粪便经常被许多人视为一种环境负担。然而，如果肥料的施用量等于或低于作物所需的氮，肥料可以在商业肥料上产生环境效益吗？这是一个亚洲研究小组的研究重点总结了141项发布研究的结果来自亚洲、欧洲和美国的研究人员比较了肥料的替代品。本文对这篇研究论文的“带回家的讯息”进行了总结。

对作物产量的好处

所有谷物相关试验的平均结果显示，施过肥的农田产量提高了5%(见附录a)图1）.作者认为肥料增加了土壤微生物生物量N（见框B图1)，是土壤有机质中有生命的成分。随着有机质的分解，MBN缓慢转化为无机氮，且与作物对氮的吸收更为同步，提高了作物对氮的吸收，提高了作物的产量。此外，作者认为其他养分水平的增加和土壤物理性质的改善也有助于观测到的产量增加。

当粪肥以50％〜75％的作物N要求施用粪便时，观察到产量为13％的峰值。试图用粪肥替代超过75％的作物N要求通常产生降低的产量。重要的是要认识到粪便和商业肥料可以在作物生育计划中发挥的互补作用。

减少氮对环境的损失

商品肥料添加矿物氮到我们的土壤中(铵态氮和硝态氮)。肥料中添加了有机氮和矿物质氮。牛粪和家禽粪便中大约90%是有机氮。来自养猪和奶牛场的泥浆肥料中有机氮和矿物质氮的比例大致相当。矿物氮更容易受到环境对空气和水的损失。

尽量减少土壤中的矿物质，同时满足作物营养需求保护我们的水和空气资源。用粪便替代肥料导致铵（NH）₄）通过25％以上的空气和地面和地面水的损失（参见框C图1）.这些效益与作物、肥料类型或替代率无关。作者将这些环境效益归因于作物氮素利用效率的提高和更大的氮储量，因为微生物生物量氮的释放更接近作物的氮素利用时机。

有机肥处理土壤的水稳性团聚体和阳离子交换能力增加;这有助于将铵氮留在根部，直到作物能够利用它。以前的文章已经总结了肥料的好处增加土壤汇总和预防径流和侵蚀损失地表水。

提高土壤有机碳

这篇综述还强调了粪肥对增加土壤有机C的好处，其中，土壤C的增加主要表现为土壤微生物生物量C（见专栏D数字1）。肥料为土壤微生物提供一种能源，显着提高土壤微生物活性，并改善土壤生物中的N和C的土壤储存。（见密歇根州立大学推广出版物有机肥对土壤微生物和土壤质量的影响。）

土壤C含量的增加会增加温室气体排放的风险。然而，这项研究表明，在强效温室气体一氧化二氮(N₂O)和甲烷(CH₄）.但是，在CO中观察到一些增加₂由于较大的土壤微生物活动引起的排放。总体而言，征收的土壤被证明是高地领域的碳的水槽，从而使环境受益。

底线

替代商业肥料的粪便对粮食安全（产量增加）和环境保护（较少的氮气损失和更低的温室气体排放）进行了积极的社会益处。本综述未解决，潜在的磷损失为地表水。众所周知，粪便减少侵蚀和径流损失，但如果允许土壤P水平增加较高的作物生产的最佳水平，磷损失可能会增加（见以前的文章）.

因此，提高产量和保护环境的策略将包括施用粪便：

• 在作物中或低于作物N要求（加上一些补充商业肥料，通常在种植时包括起始肥料）和
• 只有当土壤磷水平恢复到适宜作物生产的水平时，才可以在同一块土地上种植。

是的，肥料替代肥料可以使我们的环境受益。

参考

夏磊，林淑珍，闫晓燕，陈东。2017。农业生态系统中畜禽粪便的循环利用如何影响作物产量、活性氮损失和土壤碳平衡?环绕。科学。抛光工艺。7450 - 7457

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资金支持来自北部地区水网（http://northcentralwater.org/）.更多关于肥料和土壤健康的信息，包括以前的博客文章，可以在这里找到http://soilhealthnexus.org/。

本文的评论者:Shelby Burlew，密歇根州立大学推广学院;内布拉斯加大学(University of Nebraska)的布莱恩·克伦克(Brian Krienke);Amy Schmidt，内布拉斯加大学;莱斯利·约翰逊;内布拉斯加大学