寻找肥料的双赢:最大化土壤质量效益
本文是关于肥料价值的两部分讨论的第二部分。第1部分重点研究了有机肥对商品化肥的营养替代并出现在2017年2月27日的《作物观察》上。
肥料的土壤质量价值
粪肥含有有机物，大部分是碳，是活跃土壤微生物群落的能量来源(图1)．使用粪肥的农民经常会注意到粪肥土壤中蚯蚓的数量更多。此外，当肥料添加到土壤中，土壤很快就会被数以百万计的细菌占领。这些生物从有机物中获取能量和营养，并在有机物分解过程中产生大量的多糖，这是一种“粘性胶水”，使土壤形成团聚体。有机质水平在其典型范围低端的土壤，可以从施用肥料中获得最大效益，而不超过作物的氮需求。雨后结皮的土壤也受益于粪便中的有机物质。
改善土壤团聚体的结果将是增加降水和灌溉水的入渗，提高土壤的蓄水能力，减少径流和侵蚀(图2)．具有这些特征的土壤具有更强的耐旱性，造成的环境风险更小。虽然粪便的环境风险经常被强调(通常是过度使用的结果)，但粪便的潜在环境效益往往被忽视。
农学和园艺系的Charles Wortmann和Dan Walters监测了1998年至2006年多个重复施用肥料的玉米和大豆地块的侵蚀和径流。为满足作物氮(N)需求，连续三年每年施用低磷堆肥(牛饲喂玉米饲料)和高磷堆肥(牛饲喂玉米和蒸馏谷物饲料)。这些地块与使用商业肥料(不使用堆肥)的对照进行了比较。许多土壤因素，包括侵蚀和径流，都在施用肥料后的几年和不施用肥料后的四年进行了监测。
施用堆肥可显著减少土壤侵蚀和径流(图3)。每年约有1.75英寸的额外降雨渗入土壤，有可能支持作物生长。此外，径流带来的侵蚀减少了三分之一以上，使邻近的河流和湖泊受益。在施用肥料的最后一年(图4)．这是大量研究的一个例子，证明了与施用肥料有关的径流和侵蚀控制效益。
以氮为基础的堆肥速率施用3年，土壤磷含量非常高，堆肥点的磷损失量超过了未施用堆肥点的磷损失量。然而，如果施用有机肥，在多年不施用有机肥之后再施用一次有机肥，土壤磷含量可能会保持在合理水平，磷的损失、土壤流失和径流可能会比不施用化肥的场地减少。
粪肥对土壤质量的其他好处已经被观察到，包括
- 通过增加土壤pH值来增加石灰效益，
- 增加土壤生物多样性，有利于营养物质的循环利用
- soil-related疾病抑制
粪肥和收益率
虽然关于使用粪肥带来的增产的研究相对有限，而且就所提供的增产效果而言也有差异，但来自使用粪肥的农民的证言往往侧重于使用粪肥带来的增产。20世纪90年代末，在内布拉斯加州东部进行的五项内布拉斯加州农场研究证明了不同的结果，一些报告表明产量增加，其他报告则显示没有变化。一份报告观察到施用肥料后大豆产量下降。鼓励首次考虑使用粪肥的农场将粪肥与商业肥料的生育计划进行比较。的内布拉斯加州农场研究网络可以帮助获得准确的比较。
肥料能是双赢的吗?
粪便的管理总是有风险的。气味和其他社会公害必须用粪肥小心处理。粪便中的病原体和其他污染物要求我们时刻注意农田与地表水和地下水之间的联系。如果精心选择施用粪肥的田地，粪肥提供的经济效益和土壤质量效益可以产生“双赢”的机会。为了使这些效益最大化，在选择经济和环境效益可达到的田地或种植方案时应考虑这些因素。
取得更高的经济效益
从肥料肥力价值中获得更高的经济“赢”:
- 优先施用于土壤磷浓度为20ppm或以下的田地。
- 避免每年在同一田地施用肥料。等待土壤磷浓度恢复到20ppm的目标后再施肥，通常会将施肥时间推迟3到8年。
- 在非豆科作物前施粪肥，以增加氮肥。
- 通过立即将粪肥并入土壤来保存粪肥的铵氮值。这对猪和乳业的粪肥尤其重要，而对露天牧场的牛粪价值不大。
- 在施用肥料后的第二个和第三个种植年份，肥料的有机氮是有功劳的。土壤测试不会给土壤中残留的有机氮加分。要估计这些学分，请参阅内布拉斯加州扩展NebGuide，从肥料中测定作物有效养分．
- 目标领域需要钾，硫，或微量营养素。需要钾的农田从施用肥料中获得了更大的经济回报。
- 施用肥料的速率低于预期作物的氮素需求，然后根据应季土壤或作物氮素措施为作物施用商业肥料。
取得土壤质量的胜利
为了从粪肥中获得最大的土壤和环境质量“收益”，重点应用于:
- 有机质含量较低的田地。在低有机质砂上施用大量粪肥会导致氮淋失。要谨慎地仔细记录肥料和所有其他氮的来源(避免在收获时将氮留在土壤中)，并尽可能在接近生长季节的时候施用肥料。
- 土壤磷含量低的田地。
- 产生更多径流或在降雨后经历“结皮”的田地。
- 由于积水，通常会出现淹没损失。
- pH值低的田地。
- 生物活动迹象有限的领域(例如，很少观察到蚯蚓)。
提出资源
- 内布拉斯加州农场研究网络，你可以在哪里搜索“粪肥”结果仪查看内布拉斯加州农民主导的肥料使用研究的结果。
评论家:莱斯利·约翰逊，推广动物粪便管理协调员;艾米·施密特，推广动物粪便管理专家;拓展教育家Jim Jansen
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