业食品和乡村发展部（1995），AGDEX 400/27-2
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数据表 #3:
*选自安全经济处理动物粪便实践规则（1995）附件A-1，阿尔伯特农业食品和乡村发展部AGDEX 400/27-2。
**基于许多来源的平均值，实际上农场的值可能变化很大。
总氮： 包括非有机氮（硝酸盐和氨氮）和有机氮。没有进一步的微生物矿化为可用氮（非有机氮）的，有机氮部分不能为植物所吸收。
可用氮： 这是总氮的一部分，以非有机氮（硝酸盐和氨）的方式，在施肥时作物可以吸收，也称为非有机氮或矿物氮。
作物氮：可用氮加上生长季矿化的有机氮，再减去生长季挥发的氮。
磷 P2O5:
粪便中等效的磷，因为磷以非有机磷和有机磷的方式存在。
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发表于 2007-4-27 21:29:49
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