7.4.2 畜禽粪便肥料化
畜禽排泄物中含有大量农作物生长所必需的氮、磷、钾等营养成分和大量的有机质，将其进行堆肥等处理后作为肥料施用于农田是一种被广泛使用的利用方式。将畜禽粪便施用于农田，有利于改良土壤结构，提高土壤肥力和农作物产量。
1）畜禽粪便营养成分
畜禽粪便是饲料经畜禽消化后未被吸收利用的残渣，其中含有植物所需的多种营养成分及大量有机质，具有改良土壤物理性质与营养全面、平衡持久供应养分等化学肥料所不可比拟的优越性，在保持农业生产可持续发展以及绿色食品生产方面有着重要的作用。畜禽粪便中的肥料成分见表7.4。
表7.4 主要畜禽粪便中的肥料成分含量（%）
家畜和家禽粪便中的氮素形态略有不同，家畜粪便中的氮素大多数是复杂的含氮有机物，矿化比较缓慢，但是在堆沤、腐熟过程中可以形成多量腐殖质，具有改良土壤和后效较长的优点，以羊粪含氮量最高，猪粪、马粪次之，牛粪最低。家禽粪中的氮素以尿酸态为主，不能被作物直接吸收，而且有害根系的正常生长，须经腐熟后方可使用。
研究表明，鸡粪烘干后有机质含量很高，氮、磷、钾等养分含量也较高（表7.5），是一种优质安全的有机肥料。
表7.5 烘干鸡粪肥料的成分含量
我国是水资源和肥料资源都非常缺乏的国家，畜牧场的粪便污水只要处理得当就可转化为宝贵的水资源和肥料资源。经过处理的畜禽粪便是农作物的良好肥料，含有大量的腐殖物质，是土壤肥力很好的改良剂，可以改善土壤的团粒结构，防止土壤板结，提高土壤的保水、保肥能力，减少土壤中养分的流失。经过无害化处理后可制作成固体或液体有机肥施入森林、草地、绿地、池塘、农田、菜地、果园等生态系统，在参与生态系统物质循环的同时，为人类生产更多的动植物产品。
2）畜禽粪便肥料化的意义
众所周知，农田生态系统是开放的系统，有物质、能量的输入，也有物质、能量从系统中输出，也就是人类从农田中收获粮食、秸秆等，带走了大量的营养元素，为此人类必须向农田输入肥料等。当前，由于人均耕地面积不断减少，而人均粮食需求越来越高，人类便千方百计地通过增加复种指数提高单位面积产量，这往往又造成生态系统物质循环的输入和输出极不平衡。
近几十年来，对农业体系和模式及肥料结构问题的研究表明，农业生产中最重要的物质投入就是肥料，在有限的土地上，提高单产的重要措施之一就是要增加化肥投入。近年来，我国化肥施用量不断增加，但化肥投入效果却呈下降趋势，化肥的有效利用率很低，如主要肥料氮肥的利用率只有30%左右，其原因与有机肥施用量的急剧减少有关。试验表明，施用化肥，一般当年只能利用30%，自然流失30%，其余的40%要在有适量有机质存在的情况下，通过微生物作用积存在土壤中，如果土壤有机质不足，这部分化肥也将流失。科学试验和生产实践证明，土壤有机质含量的高低、有机质品质的优劣、土壤生物活性强弱是土壤肥力的重要指标。由于长期大量使用化肥，造成我国土壤有机质含量下降，土壤结构遭到破坏，土壤板结，产品品质下降，生产成本却逐年增加。而且，长期施用氮肥，会造成土壤磷、钾大量亏损。
有机肥与化肥相比，具有营养全面、肥效长、易于被作物吸收、能够改良土壤性质与平衡持久地供应养分等优点，对提高作物产量和品质、防病抗逆、改良土壤等具有显著功效。而且有机肥和化肥配施，对缓解我国化肥供应中氮、磷、钾比例失调，解决我国磷、钾资源不足，促进养分平衡，都有重要作用。另外，施用有机肥不仅可以避免单纯施用化肥造成土壤板结、水肥流失和产量下降的问题，而且可以提高产品品质，特别是对于瓜果蔬菜，施用这种肥料可明显提高产品品质。随着中国加入世贸组织，中国的农产品将进入国际市场参与国际竞争，在发达国家，具有有机食品标志的产品最受欢迎，因此只有获得有机食品标志才能更好地参与国际竞争，而用有机肥替代化肥是通过有机食品认证的最基本条件，也是生产绿色食品必须采取的措施。可见，有机肥的施用是发展有机持续农业、促进农牧结合、实现物质良性循环和保持生态平衡的必要措施。
有研究表明，施用烘干鸡粪肥的作物产量较施用其他肥料有较大的提高（表7.6），不仅如此，烘干鸡粪肥对蔬菜品质也有重要影响，尤其对维生素丙、可溶性固型物、糖和酸的含量，除番茄外，大多有良好的影响。烘干鸡粪既可以直接施用，也可以根据不同地区，不同作物品种的需要，根据配方施肥的原则，与其他肥料一起加工成各种鸡粪有机复合肥料，生产各种蔬菜、果树、花卉专用肥用于农业生产，其市场行情和使用效果都会更好，经济效益和社会效益会更加显著。
表7.6 鸡粪肥对作物产量的影响（kg/折合亩产）
总之，畜禽固体粪污处理后用作肥料，是资源化利用的根本出路，也是世界各国传统上最常用的办法。至今，国内绝大多数畜禽粪便都是作为肥料予以消纳的。
3）施用粪肥注意事项
畜禽粪便作为肥料进行施用时，必须满足如下要求：
①粪肥必须经过无害化处理，并且符合《畜禽养殖业污染物排放标准》中提出的关于废渣无害化环境标准要求（表7.7），才能进行土地利用。禁止未经处理的畜禽粪便直接施入农田，禁止直接将废渣倒入地表水体或其他环境中。
表7.7 畜禽养殖业废渣无害化环境标准
②经过处理的粪肥作为土地的肥料或土壤调节剂来满足作物生长的需要，其用量不能超过当地的最大农田负荷量，避免造成面源污染和地下水污染。在确定粪肥的最佳使用量时需要对土壤肥力和粪肥肥效进行测试和评价，并应符合当地环境容量的要求。
③粪肥施用后，应立即混入土壤。畜禽粪肥属迟效型有机肥，应作为农田基肥翻耕入土，谨访撒施在土壤表面，以免污染物质随地表径流污染地面水体。同时，将粪便迅速混入土内也减少氮流失到大气中。一项研究表明，施入粪便后如不立即混入土内，头三天氮损失量比混入土内要高17倍。
④对高降雨区、坡地及沙质容易产生径流和渗透性较强的土壤，不适宜施用粪肥或粪肥使用量过高，易使粪肥流失而引起地表水体或地下水污染，应禁止或暂停使用粪肥。
4）配制不同用途有机肥
根据施肥对象不同的需求，可制作成不同用途的有机肥。
（1）高效生物活性有机肥
畜禽粪便通过生物好氧发酵干燥处理制成高效生物活性有机肥，它可以突破农田施用有机肥的季节性、农田面积的限制，克服畜禽粪便含水率高和使用、运输、储存不便的缺点，并能消除粪便恶劣卫生状况。这种有机肥含有较高的总腐酸和生物活性物质，非常适合大棚栽培施用，可以随用随种，不伤根“烧苗”，施用后不会产生有害气体，人在棚内操作安全，而且对减轻设施栽培土壤的连作障碍作用较为显著。由于速效性较好，既可作基肥施用，也可用作追肥。
（2）生产有机复合肥
因过量施用化肥，尤其是氮肥，土壤养分失衡，结构受到破坏，生物活性下降，地力退化，同时水体受污染，地下水硝酸盐含量过高，还造成了生态环境恶化，农产品品质下降及农产品中有害物质的逐年增加。目前，在一些老设施栽培地出现的土壤盐害、酸化和土传病害已构成瓜果蔬菜生产的三大主要障碍，严重制约着瓜果蔬菜的可持续生产和农民的增收。生物发酵有机肥含有较高的总腐酸和生物活性物质，但因速效养分总含量较低，施用量较大，添加适量无机养分制成有机复合肥后可以在较少的用量下也能显示出较好的肥效。据试验研究，在减少化肥用量20%的情况下，有机复合肥与等养分的化肥具有同样的增产效果，硝酸盐含量降低20%～47%，维生素C含量提高10%～20%。
（3）配制生产各种栽培基质和营养土
近年来，无土栽培和花卉生产发展非常迅速，对栽培基质和营养土的需求量将会越来越大。畜禽粪便经生物好氧高温发酵无害化处理后，腐熟程度高，对无土栽培作物和花卉生长安全性好。因此经生物发酵制成的生物有机肥很适合用于设施无土栽培基质和花卉生产营养土的主要原料。