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厩肥

家畜粪尿和垫料、残余饲料等混合积制的农家有机肥料。在中国北方称为圈粪,南方称为栏肥。富含有机质和各种营养成分,具有培肥改土和提供作物养分的功能,为中国农村有机肥料的主体。施用厩肥,是养分循环和再利用的重要方式,有利于维持土壤肥力,增强后劲。成分性质厩肥的成分和性质取决于牲畜的种类和垫料的种类和数量。垫料不仅可吸收尿液,防止氮的挥发损失,保存养分,而且本身还含有一定的养分(表1)。

畜粪尿和垫料、残余饲料等混合积制的农家有机肥料。在中国北方称为圈粪,南方称为栏肥。富含有机质和各种营养成分,具有培肥改土和提供作物养分的功能,为中国农村有机肥料的主体。施用厩肥,是养分循环和再利用的重要方式,有利于维持土壤肥力,增强后劲。

成分性质

厩肥的成分和性质取决于牲畜的种类和垫料的种类和数量。垫料不仅可吸收尿液,防止氮的挥发损失,保存养分,而且本身还含有一定的养分(表1)。选用的垫圈材料既要吸水力强,又要含有较多的养分,同时还要考虑家畜种类和饲养的目的:如带仔母猪宜用稻草秸秆,不宜用泥炭、细土垫圈。必要时,可将多种垫料配合应用,但要就地取材,避免长途运输。

表1 几种有机垫料的碳、氮含量和碳氮比

厩肥的养分含量随家畜种类,饲料成分,垫圈材料的种类、用量及厩肥积制方法的不同差异较大。各种家畜积制的厩肥平均含量见表2。

表2 新鲜厩肥的平均养分含量(%)

新鲜厩肥一般须经堆积腐熟后才能施用。其主要作用是:①使迟效性养分转化成速效的,提高肥效;②消灭传染性病菌,寄生虫卵和杂草种子;③减少体积,便于施用。

积制方法

厩肥的积制,可分圈内堆积和圈外堆积两种。还有圈内圈外相结合的方法。具体方法,应因地制宜。

圈内积制

最常见的有垫厩法和冲厩法两种。但有些地区常采用垫厩(春冬)和冲厩(夏秋)两者结合使用。①垫厩法。即将秸秆、杂草、泥炭或细干土等垫料,垫在畜舍内,使垫料在牲畜的踏踩下,吸收排泄的畜粪尿与之充分混合,并在圈内初步腐解,过一段时间后起出圈外;②冲厩法。适用于群体饲养的畜群或机械化养猪场。即在畜舍的附近挖沤粪池,使畜舍与沤粪池相通,舍内的地面要坚实并稍带倾斜,每天用水把畜粪尿冲洗到舍外的粪池中沤泡。为避免养分损失,可在沤粪池上加盖。有些地区把冲洗出来的粪尿液引入沼气发酵池中,再用沼气液渣作肥料,充分利用能源。猪场粪便引入沼气池制取沼气综合利用如下图所示。

北京实验猪场粪便综合利用示意图

圈外积制

即将畜舍内起出的圈肥放在畜舍外堆积腐熟。按其堆积的松紧程度不同,可分为紧密堆积、疏松堆积和紧密疏松交替3种方式。①紧密法。从畜舍内取出的圈肥,在选定的积肥场上层层堆积,每堆一层立即压紧,至1.5~2米高度(一般为2~3米的长方形堆积堆)。然后在堆的外面用泥炭或泥土封好,避免风吹雨淋损失养分和维持堆内嫌气条件,有利嫌气微生物的活动。堆积约2~4个月可达半腐熟状态。6个月以上达到完全腐熟;②疏松堆积法。堆制方法基本与紧密法相似,所不同的是堆积过程中不压紧,以保持好气高温下分解腐熟。这种方法,有机质及氮的损失比紧密法高;③疏松紧密交替法。是先采用疏松法堆积,并浇以粪水调节分解速度,待2~3天后,堆内温度可达60~70℃,以便杀灭病菌、虫卵及草籽等。待温度稍下降后,踏实压紧,然后再添加新鲜圈肥,照前面方法重复堆积至高达1.5~2米为止。再用泥炭或泥土封好。这种积制方法,有机质及氮损失少。

垫厩积肥起圈要勤起勤垫,以保持厩舍清洁和积制更多的厩肥。用猪、牛圈粪尿等积制的厩肥,一般称为冷性厩肥,马、羊厩肥一般属热性厩肥。堆制厩肥要遵守既要加速物质分解,又要防止养分损失的原则,因此要了解厩肥在堆制过程中的物质转化。

物质转化

厩肥在堆制过程中,要经历一系列的有机无机物质转化过程,才能腐熟。一般把复杂的有机物质转化形成简单的有机、无机物质的过程,称为矿质化过程;把矿质化过程中形成的中间产物再经转化合成为复杂的腐殖质的过程,称为腐殖质化过程。这两个过程都是在微生物和酶的作用下同时进行的。

矿质化过程

含碳化合物的转化

在厩肥堆积过程中把复杂的纤维素、半纤维素、多糖、双糖等,转化形成为简单的葡萄糖、果糖和半乳糖等,其反应如下:

厩肥

在好气条件下,可再将葡萄糖、果糖及半乳糖等进一步分解成二氧化碳和水;如在嫌气条件下,则生成大量有机酸,最后形成甲烷和二氧化碳,反应为:

厩肥

含氮物质的转化

粪尿中含有各种蛋白质氮和非蛋白质氮,这些含氮物质的转化,包括氨化作用硝化作用反硝化作用等过程。氮的这些转化过程是同时存在的,主要取决于水热条件而互有显隐。①蛋白质氮的转化。首先由水解蛋白酶把蛋白质的肽键打断形成多肽,然后在肽酶的作用下形成氨基酸;之后氨基酸在不同条件下进行氨化作用,转化形成氨。其转化形式包括氧化、还原和水解等。其反应如下:

厩肥

由氨基酸转化形成的氨,在好气条件下,可进行硝化作用形成硝酸盐,硝酸盐易淋失。硝化作用多在厩肥堆制堆的表面进行。硝酸盐在缺氧条件下,再继续转化形成游离化氮,而导致脱氮损失;②非蛋白质氮的转化。非蛋白质氮主要有尿素、尿酸和马尿酸。这些含氮化合物转化后都可产生氨(见畜粪尿)。

综上所述,含氮化合物分解的最终产物氨容易挥发损失。因此厩肥等有机肥料在堆制过程中,一般加入少量过磷酸钙等,以减少氮的损失。

含磷化合物的转化

厩肥等有机肥料中,常见的含磷化合物有核蛋白、卵磷脂、核酸、肌醇磷酸盐等,它们经水解可转化形成磷酸。其反应如下:

厩肥

含硫化合物的转化

硫多数与蛋白质结合,所以硫的转化与氮化物的转化相似,先转化为含硫氨基酸。如半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、硫基丙氨酸等,在好气条件下,这些含硫氨基酸进一步转化形成硫酸盐;在嫌气条件下,则形成硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3-SH)、二甲基硫[(CH32S]等还原性物质。

腐殖质化过程

厩肥等有机肥料在堆制过程中,除有机物质的分解转化外,同时还进行合成作用,产生结构复杂的有机化合物——腐殖质,多数认为腐殖质形成大体分为两个阶段:第一阶段是形成腐殖质的原始材料阶段。如多元酚、醌化合物、木质素降解所产生的芳香族结构单位以及蛋白质降解所产生的各种肽、氨基酸等含氮化合物,是构成腐殖质的主要原始材料;第二阶段是将那些原始材料缩合形成复杂的腐殖质。但第二阶段的形成是个相当长期和复杂的过程,有些过程需要将厩肥施到土壤中再继续转化,才能完成整个过程。

施用技术

厩肥不仅是土壤圈微生物的碳源和土壤改良剂,而且是作物氮、磷、钾及其它养分的给源和载体,利用厩肥是促进作物养分循环和再利用的最好形式。厩肥一般用作基肥,每公顷用量22.5~37.5吨。施用量较大时,应均匀撒施后翻耕埋入土中;施用量少时,一般开沟施于播种行间。已腐熟的厩肥,在南方也可作为单季晚稻、杂交水稻、秋玉米等生长期较长的作物的追肥,条施行间,每公顷用量15吨,旱作施用须覆土,水田不必翻埋,任其腐烂。

厩肥施于轻质土壤效果优于重质土壤。粘质土壤应施腐熟度较好的厩肥,翻埋宜浅,便于分解;对于冷浸田、山垄田应施用热性厩肥。水田施用腐熟度较差的厩肥,要注意用量,以防有机酸和硫化氢等中毒。在施用厩肥特别是腐熟度较差的厩肥时,应配施速效氮、磷化肥,使其肥效长短结合,迟速互济。