畜禽粪便当中含有营养元素，能够支持作物的生产，改进土壤的理化特性。如果把粪肥当作肥料来为作物提供养分的话，那么粪便可以成为畜禽经营单位的资产。本文提供下列信息：1）可供田间施撒的粪肥的养分含量。2）如何确定粪肥的田间施撒率，以及为了实现作物最大产量还需不需要补充其他肥料。3）如何通过管理技术来发挥粪肥的最大潜力。

     畜禽粪便当中的养分种类和含量以及这些养分最终能够为植物所利用的比例变化很大。影响粪肥营养价值的部分因素包括畜禽采食的日粮、收集与存储方式、饲喂量、垫料/水的添加、施用的时间和方法、土壤特征、施肥的对象作物以及气候。

     各种元素（铜、砷等）和无机盐（钠、钙、钾、镁等）在饲料中添加水平越高，在粪便中的浓度也越高。如果粪肥施撒率太高，有可能造成土壤中重金属和盐的含量过高，可能对植物构成毒性。农场主应该定期对土壤和粪肥成分进行测定分析，监控自己农场土壤的营养平衡，尤其是粪肥施撒率较高的土地。从环境的角度来看，应该限制粪肥的施撒率，不要超过土地上的作物的生长需要。

     垫料和水会稀释粪肥的营养浓度，降低其价值。另一方面，洒落在粪肥中的饲料又会增加养分的浓度。饲料洒落过多或搅拌不足会造成液态粪便处理系统中的粪浆堆积，造成粪浆清除困难。

     畜禽场采用的畜舍类型或粪便处理系统对粪肥的氮（N）含量具有很大影响（表1）。日晒、风干干燥以及雨淋过程会造成氮素大幅损失，在开放粪场存储系统当中也一样。相比之下，采用完全加盖的设施存储的粪堆或液态粪坑存储系统的氮素损失相对较小。长期处理系统或存储系统当中氮素损失最严重，例如氧化坑或泄粪池。

   

     所有粪便处理系统当中，除开放粪场和泄粪池外，磷（P）和钾（K）的损失都很少（5%~15%）。在开放粪场，粪肥中40%~50%的磷和钾可因径流和淋溶而损失。然而，通过径流控制系统（沉积池、滞留池），粪肥中大部分磷和钾都可以保留住。在泄粪池系统当中，粪肥中50%~80%的磷都会沉积在粪浆层，这样如果仅用液体部分来施肥的话，那么这部分磷就无法施撒到田间了。

     如果施撒之后能够立即将肥料翻埋与土壤混合，那么就有可能发挥出粪肥的最大潜力（表2）。翻埋可最大限度地降低挥发或径流造成的氮素损失，并且能够使土壤微生物迅速降解粪肥中的有机物质，从而让植物能够尽快利用这些养分。此外，将粪肥翻埋入土壤还能最大限度地减少异味。

   

     施撒之后立即耕作，一般来说，磷和钾的损失可以忽略不计，并且不受施肥方法的影响；而且，粪肥翻埋可最大限度地降低地表径流造成的磷、钾损失。粪肥施撒应尽可能均匀，以防止局部氨-氮或其他无机盐浓度过高，影响种子发芽率和作物单产。

     如果把施肥日期恰好选在作物播种的前一天，那么就能最大限度地提高植物可利用的养分比例，尤其是在降水量大以及土壤孔隙度大、渗水迅速的土地。然而，高强度粪肥施撒之后不应立即播种。土壤表面会有盐分富集，有机氮降解形成的高浓度的氨，会降低发芽率，妨碍种苗生长。作为替代方案，可以在秋末进行施撒，因为这时人工较为富裕，土壤条件适宜。尽管秋季施撒会造成5%~10%的总氮损失，但额外的时间可以让土壤微生物更充分地降解粪肥，在下一个作物季节到来之前释放出养分来。对于有机质含量很高的固态粪便尤其如此。

     对于沙质或粗质土壤，粪肥最好在生长季当中少量多次地施用，这样既环保，又能最大限度地促进作物生长。坡度超过10%的土地不应施粪肥，如果施撒，也只能将液体粪肥注射入草皮当中。

     并非所有养分在施用当年都能够全部被作物利用。要想被植物利用，粪肥中的养分必须从有机质中释放出来，成为水溶的形式。粪肥中的氮是以无机氨和有机氮两种形式存在的。氨态氮有可能在施撒当年被植物全部利用。然而有机形式的氮素必须先“释放”出来，才能为植物利用。换句话说，有机氮必须先转化成铵（NH4+）或硝酸根（NO3-）的形式，才能被植物利用。大约75%的总氮在施撒当年能够被植物利用，其余的氮需要等到下一个种植季节才可利用。

     然而，氮的可利用率很大程度上受土壤、气候等条件的影响。相比之下，几乎所有的磷和钾施撒当年就都能被植物利用。

   

     表3显示每1000磅各种畜禽体重每年排泄的养分的磅数。各畜场产生的粪肥的数据可能与这里展示的数据有很大差异。然而，这些数字可以用作规划的指南。具体实施过程中建议对粪肥的养分含量进行分析。

     我们只能根据农场样本的实验室分析结果才能确定土地施撒所需的可利用养分的量。但是可以利用表1~3来计算出粪肥的大致养分值（表3），然后减去存储、操作损失（表1）和施撒损失（表2），便可以得到施撒时的可利用养分量。根据这些数字，可以估算出给定作物面积所需要施撒的粪肥量，以及是否还需要施撒额外的商业性肥料。

   

     根据表3确定粪肥的营养价值。单位动物每年经粪便排出的养分磅数：N=164，P2O5=124，K2O=132。氮的值减去80%的存储损失（表1）和30%的施撒损失（表2）。这意味着每1000磅动物单位只能产生23磅作物可利用的氮。每头猪平均125磅，1000头猪产生可利用氮-动物单位的数量=1000头×125（磅/头）/1000(磅/动物单位)=125动物单位。

     确定各养分可利用总磅数，用单位值乘以动物单位数：

     N=23×125=2875磅

     P2O5=62×125=7750磅

     K2O=66×125=8250磅

     确定最佳养分利用所需的英亩数。用每种养分的总磅数（来自第2步）除以每英亩需要养分磅数（来自第1步）。

     N需要的英亩数=2875÷170=16.9

     P2O5需要的英亩数=7750÷80=96.8

     K2O需要的英亩数=8250÷215=38.4

     这样，如果希望养分充分利用的话，P2O5将发挥决定作用。要想确保粪肥中的养分被充分利用，需要96.8英亩的施肥面积（在实际应用当中，磷和钾常常过量施用，以便确保更多的氮肥施用）。氮肥和钾肥的不足再用商业性肥料来补充。

      确定补充肥料需要量（总需要量-已满足量）。因为粪肥是在96.8英亩的面积上施撒，因此需要的N、P2O5和K2O总量为：

      N=96.8×170(按表4)=16456磅

     P2O5=96.8×80(按表4)=7744磅

     K2O=96.8×215(按表4)=20812磅

     补充养分需要量可用养分总需要量减去粪肥中可提供的养分量（第2步得出）得出，如下所示：

     补充N需要量=16456-2875=13581

     补充P2O5需要量=7744-7744=0

     补充K2O需要量=20812-8250=12562

     如果用泄粪池的循环水来冲粪坑，那么当固体物质含量高于泵水设备所能应付的最高水平的时候，就会出现严重故障。例如，当奶牛自由栏垫草落入粪沟，并最终进入泄粪池的时候，就会造成严重故障。表5列出了部分液态粪便处理系统中的典型固体含量。图1显示了液态粪便固体内容、黏稠度与所需水泵类型的关系。

   

     确保粪肥安全高效地施撒田间的一些其他管理技术：

     1）即时将粪肥翻入土壤。施肥地应与溪流、池塘、开放沟渠、居民区和公共建筑保持一定的距离，以便缓解径流和异味问题。

     2）利用常识来降低异味问题，尤其是在夏季。应在上午气温升高，空气向上升的时候进行施肥作业，而不要在下午空气冷却下沉的时候进行，并且不要在风朝居民区方向刮或无风的日子施肥。良好的管理有助于避免邻居的投诉。液体粪肥的分析结果相差很大，具体取决于稀释倍数。建议对各种动物粪肥都要进行实验室分析，对土壤样本也要分析。表6展示了液态粪便的平均养分含量。

     3）粪肥施撒必须选择相对平坦的土地，如果坡度超过10％，则只能用铲刀追施液态粪肥到草皮当中。

     4）应在粪坑里将液态粪肥充分搅匀，以便将沉淀固体搅起，确保施肥均匀度。

     5）干燥天气下考虑采用稀释粪肥灌溉（泄粪池或液态径流），以便同时为作物补充养分和水分。

     6）给生长中的作物进行粪肥灌溉之后，需要用清水冲洗，以免叶面烧伤。

     7）避免向水饱和的土壤或上冻的土壤施液态粪肥，以免发生径流。在干旱地区，一年的某个时间要灌足一次水，以避免根区盐分积累。

     8）从粪坑或粪缸转移粪肥时要采取安全措施。由于存在氧气缺乏或有毒气体积累的危险，在搅动液态粪肥的时候不要进入储粪设施。

   

     土壤的理化特性，例如渗水率、持水能力、质地和总交换（养分保持）能力也会影响粪肥在田间的安全施用量。细质土壤渗水率低，因此，液态粪肥，尤其是泄粪池排污水，能够施撒的量可能会受到这种土壤持水量的限制。

     而另一方面，粗质土壤渗透能力很强，可以接受高强度的液态粪肥施撒而不会造成径流。但是由于大部分粗质土壤的交换（养分保持）能力都很低，因此农场主可能不得不在生长季施用少量粪肥，以免可溶性养分进入地下水。粪肥当中的有机质在粗质土壤中降解的速度比细质土壤快得多，在温暖、湿润的条件下比干冷条件下降快。然而，细质土壤能够更长时间地把养分保持在土壤上层，而这个位置的养分植物可以吸收。