台南區農業專訊第31期:5~9頁(2000年3月)

禽畜排泄物堆肥連續施用之肥效評估

文/圖  黃山內   林滄澤   

前 言

國內畜牧產業發達,每年禽畜糞排泄量高達一千二百萬噸,如果處理不當或任意排放,很容易造成環境污染。但因禽畜排泄物含有大量有機物及植物所需養分要素,妥善加以處理製造堆肥,作為農田有機肥料利用,不但可解決禽畜糞尿排放污染造成之環保問題,也可增進農田土壤肥力。但以堆肥方式施用於農田,必須考慮農地土壤之安全承受量,以免長期過量施用而導致農地土壤劣化,同時亦需配合不同作物之養分需求,合理適量施用,以達到兼顧增進作物產量與維護農田地力之目的。

禽畜排泄物堆肥之肥效表現,會因堆肥、作物及土壤種類之不同而有差異,要正確的調節禽畜排泄物堆肥施用量,必須先瞭解不同禽畜排泄物堆肥之肥效大小,因此本場在雲林縣斗南鎮(砂頁岩非石灰性新沖積土)、嘉義縣義竹鄉(砂頁岩石灰性新沖積土)及台南縣新化鎮(砂頁岩老沖積土)等三處不同土類之土壤進行牛、雞、豬糞等禽畜排泄物堆肥對水稻、甘藍、落花生、盤固牧草等作物之肥效評估試驗,以探討不同禽畜排泄物堆肥長期施用對上述各作物產量之影響,並與化學肥料比較其相對肥料效率及其在各作物之最高施用量上限,以供禽畜排泄物堆肥化處理及合理施用之應用參考。供試堆肥材料為牛糞、雞糞及豬糞堆肥,全氮含量分別為1.81%、2.46%及2.82%。各期作物施肥量依作物施肥手冊推荐量施用,牛、雞、豬糞堆肥以氮肥推荐量之1.5及3倍兩種施用量進行比較。其施肥量以各堆肥之全氮含量乘以各作物氮肥推荐量之1.5或3倍換算各該堆肥施用量,並全量作基肥施用。盤固牧草施肥量則均分4次施用。各期作物施肥量如表1。

表1. 肥效評估試驗田各處理禽畜糞堆肥施用量

   

牛 糞 堆 肥

雞 糞 堆 肥

豬 糞 堆 肥

化 學 肥 料 區

氮1.5倍區

氮3 倍區

氮1.5倍區

氮3倍區

氮1.5倍區

氮3倍區

氮 – 磷 – 鉀

   -----------------------------公噸/公頃 ------------------------------       -------公斤/公頃-----

水稻

13

26

10

20

8

16

160 – 70– 60

甘藍

20

40

15

30

13

26

240 – 72 – 120

落花生

3.3

6.6

2.4

4.8

2.1

4.2

40 – 60 – 80

盤固牧草

33

66

24

48

21

42

400 –150– 150

不同種類及施用量之禽畜糞堆肥對各作物產量之影響

水稻試驗結果,義竹及斗南兩試地均以豬糞及雞糞堆肥之肥效較高,牛糞堆肥之肥效最低。稻谷產量比較,雞糞堆肥氮1.5倍區(施用量10公噸/公頃)之產量為化學肥料區之89(義竹)∼88(斗南)%、3倍區(施用量20公噸/公頃)為化學肥料區之98∼79%,豬糞堆肥氮1.5倍區(施用8公噸/公頃)之產量為化學肥料區之84∼86%、3倍區為99∼72%。牛糞堆肥氮1.5倍區(施用13公噸/公頃)之產量為化學肥料區之62∼83%、3倍區為71∼92%(表2)。斗南試地之雞糞及豬糞堆肥氮3倍區出現氮素過量現象,而導致稻谷減產。水稻之雞糞及豬糞施用量不宜超過氮肥推荐量之3倍。

禽畜排泄物1.jpg (192731 bytes)秋作甘藍試驗結果,以豬糞堆肥之肥效最高,亦以牛糞堆肥之肥效最低。與化學肥料區之產量比較,豬糞氮1.5倍及3倍區之產量指數分別為化學肥料區之80%及89%。雞糞堆肥1.5倍及3倍區為62∼80%。牛糞堆肥區之產量僅為化學肥料區之42∼54%(表2)。因為甘藍對氮素需求量較高,牛糞堆肥之養分供應量與強度均不足以供應甘藍正常生長所需,牛糞堆肥不適合單獨施用在甘藍。

落花生試驗結果,以豬糞堆肥之肥效最高,豬糞氮1.5倍及3倍區之產量分別為化學肥料區之110%及115%。雞糞堆肥1.5倍及3倍區之產量為化學肥料區之95∼93%。牛糞堆肥區為88∼93%(表2)。雞糞堆肥氮3倍用量對落花生亦有氮肥過量之減產趨勢。

盤固牧草試驗結果,以雞糞堆肥之肥效最高,牛糞次之,豬糞堆肥之肥效最低。青割牧草產量比較,雞糞氮1.5倍及3倍區之產量分別為化學肥料區之124%及152%,牛糞堆肥氮1.5倍及3倍區產量分別為化學肥料區之90∼127%。豬糞堆肥區產量最低,為化學肥料區之87∼109%(表2)。

表2. 各作物不同堆肥施用量之公頃產量及產量指數.(%)比較

堆肥施用量

水稻(義竹)

水稻(斗南)

甘 藍

落 花 生

盤 固 牧 草

產量

指數

產量

指數

產量

指數

產量

指數

產量

指數

(公斤)

(%)

(公斤)

(%)

(公噸)

(%)

(公斤)

(%)

(公噸)

(%)

牛糞氮1.5倍區

4597

62

6462

83

45.2

42

2333

88

93.5

90

牛糞氮3倍區

5233

71

7165

92

57.7

54

2440

93

131.5

127

雞糞氮1.5倍區

6581

89

6908

88

66.6

62

2510

95

129

124

雞糞氮3倍區

7223

98

6158

79

85.2

80

2458

93

157.5

152

豬糞氮1.5倍區

6213

84

6773

86

85.2

80

2900

110

90.3

87

豬糞氮3倍區

7261

99

5650

72

95.3

89

3033

115

112.8

109

無肥區

4353

59

5201

66

35.2

32

1988

75

52.6

50

化肥氮半量區

6149

83

6566

84

83.6

78

2443

93

86.1

83

化肥氮全量區

7350

100

7831

100

106.9

100

2633

100

103.3

100

化學肥料對各作物之肥效及各禽畜糞堆肥之相對氮肥肥效值

化學肥料對一期作水稻之肥效,在義竹及斗南兩試地分別為每公斤氮素增產稻谷18.7及16.4公斤,以化學肥料之肥效為標準,估算各禽畜糞堆肥之相對氮肥肥效值,雞糞施用10噸/公頃相當於化學肥料氮素119(義竹)∼104(斗南)公斤、雞糞施用20噸/公頃相當於化學肥料氮素153∼58公斤;豬糞施用8噸/公頃相當於化學肥料氮素99∼96公斤、豬糞施用16噸/公頃相當於化學肥料氮素156∼27公斤;牛糞施用13噸/公頃相當於化學肥料氮素13∼77公斤、牛糞施用26噸/公頃相當於化學肥料氮素47~120公斤(表3)。雞糞及豬糞之3倍區在斗南試地由於氮素過量而減產,導致肥效值下降之負效應。

禽畜排泄物2.jpg (179540 bytes)化學肥料對甘藍之肥效為每公斤氮素增產甘藍298公斤,各禽畜糞堆肥之相對氮肥肥效值,雞糞施用15噸/公頃之肥效相當於105公斤化學肥料氮素、雞糞施用30噸/公頃之肥效相當於167公斤化學肥料氮素;豬糞施用13噸/公頃之肥效相當於167公斤化學肥料氮素、豬糞施用26噸/公頃之肥效相當於201公斤化學肥料氮素;牛糞施用20噸/公頃之肥效相當於34公斤化學肥料氮素、牛糞施用40噸/公頃之肥效相當於75公斤化學肥料氮素(表3)。牛糞堆肥對甘藍之肥效值偏低,不宜作為甘藍肥培之單一養份源。

禽畜排泄物3.jpg (186628 bytes)化學肥料對落花生之肥效為每公斤氮素增產花生莢果16.1公斤,各禽畜糞堆肥之相對氮肥肥效值,雞糞施用2.4噸/公頃之肥效相當於32公斤化學肥料氮素、雞糞施用4.8噸/公頃之肥效相當於29公斤化學肥料氮素;豬糞施用2.1噸/公頃之肥效相當於57公斤化學肥料氮素、豬糞施用4.2噸/公頃之肥效相當於65公斤化學肥料氮素;牛糞施用3.3噸/公頃之肥效相當於21公斤化學肥料氮素、牛糞施用6.6噸/公頃之肥效相當於28公斤化學肥料氮素(表3)。豬糞對落花生之肥效優於化學肥料。

化學肥料對盤固草之肥效為每公斤氮素增產牧草126公斤,各禽畜堆肥之相對氮肥肥效值,雞糞施用24噸/公頃之肥效相當於603公斤化學肥料氮素、雞糞施用48噸/公頃之肥效相當於828公斤化學肥料氮素;牛糞施用33噸/公頃之肥效相當於323公斤化學肥料氮素、牛糞施用66噸/公頃之肥效相當於623公斤化學肥料氮素; 豬糞堆肥之肥效最低,豬糞施用21噸/公頃之肥效相當於298公斤化學肥料氮素、豬糞施用42噸/公頃之肥效相當於475公斤化學肥料氮素(表3)。

禽畜糞堆肥對各作物之相對氮肥效率

三種禽畜糞堆肥與化學肥料肥效比較,依據迴歸分析結果估算對各作物之相對氮肥效率如表3。試驗結果顯示,禽畜排泄物堆肥之肥料效應及其最高施用量因土壤條件及作物種類之不同而異。禽畜糞堆肥對水稻之相對氮肥效率以豬糞最高為0.32,亦即豬糞氮素每公斤僅相當於化學肥料氮素0.32公斤之肥效,雞糞堆肥為0.31,牛糞之相對氮肥效率最低僅為0.09,三種禽畜糞堆肥對水稻之肥效比較,豬糞及雞糞堆肥之肥效為牛糞堆肥之3倍。對甘藍之相對氮肥效率,亦以豬糞最高為0.27、雞糞次之為0.23,牛糞之肥效值亦最低僅為0.105。對落花生之相對氮肥效率,豬糞高達0.54、雞糞為0.24,牛糞為0.23。對盤固牧草之相對氮肥效率,雞糞堆肥為0.65,牛糞為0.52,豬糞堆肥則為0.38。

表3. 禽畜糞堆肥對各作物之相對氮肥效率及最高施用量估計

 

堆肥施用量
(公噸/公頃)

相對氮肥值
(公斤氮素/公頃)

相對氮肥效率

禽畜糞堆肥最高施用量估計
(公噸/公頃)

水稻

牛糞堆肥

26

47

0.098

57

雞糞堆肥

20

153

0.318

18

豬糞堆肥

16

155

0.323

23

甘藍

牛糞堆肥

40

75

0.105

70

雞糞堆肥

30

167

0.232

43

豬糞堆肥

26

201

0.279

22

落花生

牛糞堆肥

6.6

28

0.234

6.5

雞糞堆肥

4.8

29

0.242

3.4

豬糞堆肥

4.2

65

0.540

3.5

盤固牧草

牛糞堆肥

66

623

0.519

152

雞糞堆肥

48

828

0.690

57

豬糞堆肥

42

475

0.395

42

禽畜糞堆肥對各作物之最高施用量估計

禽畜糞堆肥之肥效及其最高施用量因土壤條件及作物種類之不同而異,以曲線迴歸分析估算各種禽畜糞堆肥對不同作物之最高施用量(表3),水稻在義竹試地為牛糞57公噸/公頃、雞糞18公噸/公頃、豬糞23公噸/公頃,在斗南試地則為牛糞36公噸/公頃、雞糞12公噸/公頃、豬糞9公噸/公頃;甘藍為牛糞70公噸/公頃、雞糞43公噸/公頃、豬糞22公噸/公頃;落花生為牛糞6.5公噸/公頃、雞糞3.4公噸/公頃、豬糞3.5公噸/公頃;而盤固牧草為牛糞152公噸/公頃/年、雞糞57公噸/公頃/年、豬糞42公噸/公頃/年。禽畜糞堆肥施用量不宜超出此估計最高用量上限,以免對各作物造成減產之反效果。

結 論

由三處試驗地對水稻、甘藍、落花生及盤固牧草之試驗結果,顯示禽畜排泄物堆肥對作物之肥料效應依不同堆肥種類及不同土壤性質及不同作物而異。水稻及甘藍均以豬糞堆肥之肥效最高,其相對氮肥效率各達0.32及0.27,而均以牛糞堆肥之相對氮肥效率最低僅為0.09∼0.10。牛糞堆肥對甘藍之肥效值偏低,不宜作為甘藍肥培之單一養份源。而水稻之雞糞及豬糞堆肥施用量上限應為氮素推荐量之3倍左右,以免因氮素過量而導致減產之負效應。豬糞堆肥對落花生之相對氮肥效率高達0.54。雞糞及牛糞堆肥對盤固牧草之相對氮肥效率亦高達0.65及0.52。對各該作物之肥培資材而言,均為極佳之養份源。

以曲線迴歸分析估算各禽畜糞堆肥對各作物之最高施用量,亦因土壤條件及作物種類之不同而異,水稻在義竹試地為牛糞57公噸/公頃、雞糞18公噸/公頃、豬糞23公噸/公頃;在斗南試地則為牛糞36公噸/公頃、雞糞12公噸/公頃、豬糞9公噸/公頃。甘藍為牛糞70公噸/公頃、雞糞43公噸/公頃、豬糞22公噸/公頃。落花生為牛糞6.5公噸/公頃、雞糞3.4公噸/公頃、豬糞3.5公噸/公頃;而盤固牧草為牛糞152公噸/公頃/年、雞糞57公噸/公頃/年、豬糞42公噸/公頃/年。堆肥施用量不宜超出此估計最高用量上限,以免對各作物造成減產之反效果。而在長期連續施用之情況下,堆肥之肥效有逐漸提高之趨勢,施用量亦應隨之逐年降低。

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