來自俄羅斯人民友誼大學(RUDN)的一個生物學家小組總結了520項關於糞便對土壤影響的研究結果,並建立了肥沃土壤中所有生物化學過程。研究小組還比較了有無礦物添加劑的糞便的效果,展示了不同動物的糞便對土壤肥力的影響,並計算出土壤施肥的最佳糞便量。研究結果發表在《Science of The Total Environment》上。
自古以來,糞便一直被用作植物的營養來源。然而,直到最近,還沒有對這種有機肥料進行大規模的系統分析。一個生物學家團隊(包括RUDN大學的幾位專家)回顧了500多篇關於糞便對土壤質量影響的科學著作,並提供了關於糞便施肥的系統和統計學上的通用數據。
"儘管進行了很多研究,但還沒有對糞肥對不同土壤性質的影響進行概括分析。我們分析了521項研究,這些研究涵蓋了短期和長期(長達113年)田間實驗中單次和連續使用糞肥的情況。我們的團隊還建立了一個概念,即在糞肥的影響下,生物過程的變化取決於氣候因素和土壤性質。"生物學博士、RUDN大學可持續生態系統數學建模和設計中心的高級研究員Evgeniya Blagodatskaya說。
在選擇用於分析工作的研究時,該團隊遵循了嚴格的標準。每項研究都必須包含與碳和養分循環相關的肥料和酶的來源的準確信息,有一個未施肥的對照批次,並提供不同的數據和特徵進行統計分析。分析涵蓋了不同類型的土壤和氣候區,年平均氣溫為10~20℃,降水量為250~1000毫米。
在總結了這些研究後,研究小組提出了一個最佳的年施肥量,25000公斤/1公頃。這個比例能使產量和土壤肥力達到最佳平衡,有助於將土壤酸度維持在對農業最有利的水平上。然而,這個值不能被認為是一個普遍的標準。即使它已經被計算出不同的氣候條件和土壤類型,進一步的研究將需要一個更大的資料庫。根據該團隊的研究,糞便能夠加速碳和氮的生化循環達30%。值得注意的是,豬糞對氮循環的生化特性影響很大。土壤施肥後(特別是在不含礦物添加劑的情況下),在碳、氮、硫、磷化合物的化學轉化中起作用的酶變得更加活躍。此外,糞肥還能增加土壤的孔隙度,從而提高土壤的保水能力。
除了有機肥的優勢外,研究小組還指出,如果糞便處理不當,可能會出現兩個風險因素:病原體和溫室氣體及氮磷化合物的環境汙染。糞肥可以解決農業產業面臨的許多問題,減少土壤退化和提高肥力,增加碳儲備,加速關鍵元素的循環,並使其可用於植物。