謝昭賢 著

Fontenot et al. (1983) 指出四種利用動物廢棄物之方法：植物養分、動物飼料、產生能源 (CH4) 及多種用途。下列敘述主要討論以雞廢棄物施用於土壤對植物及環保之影響。

土壤被視為所有農業廢棄物最後之接受者 (Loehr, 1970)。Stewart (1980) 估計有 73﹪從圈飼之糞肥直接施用於土壤。雞廢棄物施用於土壤有二種主要的目的：第一、它能減輕雞糞墊料與雞糞實際累積的問題；第二、它能使作物得到養分。雞糞已經證明能夠增加高狐草 (Festuca arundinacea Schreb.) (Quisenberry et al., 1980) 及玉米 (Zea mays L.) (Weil et al., 1979) 之產量。從雞糞厭氣醱酵槽之排出液已經被証明增進玉米之產量 (Hegg and Skipper, 1977)。雞糞墊料已被顯示出對高狐草 (Hileman, 1965; Huneycutt et al., 1988)、果園草 (Dactylis golmerata L.) (Hileman, 1973) 及鐵線草 (Cynodon dactylon (L.) Pers.) (Huneycutt et al., 1988) 有利的影響等。

雞廢棄物施用率之決定有二種主要的目的，一是廢棄物提供作物之最大肥料量，二是單純的廢棄物處理。這些目標並不是經常相容的，就以下列說明列出。

廢棄物施用於土壤主要目標為供給作物養分時，施用率是基於作物之需要量及廢棄物之特性。基本原理為保証植物有足夠的有效性 N，而N 之有效性由廢棄物之成分及有機 N 之礦化所決定。

雞廢棄物中 N 之有效性為一連串之分解係數，以時間對植物有效性之 N 比率而表示。Pratt et al. (1973) 報告在施用雞糞肥後前三年之分解係數分別為 0.9、0.1 及 0.05。Willrich et al. (1974) 估計雞糞墊料之分解係數為 0.75、0.05 及 0.05。Mathers and Goss (1979) 利用此二種估算結果來決定動物廢棄物對作物需要之施用量，此種原理被廣泛地應用 (Zublena et al., 1990)。Sims (1986) 建議利用下列方程式來預測由雞廢料提供植物有效之 N。

PAN＝Ef IN＋0.4ON --------------- (3)

式中 PAN 為施用後第一年之植物有效性 N (Mg/ha) 含量，IN 為廢棄物中之無機 N (Mg/ha) 含量，及 ON 為在廢棄物中之有機 N (Mg/ha) 含量。Ef 為由揮發、脫氮及滲漏之 N 損失。Bitzer and Sims (1988) 報告在雞廢棄物估算有效性 N 之 Ef 為 0.8。

當施用於土壤表面之主要目標作為廢棄物處理時，雞糞及雞糞墊料之施用量常超過作物之需求量 (表1)。此高施肥量已經証明對作物及牧草有負面之影響。Hileman (1965) 指出當每年雞糞墊料施用率超過 18 Mg/ha 時，高狐草並沒有額外地增加產量，並且發現年施用率在 56-67 Mg/ha 時高狐草生長完全被抑制。雞糞之施用量每年若超過 45 Mg/ha 會限制在試驗地 3/5 試驗區高狐草之生長 (Vandepopuliere et al., 1975)。紅花苜蓿 (Trifolium pratense L.) 與高狐草混植處在每年施用雞糞墊料 13.4 Mg/ha 四年後，紅花苜蓿不是生長受抑制就是完全消失。Wengel and Kolega (1972) 發現雞糞每年施用率 2000-5000 kg.N/ha 會減少玉米之產量。Shortall and Liebhardt (1975) 及 Weil et al. (1979) 証實了施用率提高至每年 224 及 110 Mg/ha 之雞糞肥對玉米會有毒害發生。

上述文獻中指出施用高量的雞糞及雞糞墊料而減低作物產量可能的原因為由於 NH3、NO3--N 及可溶性鹽等高濃度之毒性。Weil et al. (1979) 發現在粘質壤土中施用 110 Mg/ha 雞糞之後在土壤中發現 NH3 濃度高達 800 mg/kg 及 NO3--N 濃度超過 60 mg/kg，此種濃度對玉米是有毒性的。Wengel and Kolega (1972) 發現每年施用雞糞 2000-5000 kg.N/ha，土壤中 NO3--N 濃度高達 1000 mg/kg，此導至對玉米產生毒性。Shortall and Liebhardt (1975) 指出玉米減產是由於每年施用雞糞高達 224 Mg/ha，以致增加土壤中之鹽度 (salinity)。

施用高量的雞糞土壤中萃取液 EC 值高達 7.55 mmhos/cm 而對照組無施用雞糞肥之試區僅為 1.01 mmhos/cm。Hileman (1971) 也觀察到每年施用雞糞 45 Mg/ha 混入土壤中，增加土壤之鹽度其 EC 值高達 6.8 mmhos/cm。K 被証實為增加鹽度之關鍵因子 (Liebhardt and Shortall, 1974)。
由於 N 之揮發作用、脫氮作用以及可溶性鹽類之滲漏水中有關與 N 相關及與鹽相關的問題也許暫時性的 (Liebhardt, 1976; Weil et al., 1979)，但是有些報告指出年復一年之施用雞糞會導至 K、P 及其他毒性物質之累積 (Hileman, 1970, 1973; Bomke and Lavkulich, 1975; Shortall and Liebhardt, 1975; Weil et al., 1979; Huneycutt et al., 1988)。從表 1 及表 2 中 N：P：K 之比例可以計算出雞糞墊料為 2.3：1：1.6 而雞糞為 2.5：1：0.9。利用表 3，不論施用雞糞墊料或雞糞以供應 N 之需求量時，K 會在鐵線草、甜苜蓿及所有田間作物均超過之其需求量；P 對所有的芻料及田間作物均超過需求量。

負面的影響可以在牛群放牧於施用高量雞糞之牧草區中發現。Wilkinson et al. (1971) 發現在高狐草地每年施用於 24 Mg/ha 之雞糞墊料，經過 2.5 年會使牛隻產生青草痙攣 (grass tetany) (牧草植體中 K/(Ca＋Mg) 濃度之比值 ≧2.2)。此結果，在高狐草地不超過 9 Mg/ha 之雞糞施用量是被推荐的。Stuedemann et al. (1975) 也証實了這關切之點，發現牧草地施用雞糞墊料每年平均 18.3 Mg/ha，經過 6 年，會產生青草痙攣之問題。因此每年施用雞糞肥 9 Mg/ha 之推荐量重新被提出。這性質的問題也許在減低滲漏之限制層集中在土壤中。

甚至在農藝施用率下，P 也被認為在施用雞糞後會累積在土壤中 (Hileman, 1973)。此由於在雞糞墊料中 N 及 P 之所含比例的不同以及植物吸收養分比例之不同，當 P 在土壤中累積後會引起養分不平衡之問題。對於添加磷對施用雞糞／料土壤效果是沒有的。As 為一非常有興趣的元素，土壤施用農藝之雞糞施用量顯示出作物之不協調。Morrison (1969) 發現經過 20 年之施用雞糞肥土壤含有少於 2 mg As/kg.soil.

施用雞糞及雞糞墊料經過一段時間後會影響土壤之物理性質。Hileman (1973) 發現在坋質壤土中每年施用 18 Mg/ha 之雞糞墊料 3 年後並不顯著地影響總體密度及有機質含量。然而 Weil and Kroontje (1979) 觀察每年施用雞糞 110 Mg/ha，其表土為粘質壤土，經過 5 年後土壤之總體密度從 1.1 g/cm3 變為 0.8 g/cm3，此由於增加有機物之含量。研究人員已經注意到在前述之施用率下增加土壤之保水能力 (在 0.1 bar 時從 32﹪增至 42﹪) 及土壤之團粒穩定度 (73-94﹪)。在負面影響方面，在耕犛層部份分解糞肥形成，導至形成一不透水層嚴重地減低水之滲透率。