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牛场管理
如何将牛粪合理的应用到作物施肥中
2017-06-11 荷斯坦奶农俱乐部网  访问量:82   如何将牛粪合理的应用到作物施肥中  [ 字号: ]

如何将牛粪合理的应用到作物施肥中

John. Moloney  GEA 牧场设备技术支持经理 

毕业于英国哈珀·亚当斯大学,农业工程学专业。2009年加入GEA公司,牧场污水系统处理专家,专注于基伊埃霍尔公司粪污处理方案。主要负责北美和亚太区的技术支持工作,,拥有不同气候条件下全球大型牧场项目经验。

对美国奶牛的调查统计发现,一头奶牛每天产生的牛粪大约为68升。因为国内更多的是关注产奶量,一头奶牛产生的粪肥可以按两倍的产奶量来计算。牛粪还田来促进农作物的生长,是比较经济环保的做法,而这需要通过科学的方式做牛粪检测,准确的将粪肥释放到土壤中,牛粪里的肥料包括氮、磷、钾的含量是可观的。

1每头牛在粪肥中所含的成分和各个营养元素的含量

 

2 粪肥的营养价值

 

通过表2可以了解一些直观的数据,根据牛粪氮、磷、钾的含量,每年1头牛可以产生294美元的肥料价格,当然肥料价值是随着市场价格而变动的。

当然,不同的还田方式实际效果也不同,粪肥里的养分还到田里不会很快被农作物分解吸收,氮肥尤其明显。氮肥主要分为两部分,有机氮和氨氮,比例是50:50。氨氮能很快被农作物吸收,但是也会容易在空气中挥发,有机氮在土地里分解被吸收大约有2-3年的时效。有两个方法可以减少氨氮在土地流失:一是通过注入土壤的方式减少在空气中挥发的效果,二是通过减少储存时间,减少自然挥发。在科学使用土壤的过程中,要不断检测,减少粪肥对土壤的损伤。

3 各个不同农作物氮磷钾的需求量

 

牛粪资源化利用流程

关于牛粪后续处理的整个流程,国外的理念是越简单越有效越好,而在国内很多牧场在牛粪处理方面工艺比较复杂,远超国外,这样的处理方案会消耗巨大成本,产生了很多的废物,牧场在很长时间内很难保持盈利,而国外比较主流的方式运行成本会更低。

整个牧场的牛粪处理流程主要是部分:一是牛粪的收集:国内在这方面已经比较成熟;二是储存粪肥:即氧化塘的工艺,在部分牧场已使用;三是施肥的具体方法。

奶牛粪便的农业施用

在国外牛粪处理比较流行还田,很少使用沼气发电或污水处理,因为整体运行成本最低,达到的效果基本相同。液体粪肥还田主要是通过撒粪车和管道两种方式,使用起来简单、可靠,所以在国外非常流行。

现在整个还田的工艺越来越精细化,通过对流量的控制和GPS监控,既能保证还田的精准度又简化了处理系统和运行方式。

国外整个还田的成本包括收集和处理,换算过来每立方大概需要16-17元人民币。粪肥还田时机取决于农作物的耕作周期,一般是在农作物收割之后施肥,目的是补偿这次农作物消耗掉的养分和提供下一个耕作周期所需要的养分。当冬天地面结冰或下雨天地面潮湿,土地很难吸收的时候就不需要再施肥,在不合适施肥的季节需要用氧化塘储存粪肥,等到合适的时候再还田。牧场周边最好有土地配套,以便储存的牛粪还田时候更加灵活,国外有储存池和储存罐,在时机适当的时候通过各种方式输送到土地里。

土地应用系统的工作流程

针对两种液体还田,一种是软管传输施肥,另一种是粪肥罐车田间施肥系统。具体使用方式参考以下要素:软管传输方式需要非常熟练的工人,否则会出现管道的缠绕等问题,后续运行成本高并且效率低。通过软管输送受到长度和设备的限制,很多牧场土地离牧场比较远,这种的就难以实现。还有土地的承受能力,如果土地可以承受大型车辆,就可以通过罐车还田,使用罐车跟地势也有一定的关系,另外,当还田的面积比较小不连贯时,通过软管铺设会耗费很大时间。

粪肥还田的步骤

第一步是将氧化塘搅拌。因为静止一段时间后氧化塘会形成分层,营养成分会沉到塘底,进行有效搅拌能使营养成分更加均匀,确保不会形成淤泥,防止氧化塘沉积后使用容积越来越小以及营养成分的巨大损失。

氧化塘泵所使用的动力来源是拖拉机,所搅拌的液体就是整个氧化塘的上清液,在泵的下方有搅拌叶轮,在上方有喷嘴,使用上清液将氧化塘上层凝固部分进行打碎,从而实现整个氧化塘的有效搅拌。搅拌完通过机身上的管路直接往田间或罐车里面输送。排到到氧化塘的粪肥如果经过固液分离,则其水含固率是3%-4%,如果是纯的牛粪其含固率约为12%。即便是全是12%的纯牛粪,搅拌设备依然会进行正常的搅拌和输送。

第二步是氧化塘粪肥的输送。可以将氧化塘打出的粪肥直接通过管道输送,也可以通过罐车。在还田季节为了快速还田,这种罐车传输速度为15m3/min。一辆30方的罐车只需两分钟即可灌满。

第三部是粪肥土地应用,一种是地表喷洒,二是注入式,通过犁将土壤切开,粪肥直接注入到地表以下再遮盖,三是根部针对性的注入。国外比较多的应用注入式,因为粪肥中的氮在紫外线照射下很容易流失,土壤的注入能最大限度避免营养成分在空气中的流失,也可以避免气味散发造成对居民的困扰以及环境的污染。

国外长距离选择罐车输送到田间地头用撒粪车进行撒粪,这些设备也比较简单,方便人员驾驭。撒粪车操作简单,经过多年使用,验证他的有效性。施肥成本主要取决于土地到牧场的距离,另外,整套设备更换的配件比较少,还有些犁地的刀具耗材。

4 每段运输距离的标准成本

 

由表4可以看出,每段运输距离的标准成本。还田距离越远,成本越高,正常情况下每加仑约为1美分,如果超过十三四公里后,这个成本会翻倍。

软管输送系统

使用软管输送,需要距离限制,最好的管道能做到8公里。因为使用软管输送方式,对液体的浓度有一定要求,粪肥浓度太高没有办法进行管道输送,而且整个运行受到软管强度的限制,操作人员熟练程度也很重要。

地表喷洒

地表喷洒可以利用滴灌的方式还田,即使注入方式也分成2类,一是把土地割开,二是通过前端的细切开注入牛粪后后端立即进行覆盖,会减少车辆对土壤的破坏程度,将牛粪注如完成后整个地面看不出有明显改变。

5

 

5显示的是不一样的还田方式粪肥营养的损失程度,注入式损失最小只损失1%-5%

应用科学与技术

还田前,首先要进行土壤采样,然后采用先进的设备有效还田,最新的撒粪车能够在粪肥还田过程中对营养成分的含量进行实时监控以及和GPS设备的联动。

立法考虑和环境保护

多数地区制定有要遵循的法规制度。通常包括:许可的施肥窗口——在寒冷季节或雨季不能施用;距离河道、居民区等的缓冲距离;施肥机操作员的资格认证;24小时内吸收(主要用于表面施撒);包含和报告意外泄漏的指南;养分管理计划;以最环保的方式施肥!尊重周围居民和环境!

小结

中国已经趋向于使用粪肥液体还田,从原来的高成本处理方式到现在的种养结合的方式,结合国外使用情况来看,这也是比较适合牧场的发展盈利模式。(本文根据John.Moloney2016首届牛粪资源化利用国际论坛会议的报告整理)

 

GEA地址见141

 






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