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，選定一個養牛場，計算出該養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作物的種類總數m、每種農作物的種植面積和種植時間，估算第i種農作物在一年中的產出總量Qi，計算所有農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；本發明科學合理，能為種養結合的生態養殖場提供準確的載畜量數據。
【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） 、技術領域：
[0001] 本發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】：
[0002] 家畜的養殖模式在中國已經發生了巨大的變化，傳統的分散式飼養正逐步被大規 模的集約化飼養替代。通常情況下，養殖糞污可以被當做生物肥料來還田，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化等環境問題。養殖糞污的污染問題有 很多影響因素，例如，糞污的組成、養殖密度以及飼養模式等。種養結合的循環農業模式能 夠很好地解決大規模養殖和環境保護之間的問題，能夠讓營養元素進行充分循環，同時改 善土壤質量、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殖效益和環 境保護的平衡點，是一個很重要的問題。 (三） 、
【發明內容】
：
[0003] 本發明要解決的技術問題是:提供一種基于牛糞中磷的含量測定土地載畜量的方 法，該方法科學合理，能為種養結合的生態養殖場提供準確的載畜量數據。
[0004] 本發明的技術方案：
[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，選定一個養牛場，計算出該養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 植的農作物的種類總數m、每種農作物的種植面積和種植時間，根據每種農作物的種植面積 和種植時間估算出該種農作物在一年中的產出總量，然后計算該塊土地上的所有農作物每 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種農作物的產出對五氧化二磷的吸收系數，Qi是第i種農作物一年 的產出總量，f是五氧化二磷的轉換系數，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對應一個頭數固定的牛群，該牛群中各種牛所占的百分比數和該養牛場 中各種牛所占的百分比數相同。
[0015] L為90% ~95% ;f 為2.29。
[0016]各種農作物的產出對五氧化二磷的吸收系數分別如下：
[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為整個養牛場中牛的種類總數，Bj為第j種牛每天排出的糞便重量，Aj為第 j種牛的數量占牛總數量的百分比，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根據實際的化驗結果來確定。
[0023]本發明的有益效果：
[0024] 1.本發明根據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 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，符合營養平衡的原 理，測定方法科學合理，能為種養結合的生態養殖場提供準確的載畜量數據，使養殖者在規 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 免潛在的環境污染問題。
[0025] 2.本發明選擇五氧化二磷作為元素推斷指標有如下優點：
[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 量帶來的環境污染問題很嚴重；
[0027] 2)用磷的含量計算比用其它元素（比如:氮)要相對準確些。 (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，選定一個養牛場，計算出該養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 植的農作物的種類總數m、每種農作物的種植面積和種植時間，根據每種農作物的種植面積 和種植時間估算出該種農作物在一年中的產出總量，然后計算該塊土地上的所有農作物每 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種農作物的產出對五氧化二磷的吸收系數，Qi是第i種農作物一年 的產出總量，f是五氧化二磷的轉換系數，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對應一個頭數固定的牛群，該牛群中各種牛所占的百分比數和該養牛場 中各種牛所占的百分比數相同。
[0038] L為90% ~95% ;f 為2.29。
[0039]各種農作物的產出對五氧化二磷的吸收系數分別如下：
[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為整個養牛場中牛的種類總數，Bj為第j種牛每天排出的糞便重量，Aj為第 j種牛的數量占牛總數量的百分比，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根據實際的化驗結果來確定。
[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，每年的降雨主要發生在夏季。河南省 具相對較高的家畜密度，家畜年產量高、糧食產量高等。
[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準包括群體數量大 于300、生產活動正常，且分布位置涵蓋河南的北部、中部和南部。對肉牛場的選擇標準與奶 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。根據牛糞中的營養元素含量，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]河南地區每公頃土地上主要農作物一年的五氧化二磷吸收量見表2:
[0057]根據排磷量和吸收量的平衡關系，每公頃土地能夠承載7.6頭奶牛或者6.4頭肉 牛，其中在一年的農作物中，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和生態環境保護間存在明顯的沖 突，為了平衡家畜生產和環境支持問題，確定土地的載畜量是必須的。在過去的種植業中， 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 境污染的風險。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 帶來富營養化和環境污染問題。河南地區是小麥和玉米的主產區，但是小麥和玉米的副產 品-麥秸和秸桿，大多都被浪費了，而反芻動物(包括牛和羊)能夠將單胃動物不能消化的種 植副產品轉化為食物，從而實現種植副產物的飼料化，同時牛羊的糞污還能夠作為有機肥 料，為種植業提供養分，因此研究種養結合的生態肉牛生產模式，對維持家畜生產和保護環 境都具有重要的意義。
[0061]從養殖者的角度來看，為了實現養殖利益最大化，他們往往更加關注畜群結構、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 是從長遠來看，只有充分考慮了肉牛養殖和環境間的互作問題，尤其是飼料供應和糞污消 納，才能實現肉牛業的可持續性發展。
【主權項】
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，選定一個養牛場，計算出該養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作物的種類總數m、 每種農作物的種植面積和種植時間，根據每種農作物的種植面積和種植時間估算出該種農 作物在一年中的產出總量，然后計算該塊土地上的所有農作物每年對五氧化二磷的總攝入 量Pu:其中，Vi是第i種農作物的產出對五氧化二磷的吸收系數，Qi是第i種農作物一年的產 出總量，f是五氧化二磷的轉換系數，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對應一個頭數固定的牛群，該牛群中各種牛所占的百分比數和該養牛場中各 種牛所占的百分比數相同。2. 根據權利要求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. 根據權利要求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 各種農作物的產出對五氧化二磷的吸收系數分別如下： 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. 根據權利要求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. 根據權利要求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為整個養牛場中牛的種類總數，Bj為第j種牛每天排出的糞便重量，Aj為第j種 牛的數量占牛總數量的百分比，j的取值范圍為1~η。6. 根據權利要求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根據實際的化驗結果來確定。
【文檔編號】G06Q50/02GK105931126SQ201610312097
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月12日
【發明人】王二耀, 張子敬, 滑留帥, 馮亞杰, 施巧婷, 王治方, 楚秋霞, 辛曉玲, 王鴻周, 趙洪昌, 徐照學
【申請人】河南省農業科學院畜牧獸醫研究所