一種基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法；該方法含有下列步驟：1，選定一個養(yǎng)牛場，計算出該養(yǎng)牛場中一頭牛每年平均排出的五氧化二磷的總量Pe：Pe＝365*Q*P*L其中，Q是一頭牛平均每天排出的糞便重量；選定一塊面積一定的土地，確定下來該塊土地上一年中要種植的農(nóng)作物的種類總數(shù)m、每種農(nóng)作物的種植面積和種植時間，估算第i種農(nóng)作物在一年中的產(chǎn)出總量Qi，計算所有農(nóng)作物每年對五氧化二磷的總攝入量Pu：2，測定出該塊土地上的載畜量C：C＝Pu/Pe；本發(fā)明科學(xué)合理，能為種養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)養(yǎng)殖場提供準(zhǔn)確的載畜量數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法 (一） 、技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本發(fā)明涉及一種測定土地載畜量的方法，特別涉及一種基于牛奠中磷的含量測定 土地載畜量的方法。 (二） 、【背景技術(shù)】：
[0002] 家畜的養(yǎng)殖模式在中國已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，傳統(tǒng)的分散式飼養(yǎng)正逐步被大規(guī) 模的集約化飼養(yǎng)替代。通常情況下，養(yǎng)殖糞污可以被當(dāng)做生物肥料來還田，但是如果施用的 糞肥超過了土地的消納能力，就會造成土地富營養(yǎng)化等環(huán)境問題。養(yǎng)殖糞污的污染問題有 很多影響因素，例如，糞污的組成、養(yǎng)殖密度以及飼養(yǎng)模式等。種養(yǎng)結(jié)合的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式能 夠很好地解決大規(guī)模養(yǎng)殖和環(huán)境保護之間的問題，能夠讓營養(yǎng)元素進行充分循環(huán)，同時改 善土壤質(zhì)量、保護自然資源和增加生物多樣性，其中，尋找一個能夠同時滿足養(yǎng)殖效益和環(huán) 境保護的平衡點，是一個很重要的問題。 (三） 、
【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方 法，該方法科學(xué)合理，能為種養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)養(yǎng)殖場提供準(zhǔn)確的載畜量數(shù)據(jù)。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0005] -種基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法，含有下列步驟：
[0006] 步驟1，選定一個養(yǎng)牛場，計算出該養(yǎng)牛場中一頭牛每年平均排出的五氧化二磷的 總量Pe:
[0007] pe = 365*Q*P*L
[0008]其中，Q是一頭牛平均每天排出的糞便重量，P是糞便中五氧化二磷的百分比含量， L是五氧化二磷的實際利用率(牛糞在堆肥和施肥過程中會損失一定量的五氧化二磷，實際 利用的五氧化二磷要少于理想狀態(tài)下的量）；
[0009] 選定一塊面積一定的土地（比如：一公頃土地），確定下來該塊土地上一年中要種 植的農(nóng)作物的種類總數(shù)m、每種農(nóng)作物的種植面積和種植時間，根據(jù)每種農(nóng)作物的種植面積 和種植時間估算出該種農(nóng)作物在一年中的產(chǎn)出總量，然后計算該塊土地上的所有農(nóng)作物每 年對五氧化二磷的總攝入量Pu:
[0010] Pu = Jvi*Qi*f i 二 1
[0011] 其中，Vi是第i種農(nóng)作物的產(chǎn)出對五氧化二磷的吸收系數(shù)，Qi是第i種農(nóng)作物一年 的產(chǎn)出總量，f是五氧化二磷的轉(zhuǎn)換系數(shù)，i的取值范圍為1~m;
[0012] 步驟2，測定出該塊土地上的載畜量C:
[0013] C = Pu/Pe，
[0014]載畜量C對應(yīng)一個頭數(shù)固定的牛群，該牛群中各種牛所占的百分比數(shù)和該養(yǎng)牛場 中各種牛所占的百分比數(shù)相同。
[0015] L為90% ~95% ;f 為2.29。
[0016]各種農(nóng)作物的產(chǎn)出對五氧化二磷的吸收系數(shù)分別如下：
[0017] 水稻為0.0067，小麥為0.0090，玉米為0.0109，番茄為0.0017，花椰菜為0.0031，黃 瓜為0.0010，茄子為0.0009，芹菜為0.0012，蘋果為0.0008，葡萄為0.0030，梨為0.0014，桃 為0.0020。
[0018] 〇、？6、？11和如的單位均為1^。
[0019] -頭牛平均每天排出的糞便重量Q的計算方法如下：
[002。] Q =之.Bj*Aj j=i
[0021] 其中，n為整個養(yǎng)牛場中牛的種類總數(shù)，Bj為第j種牛每天排出的糞便重量，Aj為第 j種牛的數(shù)量占?？倲?shù)量的百分比，j的取值范圍為1~n。
[0022] 糞便中五氧化二磷的百分比含量P根據(jù)實際的化驗結(jié)果來確定。
[0023]本發(fā)明的有益效果：
[0024] 1.本發(fā)明根據(jù)一頭牛平均每年排出的五氧化二磷的總量和一塊土地上的所有農(nóng) 作物每年對五氧化二磷的總攝入量，確定出該塊土地上合適的載畜量，符合營養(yǎng)平衡的原 理，測定方法科學(xué)合理，能為種養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)養(yǎng)殖場提供準(zhǔn)確的載畜量數(shù)據(jù)，使養(yǎng)殖者在規(guī) 劃牛場時，就充分考慮土地的載畜量這一限制性因素，從而為牛場配套足夠的種植面積，避 免潛在的環(huán)境污染問題。
[0025] 2.本發(fā)明選擇五氧化二磷作為元素推斷指標(biāo)有如下優(yōu)點：
[0026] 1)通常情況下，磷是土地載畜量的首個限制性元素，這是由于五氧化二磷如果過 量帶來的環(huán)境污染問題很嚴(yán)重；
[0027] 2)用磷的含量計算比用其它元素（比如:氮)要相對準(zhǔn)確些。 (四）、【具體實施方式】：
[0028] 基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法含有下列步驟：
[0029] 步驟1，選定一個養(yǎng)牛場，計算出該養(yǎng)牛場中一頭牛每年平均排出的五氧化二磷的 總量Pe:
[0030] pe = 365*Q*P*L
[0031]其中，Q是一頭牛平均每天排出的糞便重量，P是糞便中五氧化二磷的百分比含量， L是五氧化二磷的實際利用率(牛糞在堆肥和施肥過程中會損失一定量的五氧化二磷，實際 利用的五氧化二磷要少于理想狀態(tài)下的量）；
[0032] 選定一塊面積一定的土地（比如：一公頃土地），確定下來該塊土地上一年中要種 植的農(nóng)作物的種類總數(shù)m、每種農(nóng)作物的種植面積和種植時間，根據(jù)每種農(nóng)作物的種植面積 和種植時間估算出該種農(nóng)作物在一年中的產(chǎn)出總量，然后計算該塊土地上的所有農(nóng)作物每 年對五氧化二磷的總攝入量Pu: m
[0033] Pu = ^]Vi*Qi*f i-1
[0034]其中，Vi是第i種農(nóng)作物的產(chǎn)出對五氧化二磷的吸收系數(shù)，Qi是第i種農(nóng)作物一年 的產(chǎn)出總量，f是五氧化二磷的轉(zhuǎn)換系數(shù)，i的取值范圍為1~m;
[0035]步驟2，測定出該塊土地上的載畜量C:
[0036] C = Pu/Pe
[0037] 載畜量C對應(yīng)一個頭數(shù)固定的牛群，該牛群中各種牛所占的百分比數(shù)和該養(yǎng)牛場 中各種牛所占的百分比數(shù)相同。
[0038] L為90% ~95% ;f 為2.29。
[0039]各種農(nóng)作物的產(chǎn)出對五氧化二磷的吸收系數(shù)分別如下：
[0040] 水稻為0.0067，小麥為0.0090，玉米為0.0109，番茄為0.0017，花椰菜為0.0031，黃 瓜為0.0010，茄子為0.0009，芹菜為0.0012，蘋果為0.0008，葡萄為0.0030，梨為0.0014，桃 為0.0020。
[0041 ] 〇、？6、？11和如的單位均為1^。
[0042] -頭牛平均每天排出的糞便重量Q的計算方法如下：
[0043] Q =之Bj*Aj j:=:l
[0044]其中，n為整個養(yǎng)牛場中牛的種類總數(shù)，Bj為第j種牛每天排出的糞便重量，Aj為第 j種牛的數(shù)量占牛總數(shù)量的百分比，j的取值范圍為1~n。
[0045] 糞便中五氧化二磷的百分比含量P根據(jù)實際的化驗結(jié)果來確定。
[0046] 下面以河南省為例進行土地載畜量的分析：
[0047] 河南省的氣候很溫和，年平均氣溫在一月份到達0度左右，在7月到達27-28度，并 且四季相對分明，夏季相對潮濕炎熱，冬季相對干冷，每年的降雨主要發(fā)生在夏季。河南省 具相對較高的家畜密度，家畜年產(chǎn)量高、糧食產(chǎn)量高等。
[0048] 選取10個奶牛場和12個肉牛場進行分析。對于奶牛場的選擇標(biāo)準(zhǔn)包括群體數(shù)量大 于300、生產(chǎn)活動正常，且分布位置涵蓋河南的北部、中部和南部。對肉牛場的選擇標(biāo)準(zhǔn)與奶 牛場類似，同時，選擇了肉牛場中的繁殖場，而不是育肥場，因為繁殖場在河南省更為常見。
[0049] 在奶牛場，牛被分為4個階段，其中，泌乳牛和干奶牛在奶牛場中占主要成分，分別 占55.2%和18.1 %，小母牛(大于1歲還沒有懷孕）占到15.7%，犢牛（小于1歲的母牛或公 牛）占到11 %。
[0050] 在繁殖場，牛被分為3組，其中，懷孕牛占到60.6 %，是繁殖場的主要類型，而小母 牛和犢牛分別占到15.1 %和24.3%。
[0051] -頭奶牛比一頭肉牛每天會排出更多的糞便。根據(jù)牛糞中的營養(yǎng)元素含量，一頭 奶牛平均每年能夠排出19.2kg的五氧化二磷，而一頭肉牛平均每年排出22.9kg的五氧化二 磷，如表1所示：
[0052] 表 1
[0054]河南地區(qū)每公頃土地上主要農(nóng)作物一年的五氧化二磷吸收量見表2:
[0057]根據(jù)排磷量和吸收量的平衡關(guān)系，每公頃土地能夠承載7.6頭奶?；蛘?.4頭肉 牛，其中在一年的農(nóng)作物中，小麥和玉米分別可以承載3.3/4.3頭奶牛，或者2.8/3.6頭肉 牛，見表3:
[0060]在過去幾十年中，河南省不斷增長的家畜生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護間存在明顯的沖 突，為了平衡家畜生產(chǎn)和環(huán)境支持問題，確定土地的載畜量是必須的。在過去的種植業(yè)中， 一直在大量使用化肥，但是，過度使用化肥一方面降低了化肥的效力，另一方面也增加了環(huán) 境污染的風(fēng)險。牛糞作為生物肥料能夠有效替代化肥的使用，但是過度施用牛糞同樣也能 帶來富營養(yǎng)化和環(huán)境污染問題。河南地區(qū)是小麥和玉米的主產(chǎn)區(qū)，但是小麥和玉米的副產(chǎn) 品-麥秸和秸桿，大多都被浪費了，而反芻動物(包括牛和羊)能夠?qū)挝竸游锊荒芟姆N 植副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為食物，從而實現(xiàn)種植副產(chǎn)物的飼料化，同時牛羊的糞污還能夠作為有機肥 料，為種植業(yè)提供養(yǎng)分，因此研究種養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)肉牛生產(chǎn)模式，對維持家畜生產(chǎn)和保護環(huán) 境都具有重要的意義。
[0061]從養(yǎng)殖者的角度來看，為了實現(xiàn)養(yǎng)殖利益最大化，他們往往更加關(guān)注畜群結(jié)構(gòu)、飼 草來源、運輸成本、人力成本和市場等因素，但是往往都忽略了周邊土地的載畜量問題。但 是從長遠(yuǎn)來看，只有充分考慮了肉牛養(yǎng)殖和環(huán)境間的互作問題，尤其是飼料供應(yīng)和糞污消 納，才能實現(xiàn)肉牛業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。
【主權(quán)項】
1. 一種基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法，其特征是:含有下列步驟： 步驟1，選定一個養(yǎng)牛場，計算出該養(yǎng)牛場中一頭牛每年平均排出的五氧化二磷的總量 Pe： Pe = 365*Q*P*L 其中，Q是一頭牛平均每天排出的糞便重量，P是糞便中五氧化二磷的百分比含量，L是 五氧化二磷的實際利用率； 選定一塊面積一定的土地，確定下來該塊土地上一年中要種植的農(nóng)作物的種類總數(shù)m、 每種農(nóng)作物的種植面積和種植時間，根據(jù)每種農(nóng)作物的種植面積和種植時間估算出該種農(nóng) 作物在一年中的產(chǎn)出總量，然后計算該塊土地上的所有農(nóng)作物每年對五氧化二磷的總攝入 量Pu:其中，Vi是第i種農(nóng)作物的產(chǎn)出對五氧化二磷的吸收系數(shù)，Qi是第i種農(nóng)作物一年的產(chǎn) 出總量，f是五氧化二磷的轉(zhuǎn)換系數(shù)，i的取值范圍為1~m; 步驟2，測定出該塊土地上的載畜量C: C = Pu/Pe， 載畜量C對應(yīng)一個頭數(shù)固定的牛群，該牛群中各種牛所占的百分比數(shù)和該養(yǎng)牛場中各 種牛所占的百分比數(shù)相同。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法，其特征是:所述 L為90%~95% ;f為2.29。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法，其特征是:所述 各種農(nóng)作物的產(chǎn)出對五氧化二磷的吸收系數(shù)分別如下： 水稻為〇. 0067，小麥為0.0090，玉米為0.0109，番茄為0.0017，花椰菜為0.0031，黃瓜為 0.0010，茄子為0.0009，芹菜為0.0012，蘋果為0.0008，葡萄為0.0030，梨為0.0014，桃為 0.0020。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法，其特征是:所述 Q、Pe、Pu和Qi的單位均為kg。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法，其特征是:所述 一頭牛平均每天排出的糞便重量Q的計算方法如下：其中，η為整個養(yǎng)牛場中牛的種類總數(shù)，Bj為第j種牛每天排出的糞便重量，Aj為第j種 牛的數(shù)量占?？倲?shù)量的百分比，j的取值范圍為1~η。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方法，其特征是:所述 糞便中五氧化二磷的百分比含量P根據(jù)實際的化驗結(jié)果來確定。
【文檔編號】G06Q50/02GK105931126SQ201610312097
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】王二耀, 張子敬, 滑留帥, 馮亞杰, 施巧婷, 王治方, 楚秋霞, 辛?xí)粤? 王鴻周, 趙洪昌, 徐照學(xué)
【申請人】河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所