Использование отходов птиц Возросший с недавних пор спрос
advertisement
Использование отходов птиц Возросший с недавних пор спрос на мясные продукты с низким содержанием холестерина привел к значительному расширению птицеводческой промышленности. В ряде государств этот быстрый рост вызвал большую озабоченность относительно утилизации отходов птицы. Хотя птичий помет – это одно из самых лучших органических удобрений, чрезмерное его применение (как и любого другого удобрения) может привести к проблемам окружающей среды. Выщелачивание нитратов в грунтовые воды, сток фосфора в поверхностные водные объекты и выброс патогенных микроорганизмов – это три основных проблемы, которые могут быть вызваны неправильным использованием этого ресурса. Основной целью этой главы является дать обзор текущего состояния знаний об использовании птичьего помета в сельском хозяйстве и предложить варианты использования птичьего помета в экономически выгодных и экологически безопасных системах менеджмента. Производство и состав удобрений Производство мяса птицы в США сосредоточено в южных регионах страны. Более 40% бюджета Арканзаса, Джорджии, Северной Каролины и Алабамы составляет доход от реализации птичьей продукции. Среди всех штатов Арканзас лидирует как в количестве производимой продукции, так и в прибыли от ее реализации. Так как южные штаты являются основными производителями продуктов из мяса птицы в стране, то качество их продукции очень важно для экономического благополучия этих штатов. В 1989 году доход от продажи мяса птиц и яиц составил 45% и 51% от общего объема всего сельскохозяйственного сектора штатов Арканзас и Алабама. Три основные категории птичьих отходов получают при производстве бройлеров, во время выкладки кур и молодняка и от мертвых птиц (Эдвардс и Дэниель 1992). В 1990году на птичьих фабриках США производилось примерно 13 миллионов Mg отходов и помета, большая часть (45%) пришлась на Арканзас, Северную Каролину, Джорджию и Алабаму (таблица 13). Отходы от бройлеров составляли 68% от общего количества фекальных отходов в птицеводческой промышленности в 1990 году. Хотя данных о размерах падежа птиц не хватает, 4% уровень смертности на один производственный цикл считается нормальным (Эдвардс и Дэниель 1992). Используя этот показатель вместе с данными в таблице 13 – живая масса 0,9 кг птицы для 1 бройлера, 0,9 кг для 1 несушки, 0,7 кг для молодняка и 5,0 кг для индеек, мы рассчитали, что общий вес падежа на птицефабриках США в 1990 году составил 270000 Mg. Самые распространенные методы утилизации падежа – это захоронение в ямах, сжигание и переработка. В последнее время стал популярным метод совместного компостирования мертвых птиц и птичьего помета, производство материала, который можно применять безопасно для почвы. Захоронение отходов в почве стало лучшим решением для утилизации огромного количества отходов американских птицефабрик ежегодно. В зависимости от состава отходов птицы этот материал может увеличить производство сельскохозяйственных культур благодаря входящим в их состав питательным веществам и благодаря улучшению качества почвы. Отходы бройлера представляют собой смесь помета, материалов для настила, корма, перьев и земли. Материалы для настила используются для впитывания жидких экскрементов. Тип используемого материала зависит от местности, но обычно представляет собой древесную щепку, опилки, солому, арахисовую скорлупу, рисовую шелуху и переработанную бумагу. Благодаря относительно низкой влажности и высокому содержанию питательных микроэлементов (таблица 14) отходы бройлеров, как правило, считаются самым ценным удобрением (Вилкинсон 1979). Отходы бройлеров также содержат значительное количество питательных веществ для растений и микроэлементов (таблица 14). Куриный помет содержит столько же азота, сколько и помет бройлера, но более высокую концентрацию P, Ca, Mg и Zn (таблица 14). Помет индейки обычно содержит такое же количество азота и фосфора, как и куриный помет, но имеет более низкую концентрацию калия. Компост из мертвых птиц похож по своему составу на бройлера, за исключением более низкого содержания азота. Потеря азота происходит во время процесса компостирования. Системы обработки отходов Системы обработки отходов птицы включают удаление помета из птичников, его предварительную обработку и транспортировку в поле. Способы обработки отходов в большой степени определяются уровнем влажности материала. Твердые отходы птицы Большинство операций с бройлерами являются результатом производства твердых отходов, т.е. птичьего помета или помета бройлеров. Твердый помет птиц содержит более чем 150 г сухого вещества на 1 кг, что делает его пригодным для обработки по системе переработки твердых отходов (Майнер и Хэйзен 1977). В большинстве штатов отходы птиц удаляются после каждых 5 или 6 стад бройлеров, приблизительно 1 раз в год. Тем не менее, после каждого стада бройлеров твердый слой помета, который образуется на поверхности, удаляется при помощи специального приспособления, которое тянет за собой трактор. Оно поднимает слой помета с пола, просеивает через большое сито и удаляет крупные (диаметром более 2,5 см) частицы. Этот материал затем используют как удобрение для почвы или в составе компоста. Для полной очистки производственных цехов от птичьего помета используются специальные машины, например, фронтальные погрузчики. После сбора этот материал можно сразу использовать в качестве удобрений или хранить какое-то время в сухих водонепроницаемых амбарах, что делает возможным гибкое использование этих удобрений. Гибкость в сроках использования позволяет применять эти удобрения тогда, когда находящиеся в них питательные вещества наиболее необходимы для удобрения растений, что уменьшает риск загрязнения окружающей среды. Хранение в сухих помещениях также снижает риск негативного воздействия на окружающую среду и позволяет сохранить питательные свойства, изменить химические и биологические свойства путем компостирования. Таблица 13 Количество птицы и количество помета (сухая часть), выработанного на птицефабриках США в 1990 году Арканзас Бройлеры количест количеств во о птиц помета (в (в миллиона тысячах х) Mg) 951 1427 Северная Каролина 540 Джорджия 855 Алабама 847 Калифорния 231 Миссисипи 413 Вирджиния 297 Миннесота 41 Техас 338 Мерилэнд 265 Миссури 88 Дельвэр 232 Пенсильвания 116 Оклахома 142 Флорида 120 Южная Каролина 84 Огайо 21 Теннеси 99 Айова 9 Западная Вирджиния 41 Орегон 24 Вашингтон 33 Мичиган 1 Небраска 3 Висконзин 14 Нью Йорк 2 Кентуки 2 Гавайи 2 Другие штаты 156 Всего 5 966 Несушки количес количес тво тво птиц помета (в (в миллио тысячах нах) Mg) Индейки количес тво количество птиц помета (в (в тысячах миллио Mg) нах) 15,3 52,8 22,0 810 1282 1270 347 620 445 62 507 398 132 348 173 231 179 12,5 18,0 9,5 29,0 6,1 3,4 10,2 14,0 3,3 6,6 0,6 18,7 3,7 11,2 53,4 55,6 34,1 136,9 24,4 12,1 41,7 50,9 8,6 26,0 1,5 54,3 14,8 45,1 125 31 149 14 5,7 17,7 1,1 8,6 62 36 50 1 4 21 4 2 3 233 8948 0,7 2,6 5,0 5,4 5,1 3,4 3,7 1,7 0,9 47,9 272 Всего количество птиц (в миллионах) количество помета (в тысячах Mg) 239,8 989 1719 58,0 2,0 632,2 21,9 32,0 348,8 17,0 46,3 185,3 504,7 0,1 18,0 1,2 196,2 8,4 91,9 611 875 856 292 419 317 98 352 269 113 232 143 146 131 1496 1359 1304 832 644 643 608 558 408 354 349 320 228 224 20,7 74,1 3,6 33,3 5,5 4,8 60,0 51,8 8,8 95,9 95 43 100 27 206 157 152 143 2,0 11,8 21,5 18,5 21,8 18,3 12,7 6,0 4,9 182,9 1044 3,9 2,3 42,0 25,1 4,3 2,1 46,9 22,9 0,5 5,2 47,1 283 513,4 3085 46 29 38 10 10 17 7 3 3 251 6520 105 72 71 67 49 39 22 8 8 930 13078 Таблица 14 Химические свойства помета бройлеров, куриного помета и компоста из мертвых птиц Вещество Помет бройлера Куриный помет Компост из мертвой птицы г/кг Средняя величина Пределы Средняя величина Пределы Средняя величина Пределы Вода 245 20-291 657 369-770 362 217-499 C 376 277-414 289 224-328 232 167-270 N 41 17-68 46 18-72 18 13-36 NH4-N 2.6 0.1-20 14 0.2-30 0.5 0.1-1.2 NO3-N 0.2 0-0.7 0.4 0.03-1.5 0.1 0-0.6 P 14 8-26 21 14-34 12 7-17 K 21 13-46 21 12-32 13 8-20 Cl 12.7 24.5 6-60 Ca 14 0.8-17 39 36-60 20 11-34 Mg 3.1 1.4-4.2 5 1.8-6.6 4 3-7 Na 3.3 0.7-5.3 4.2 2-7.4 Мг/кг Mn 268 175-321 304 259-378 355 205-600 Fe 842 526-1000 320 80-560 3002 807-9530 Cu 56 25-127 53 38-68 392 48-746 Zn 188 105-272 354 298-388 318 163-539 As 22 11-38 29 Твёрдый куриный помёт влажнее, чем обычный, может быть высушен путём статического проветривания или смешивания с более сухими компонентами, и эта просушка желательна для уменьшения или распределения веса. Просушка особенно желательна, если твёрдый куриный помёт нужно перевозить на длинные расстояния. Тем не менее, механическая просушка (используя вентилятор и/или сушку) таких материалов применяется редко. В течение обработки твёрдого куриного помёта, может исчезнуть значительное количество азота при испарении аммиака. Увеличение растворимых в воде фосфатных удобрений (за исключением аммиачных фосфатов), которые вступают в реакцию с аммиаком в навозе, чтобы получить фосфатное удобрение, выдвигаемых вперёд, чтобы сохранить азот. Увеличение растворимых в воде фосфатов в твёрдом курином помёте увеличивает концентрацию фосфора в помёте, которая может быть нежелательна с точки зрения окружающей среды. Увеличение сульфата алюминия в помёте это, возможно, лучший метод, чтобы избежать испарения аммиака. Этот метод не только уменьшает испарение аммиака, но также уменьшает расход фосфора. Расход cодержания растворённых фосфатов с полей, получающих куриный помёт, может произойти, даже если используются лучшие приёмы обработки почвы. Причина этому то, что куриный помёт содержит высокую концентрацию растворимых в воде фосфатов (часто сверх 2000 мг фосфора на 1 кг-1). Эта фосфорная фракция уже перенесена в расход воды во время сильных проливных дождей. Последняя работа показала, что уровень растворимых в воде фосфатов в курином помёте может быть сокращён с помощью нескольких порядков возрастания с добавлением флокулирующих материалов обычно используемых для очистки сточных труб и восстановления озёр. Мур и Миллер(1994) показали, что уровень растворимых в воде фосфатов уменьшается примерно с 2000 мг фосфора на 1 кг-1 до менее чем 1 мг фосфора на 1 кг-1 в помёте с добавлением алюминия, кальция, или соединений железа, таких как квасцы, гашёная известь и хлористое железо. Эти соединения не только сокращают концентрацию растворимых в воде фосфатов, но также и уменьшают взвешенные вещества, биологическую потребность кислорода, тяжёлые металлы, количество бактерий, жизнеспособность вирусов и паразитов. Полевые исследования эффектов химико-аналитических анализов помёта показали, что обработка куриного помёта сульфатом алюминия сокращает расход фосфора до 87%, сравнивая с нормальным помётом. Так же было обнаружено, что высокий выход овсяница был значительно выше, чем если бы помёт был обработан сульфатом алюминия. Компостирование, которое обычно происходит, когда нестерильные органические подложки смешиваются с водой и кислородом, может быть желательно для обработки куриного помёта или туши. В процессе компостирования аэробные микробные разложения производят необходимую тепловую энергию, чтобы повысить температуру почвенной смеси до термофильной зоны (40-750С), разрушающую патогенные организмы и сорняковые семена, т.к. температура превышает 600С. Компостирование уменьшает объём и вес первичных органических подложек, и конечный результат успешного компостирования это биологически стабильный, непахнуший и полезный материал для герметизационной среды и улучшения почв. Жидкий куриный помёт. Жидкий куриный помёт (который содержит менее 150гр сухого вещества на 1кг -1) производится, когда помёт очищен или промыт в водоёмах, таких как небольшие водохранилища, противопаводочные водохранилища, аэробные или анаэробные бассейны и окислительные каналы. Большая часть жидкого куриного помёта производится курицами-несушками. Хотя эти материалы обычно подлежат гидравлической промывке, те, которые содержат от 40 до 150гр сухого вещества на 1кг-1, относящиеся к жидким глинистым растворам, могут представлять проблемы для промывочного оборудования изза их вязкозти и потенциальной закупорки отверстий (Майнер и Хайцен 1977). Разложение плотной жидкости путём отстоя или фильтрации может быть необходимо, когда жидкий куриный помёт с превышающим количеством твёрдых веществ должен быть промыт. Хотя хранение в резервуарах часто способствует усилению гидравлических свойств жидкого помёта с учётом облегчения промывки, это может привести к значительной потере питательных веществ, особенно азота. Испарение аммиака снижается из резервуаров хранения от 25 до 80% изначально содержащегося азота в жидкостях или глинистых растворах. Потери азота минимальны, когда жидкости или глинистые растворы добавляются на дно резервуара, а не на поверхность (Лоэр 1984). Внесение в почву помёта. За исключением небольшого количества, используемого в кормлении животных, большая часть (более 90%) куриного помёта используется для сельскохозяйственной земли (Капентер 1992). Это применение обычно происходит не более чем в нескольких милях от того места, где был произведён помёт. Тем не менее, в штатах с большой или растущей индустрией птицеводства, возрастают требования в наложении налога на сельскохозяйственную землю для более эффективного использования питательных веществ (в основном азота и фосфора), содержащихся в помёте. В штатах, специализирующихся на птицеводстве, количество питательных веществ, получаемых из помёта, превышает потребность сельскохозяйственных культур. Данные, составленные Национальной Службой Сельскохозяйственной Статистики (1989), показывают, что количество фосфора, получаемого ежегодно из куриного помёта, превышает требования благодаря трём основным сельскохозяйственным культурам в нескольких штатах птицеводства (схема 12). Птицеводство часто сконцентрировано в регионах с небольшими фермами, у которых очень ограниченная площадь для удобрения почвы. В то время как птицеводство приносит довольно хороший доход для этих небольших ферм, проблемы из-за использования помёта могут иметь основные последствия для окружающей среды. Перевозка. Обычно перевозка куриного помёта ограничивается 10-20км. Очевидно, будучи способным к перевозке на более длинные расстояния от места производства помёт увеличивает площадь для удобрения. Исходя из того, что куриный помёт содержит соответствующее содержание азота и фосфора 3.4 и 1.7% (вес сухого вещества), фермеру придётся 5 раз добавлять столько куриного помёта сколько нужно 17-17-17 удобрения, чтобы достигнуть одинакового коэффициента азота и фосфора. Транспортировка твёрдого куриного помёта на поля, зависящая от расстояния, обычно производится с помощью грузовика распылителя (разбрасывателя). Жидкий куриный помёт может быть выкачан из резервуара для хранения в бак-подшипник транспортного средства для доставки его на поле, которое нуждается в удобрении (Майнер и Хайцен 1977). Жидкий куриный помёт, имеющий менее 40гр сухого вещества на 1кг -1 может быть перевезён таким же способом, как и глинистые растворы, или может быть выкачан прямо из резервуара для хранения с помощью трубопровода в оборудование для орошения в месте для удобрения. Стоимость перевоза жидкого куриного помёта является основным препятствием, встречающимся в более эффективном использовании данного ресурса. Последнее течение нескольких соседствующих фермеров образовать кооперативы, чтобы удобрять компостом и уплотнять помёт и сделать цену более эффективной должно быть одобрено стоимостью программы обмена. Из-за удобрения компостом и уплотнения основной объем помёта увеличивается, что сокращает стоимость перевозки. Тем не менее, для того чтобы цена оставалась эффективной, содержание питательных веществ в курином помёте должно быть высоким. С тех пор как удобрение компостом привело к уменьшению азота, фермерам приходится добавлять соединения, такие как сульфат алюминия, в помёт, чтобы снизить испарение аммиака во время этого процесса. Распыляющие оборудования. Выбор используемого распылительного оборудования зависит от метода хранения и перевозки куриного помёта. Традиционно, куриный помёт доставляется прямо из дома, использующего разнообразные распылители. Помёт, хранящийся в глубоких баках, перемещают путём очищения и его добавляют в распылитель. В нескольких случаях, помёт, хранящийся в мелких баках, перемещают путём промывки, и после того твёрдые вещества, перемещённые путём отстаивания и/или фильтрации, добавляются в систему орошения. Распыляющее оборудование может варьироваться среди поставщиков. Во многих местностях, где отрасль птицеводства появилась недавно используется современно фермерское оборудования для удобрения помётом. В улучшении распыляющего оборудования для твёрдого куриного помёта достигнут меньший прогресс, чем для жидкого. Развитие оборудования должно включать в себе лучший контроль над уровнем удобрения и снабжать даже раздачу помёта. Доступные земельные участки. В штатах, где сосредоточены птицеводство и/или ограниченные операции над животными, земельные участки, доступные для удобрения часто лимитированы. Эта ограниченность в основном возникает из-за стоимости перевозки помёта. Поэтому куриный помёт обычно употребляется в непосредственной близости от производственного участка, практически без учета геологии, почвы или топографии. Эта непреклонность может привести к применению помёта ко всем территориям с почвой с повышенным содержанием азота и фосфора от предыдущих удобрений или с высоким стоком или с промывным потенциалом. Поэтому, в будущем рекомендованный уровень помёта должен быть гибким и согласно с различной геологией, почвой, и топографией потенциальных мест производственного участка. Количественный рост птицеводства экономично продвинулся. Множество фермеров с ограниченными ресурсами занялось птицеводством, т.к. это готовый источник дохода с небольшими денежными затратами. Во многих местах южных штатов Америки, интенсивное птицеводство развивалось на сельскохозяйственной земле неспособной достичь высоких урожаев из-за таких факторов как переменчивая погода, наклонный рельеф, или каменистые, мелкие, грубой текстуры, или с высокой проницаемостью почвы. Земли нуждались в азоте и фосфоре, в таких регионах уровень интенсивного растениеводства будет ниже. Современные земельные участки для удобрения уменьшаются. Высокая стоимость перевозки помёта привела к повторению удобрений полей непосредственно вокруг птицефабрик, повлияла на увеличение азота и фосфора в почве, по большей части фосфора. Удобрение помётом таких почв может быть основано на исследовании состава почвы требуемым содержание азота больше чем требуемым содержанием фосфора. В настоящее время, большинство показателей удобрения основаны в основном на содержании азота, чтобы сократить потерю нитратов путём промывки. В большинстве случаев это привело к увеличению в почве уровня фосфора после успешного удобрения куриным помётом, потому что большинству растений необходимо соотношение азота к фосфору выше, чем снабжает куриный помёт. Например, в курином помёте, в среднем, соотношение азота к фосфору равно 3 (таблица 14), в то время как требуемое соотношение для большинства зерновых и сенных культур равно 8 (Уайт и Коллинс 1982). Повторное удобрение почвы куриным помётом, на протяжении нескольких лет накапливает больше фосфора, чем азота, и имеет фосфора больше, чем растение может потребить. Основы удобрения помётом определяют уровень в почве фосфора, больше чем азота, требуемого для растений, может облегчить чрезмерное количество фосфора в почве, и в тоже время снизить риск вымывания нитратов грунтовыми водами. Тем не менее, такая стратегия для достижения соответствующего уровня помёта может исключить большую часть территории с историей постоянного добавления помёта, с тех пор как много лет требуется снизить уровень содержания фосфора в почве, т.к. однажды он достиг чрезмерного уровня (Кампрат 1967, Вуд 1992). Более того, фермеры надеются, что помёт снабдит большинство их растений требуемым уровнем азота и им придётся покупать коммерческое удобрение азотом, вместо того, чтобы использовать своё. Хотя основные показатели уровня фосфора в почве могут решить экологические проблемы, это приносит неприемлемый экономический гнёт фермерам, т.е. слишком большие затраты, связанные с перевозкой помёта и покупкой дополнительного удобрения азотом. Гидрология доступной земли основана на том, будет ли это важно для установления уровня удобрения, основанного на азоте или фосфоре. Если потенциал промывания растворимых химикатов существует на месте удобрения, можно оспорить, что азот должен рассматриваться как основной компонент. Иначе говоря, если поверхностный сток и эрозия слишком далеко от потенциала промывки, тогда фосфор станет главным компонентом. Так как индустрия птицеводства продолжает расти в территориях, где уже высоко развито, и где есть соответствующая земля для агрономических и экологических устойчивых приложений помёта, продолжает ухудшаться, тогда необходимо, чтобы помёт был доставлен в более плодородные земли. Исследования в Алабаме, Арканзасе и Оклахоме это анализ соответствующих норм расхода и культурная практика помёта как источник питательных веществ для полевых культур (кукуруза, хлопок, рис, сорго и пшеница) и бермудской травы (береговой и центральной). Основным препятствием использования этого помёта в территориях, где занимаются птицеводством, продолжает быть стоимость перевозки. Эффекты пашни Применение удобрения домашней птицы перед или во время пашни уменьшит поверхностное накопление добавленного N и P и распределит эти питательные вещества в зоне корня. Если травяной покров может сохраняться в то время года, когда идут ливни, то общие, экологические риски будут уменьшены, в то время как использование урожая N и P будет увеличено. Предварительное исследование в штатах Арканзас и Оклахома показало, что посредством орошения почвы птичим пометом уменьшается потеря азота как на поверхности, так и в корневой зоне. Этот эффект объясняется разбавления навоза N и P в глубине пашни . Тем не менее, существуют два основных недостатка вспахивания удобрений в почву. Во-первых, временные рамки для навоза ограничены. Во-вторых, потребность в рабочей силе. За короткое время нужно подготовить почву к посеву, подготовка может задержаться из-за сорняков. Использование навоза на пастбище без обработки почвы может быть достаточно эффективным, особенно в районах с влажным климатом. Это, вероятно, потому, что трава можно использовать Азот и фосфор из навоза во время всего вегетационного периода. Тестирование почвы и удобрения. Есть много вариантов управления, связанных с домашней птицей, которые могут повлиять на качество удобрения. Они включают в себя тип и количество материала, используемого для посадки, время накопления, корма, количество и качество воды, используемой для промывки дома, расположение ямы, из которой берут навоз и продолжительность хранения до использования. Все эти факторы могут иметь большое влияние на питательный состав удобрения (Эдвардс и Даниэль 1992). В результате, советники по вопросам фермы и рекомендуют протестировать почву в лаборатории перед удобрением. Эти испытания должны быть полезными для фермеров, поскольку существует тенденция недооценивания питательной ценности удобрения. Таким образом, анализ удобрения показывает, что удобрение представляет собой ценный источник N и P. В тех государствах, где проводятся исследования удобрения, можно определить общее количество N, NH4–N и влагосодержание. При использовании более сложного аналитического оборудования, позволяющего мульти-элементного анализа в лабораториях испытаний почвы, общий P, K, и другие питательные вещества также могут быть определены и повторно по запросу. Так как большая часть N и P в птичьем помете находится в органической форме (Эдвардс и Даниэль 1992, Дерево и зал 1991), большая часть N P и не сразу становятся доступными для растений. Таким образом, при максимальном растениеводстве, N и P в расчете на общее содержание питательных веществ может потребоваться большее навоза, чем неорганические источники. Внесение навоза на основе общего содержания питательных веществ должны быть скорректированы с учетом наличия питательных веществ в почве. Наличие азота связано с минерализацией органического азота (обычно от 50 до 60 процентов) и восстановления добавленного NH4-N. Это наличие может быть скорректировано в дальнейшем для учета времени минирализации азота и испарения. Принято считать, что от 75 до 80 процентов общих добавок P и К приемлемы для растений. Предостережение к базирующимся темпам применения на исследования удобрения должно быть зондировано из-за широкой изменчивости в содержание питательных веществ, которое может быть получено. Так, например, изменчивость связана с частотой дискретизации навоза и может быть от 10 до 15 г N-1 кг навоза. Это может привести к 25 процентам завышения или недооценки содержания N. Таким образом, анализ навоза должны быть использован только в качестве ориентира. Современные методы испытания почвы представляют собой, по большей части, определение неорганического азота и фосфора в почве. Из-за высокого уровня содержания органического азота и фосфора в навозе, рекомендация для нормы внесения навоза на почву должна учитывать минерализации органических питательных веществ в течение вегетационного периода. Кроме того, птичий помет может обеспечить доступ азота и фосфора для растений в течение нескольких лет после нанесения. Таким образом, результаты анализов почвы должны также учитывать остаточные явления птичьего помета, что может привести к снижению норм расхода в годы после первоначального применения. Во многих случаях трудно учесть различия, обусловленные переменами почвы, и климата. Лучшая практика управления. Птичий помет является ценным природным ресурсом, если управляется должным образом. Во многих районах интенсивного птицеводства, навоз применяется на холмистых земелях, увеличивая растительный покров, тем самым снижая потенциал эрозии. Тщательное использование удобрение домашней птицы может уменьшить экологическую деградацию. Прежде, чем использывать удобрение домашней птицы, производитель должен решить, какой БМП необходимы, на основе выращиваемой культуры, сроков применения, земельной базы, и предыдущих использований удобрения. Тип и продуктивности посевов, будет влиять на количество азота и фосфора снятого с производства системы, когда урожай собран (рис. 13) Очевидно, накопление удобрения N и P в пределах сельскохозяйственной системы будет уменьшено, если питательные вещества удалены из фермы в полученном урожае. Альтернативного использования птичьего помета. Помет домашней птицы, смешанный с кормовыми зернами, был используемый в качестве успешной подачи для рогатого скота. Примерно 4,2 процента от птичьего помета производится в Соединенных Штатах скармливают скоту (Carpenter 1992). В некоторых штатах, высококачественного птичьего помета (20 процента сырого протеина и менее 10 процентов золы) может стоить целых $ 99 МГ-1 в качестве корма в то время одном помете может быть только стоимость составляет 33 МГ-1 в качестве удобрения (Payne и Donald 1992). Хотя о проблемах болезни питающихся удобрениями животных не сообщалась, была отмечена медная токсичность у овец (Fontenot и др. 1971). В помете птицы содержалось 195 мг Cu кг-1, так как кур кормили пищей с высоким содержанием сульфата меди. Хотя этот избыток приводит к более быстрому набору веса, в связи с изменением в диете как таковой, изменяется и состав помета (Джонсон и др.. 1985). Есть два возможных объяснения этого явления: (1) высокий уровень меди в помете уменьшает численность патогенных микроорганизмов. (2 )затронуты небиологически установленные реакции, такие как улетучивание аммиака. Следует отметить, что не все бройлеры положительно отвечают на этот избыток меди в рационе. Высокий уровень меди в бройлере может привести к proventriculitis ,болезни, характеризующейся некрозом и расширением железистого желудка. Когда эти птицы обрабатываются, железистые рвутся легко во время потрошения , загрязняя каркас с содержимым желудка . Важно , удалить посторонние материалы, такие как проволока, пластик или стекло из мусора, прежде чем использовать для пищи. Когда большие количества почвы удалены с мусором резко увеличивается зольность. Мусор с зольностью более 28 процентов не должен скармливаться скоту. Птичий помет также может быть продан в садовые магазины, как органическое удобрение почвы для домовладельцев. Тем не менее, в настоящее время количество проданного таким образом помета представляет намного меньше 1 процента от общего производства. Помет птицы может также быть использован для производства электроэнергии. Электростанции ,использующие птичий помет стали оперативно появляться в графстве Саффолк , Англия, в 1992 году. Завод стоит примерно в 35 миллионов долларов и использует 10,000 Mg мусора ежегодно от птицеферм области. Агрономическое и воздействие на окружающую среду.Применение удобрения домашней птицы. Эффекты на свойства почвы. В дополнение к обеспечению питательных веществ для выращивания сельскохозяйственных культур, птичий помет помогает наполнить почву органическими запасами. Органическое вещество приносит пользу производству урожая через увеличения водной вместимости почвы, водных темпов проникновения, катион обменивает способность, структурную стабильность. Weil и Kroontje (1979) нашли, что высокие показатели удобрения домашней птицы, привели к уменьшениям плотности и увеличения водной вместимости и устойчивости воды в совокупности. Kingery и др. (1993) показал, что помет привел к увеличенному органического C и общему количеству N на глубине 15 и 30 см, соответственно.Металлы, такие как, медь и цинк, часто питается домашняя птица. Это приводит к средним концентрациям в помете 22, 56, и 188 мг этих трех металлов kg-1,соответственно (таблица 14). Kingery и др. (1993) Повышенные уровни тяжелых металлов в почве приведет к увеличению поглощения растения , которое будет потребляться животным или человеком. Однако обычно концентрация не достигает токсичного уровня. Высокое содержание тяжелых металлов, в частности медь, в водорастворимой фракции мусора может также привести к высокой концентрации этих металлов в стоке вода из пастбищ удобренной птичьего помета. Мур и др. . ( 1995b ) обнаружили, что лечение птичьего помета с сульфатом алюминия значительно снизило концентрацию тяжелых металлов на участках, удобренных птичим пометом. Влияние на плодородие почвы Птичий помет, как правило, считается самым ценным, для использования в качестве удобрений , в основном благодаря низкому содержанию воды. Как упоминалось ранее, помет птицы содержит большое количества азота , фосфора и калия , а также вторичные микроэлементы. При определенных условиях, однако, различные соли могут накапливаться от чрезмерного применения помета домашней птицы. Засоленности почв объясняется удобрением птичьим пометом, что может снижать прорастание и рост кукурузы ( Shortall и Liebhardt 1975 , Вейль и др. . 1979). Однако, нужно указать, что птичий помет долго признавался мелиорантом к соленым почвам. Исследования Hileman (1973 ) показали, что помет способствует росту на рассол - загрязненных почв на юге Арканзаса. Стивенсон и др. . (1990) обнаружили, что средний эквивалент помета 3-3-2 ( N 3 процента , 3 процента P2O5 и K2O 2 процента ),определяется по принципу " распространение ".Помет птицыт также содержит существенные количества B , Ca, Cu, Fe , Mg, Mn , S и Zn . Наблюдался дисбаланс питательных веществ в кормах из-за чрезмерного применения помета птицы . Наблюдается травяная тетания у жвачных животных , что связано с отношением К плюс Ca Mg в кормах , как представляется, более вероятно, на почвах , которые получают чрезмерные количество птичьего помета (Wilkinson и др. . 1971 ), возможно, из-за высокого уровня К в помете. Таким образом, норма внесения птичьего помета должна быть ограничена 9 мг га -1 или менее для использования на овсянице. Птичий помет также может быть ценным для поправки почвы для риса, которые были выдвинуты на аттестации. Miller и соавт. (1991 ) показали, что урожайность риса увеличилась на286 процентов с добавлением птичьего помета. Хотя они видели некоторые ответы, когда выход неорганического N, P , K, S , Zn и удобрения были добавлены с той же скоростью , эти ответы не совпадают с результатом птичьего помета . Эффекты на качество воды Обычный метод применения земли для птичьего помета является широко-известным без ассоциаций. Однако, такие же питательные вещества, которые делают птичий помет хорошим удобрением, могут, под некоторыми обстоятельствами, быть пагубными для качества подземных и наземных вод. Потенциал деградации качества воды отвечает за эвтрофикацию (азот и фосфор), потребление кислорода (органический углерод) и металлические токсичности является особым интересом в такой территории как сев-зап Арканзаса, где мелкие кремнистые почвы и карстовая геология значительно увеличивают взаимодействие между подземными и поверхностными водами. Одна из первоначальных проблем со здоровьем с использованием чрезмерного птичьего помета является нитрат, исчезающих в подземные воды. Американское агентство о защите окружающей среде ограничивает концентрации нитрата в питьевой воде на 10 мг NO3 –N L-1. Лебхарт обнаружил, что чрезмерное применение помета на зерна привел к исчезновению нитрата через контур и поднял уровни нитрата в подземных водах. Ритер и Чирнсайд указали, что 32% благосостояния воды в Сасексе, Дэлэвере, имеют высокие уровни нитрата (более 10 мг азота L-1) из-за неправильного применения птичьего помета. Кингери обнаружил , что применение птичьего помета на относительно высоких уровнях привело к накоплению нитрата в почве на 3-м глубине или на низшем уровне. С точки зрения поверхности, фосфор является элементом первоначального интереса, с момента , когда он считается ограничивающимся питательным веществом для эвтрофикации. Чрезмерное применение птичьего помета на почвах приводит к накоплению фосфора рядом с поверхностью почвы. Кингери наблюдал за анализом уровней фосфора на поверхности так высоко как 225 мг фосфора кг-1 почвы в землях, которые имели долгосрочные применения птичьего помета на относительно высоких уровнях. Схожее изучение о постоянном долгосрочном применении птичьего помета на 12 землях Оклахомы, Шарпли обнаружил что фосфор накапливался на метре поверхности обработанной почвы в большой степени, чем азот. Это отражения различной мобильности, поглощения и потребления растениями азота и фосфора в фосфоре. Движение растворимой и осадочной границы фосфора может быть предсказано кинетическими подходами и коэффициентами обогащения. Шарпли и Смит использовали эти подходы для подсчета концентрации фосфора в расходах воды на лугах Оклахомы. Предсказываемые концентрации фосфора в расходах воды из 3 почв, обработанных птичьим пометом, были намного больше, чем в необработанных. На лугах, эрозия минимальная и таким образом около 80 % фосфора передается в биологической форме. Эти концентрации являются приблизительно 2 порядками значительной важности чем ценности, ассоциированные с эвтрофикацией. Потенциальное увеличение фосфора в расходах транспортировки выделяет необходимость внимательного руководства накоплений фосфора на поверхности почвы как результат применения птичьего помета на почву, что восприимчиво к избытку воды и эрозии. В Тенессе, Грин и Бэкхэм тщетно проверили воду на птицефермах и обнаружили, что 43 % в проверенных водоемах содержат фекальную бактерию и 8 % водоемов превысили 10 мг NO3 – NL-1. Они обнаружили, что размещение водоемов было важным фактором относительно загрязнения и указали, что водоемы должны быть по крайней мере в 15.2 м от птичьих домов и 30.4 м от кладок помета бройлера. С птичьими затратами должно быть известно о содержании многих болезненных микроорганизмах, которые могут потенциально загрязнять как поверхностные воды так и ресурсы подземных вод. Александр проверил 44 образца птичьего помета на присутствие микроорганизмов. Они обнаружили 10 различных видов Клостридиума, 3 вида Сальмонеллы, 2 вида Коринабактерии, 1 вид дрожжей и 1 вид микробактерии в различных образцах помета. Все образцы помета содержали энтеробактериасию, бациллы, стафилококк, стрептококк. В Арканзасе, лидирующем штате по производству птиц, 90% поверхностных вод взято на анализ Арканзаским департаментом по контролю загрязнения и экологии, которые содержали фекальные колиформы. Однако подсчеты фекальных колиформ, предшевствующих росту птиц в этом штате, незначительны. Поэтому не известно, враждебны ли эти уровни, либо по факту из-за расходов из птичьего помета. Вирусы также были обнаружены в птичьем помете и могут представлять большую угрозу в водных ресурсах, чем бактерии. Эти считают вирусы ответственными за оплот болезни и Хламидии. В настоящем, очень маленькая информация о расходе вирусов из полей, получающие птичьи помет, очень значима. Эффекты на качество воздуха Жалоба номер 1 против производителей животных, полученная штатом и федеральными регулятивными агентствами по окружающей среде, включает проблемы с запахом. Большая часть запаха из-за высоких уровней аммиака. Испарение аммиака приводит к уменьшенной продуктивности птиц из-за увеличения уровня асцитов и другие респираторные болезни, такие как болезнь Ньюкасла. Испарение аммиака приводит к громадным потерям азота, который мог бы быть использован для удобрения на пастбищах или пахотных землях. Вульф обнаружил, что 37% всего азота, использованного на поверхности пастбищ, был потерян через испарение только после 11 лет. С учетом внутренних потерь домов, эта фигура могла бы увеличиться до более 50 % всего азота. Другая причина испарения аммиака это ущерб как негативный удар в окружающей среде в связи с кислотным дождем. Другая проблема загрязнения воздуха усиливается потерей аммиака из птичьего помета это формация переносимых частиц из NH4NO3, которые содействуют РМ10. Человеческий нос может обнаружить концентрации аммиака, а некоторые люди восприимчивы к раздражению глаз. Текущее управление охраны труда не установило демонстрационные уровни для американских работников по птицам; хотя в Европе эти уровни определены. Как упоминалось ранее, сульфат алюминия был показан для чрезмерной эффективности уменьшения испарения аммиака из птичьего помета. Эффекты на производство урожая. Птичий помет увеличил поля с различными урожаями, такие как бермудская трава, кукуруза, овсяница, рис и пшеница. Большая часть увеличений поля была доложена как из-за содержания азота в помете; однако, отклик риса на сортированных почвах, который появился в Арканзасе, не может быть дублирован с неорганическими N, K, P, S и Zn. Руководство улучшения птичьего помета Образование и передача технологий Передача технологий в аграрной продукции стала довольно привычным процессом. На пример, если новый гербицид улучшен, он подвергнет поле тестированию промышленностью и университетами, и если успешно проверен, информация о гербициде будет доступна через разнообразие механизмов, включая полевые дни, расширительные брошюры, персонал по полевой промышленности, публичные журналы и другие выходы. Испробованная и доказанная инфраструктура существует для получения нужной информации для потенциального пользователя в эффективной и временной манере. Равно важно, почти каждый осведомлен в плановой аудиенции – в этом случае производители. Инфраструктура по передаче технологий, не относящиеся к источнику загрязнения, особенно с требованием по руководству птичьих затрат, не так высоко улучшена как для продукции агрикультуры. Исследования в этой арии могут и должны быть включены в процесс передачи технологий. Для нужного планирования и управления исследованием, исследователь должен иметь инвестиции и постоянный диалог с каждым участником, включая индустриальный персонал, штат и федеральные агентства, и в конечном счете производитель. Т.к. информация генерируется, эти же участники должны быть информированы в улучшениях. Первоначальная плановая аудиенция об этой информации – это работники, работающие на территории по качеству воды, особенно профессионалы агентства, решающие какие практики будут определены как BMP. Первый шаг для исследователей это установление научного кредитования их работ путем публикации их в журналах и предоставлении на научных встречах. Сопутствуя первому шагу, эта же информация должна быть перепакована и передана штату федеральному персоналу агентства, работающих на территории по качеству воды. Передать информации этой группе можно несколькими путями, включая секции, брошюры, семинары. Параллельный процесс должен появиться в представлениях птице-индустрии и отобранных производителей. Это необходимый, трудоемкий и динамичный процесс определения серий BMP. Процесс выявления Наилучших стратегий управления очень важен, длителен и динамичен. Так или иначе, данная информация должна быть передана конечному пользователю или производителю. Государственный Исследовательский Институт и Институт улучшения качества услуг говорят о критической связи между фермерами и государственными агентсвами. Главная обязанность и ответственность Института улучшения качества услуг состоит в распространении информации фермерам. USDA–NRCS.. – это технический инструмент на сельскохозяйственном уровне, который практически вводит BMP’s в план фермы. Наилучшие стратегии управления (BMP’s) Концепция BMP’s была введена Национальным Законом 92-500, который определил строгие требования к деятельности, которую можно было бы квалифицировать как (Лучшая стратегия управления). Такая стратегия должна быть напрямую связана с качеством воды и быть экономически эффективной. В требования входит и необходимость обозначать качество воды в долларовом выражении. Например, оценить преимущества процесса, который контролирует сток навоза животных рядом с руслом реки с потоком форели, гораздо проще, чем внедрение того же процесса рядом с менее чувствительным водным ресурсом. Пока не разработаны альтернативные методы, процесс определения возможных преимуществ и экономической эффективности будет осуществляться в каждом конкретном случае. Дополнительные требования состоят в том, что такие стратегии должны быть приемлемыми для производителя и приносить ему экономическую выгоду (в противном случае добровольцев будет мало). Неблагоприятное влияние от утилизации птичьего помета в почву можно предотвратить путем внедрения эффективных Стратегий управления (BMP). Примерами таких стратегий могу быть использование зон резервного запаса (буферных зон) между такой почвой и водоемами, добавления сульфата алюминия в отходы между стаями птиц, расположенных по порядку, чтобы растворимые фосфаты могли осесть, применение отходов в случае низкой вероятности выпадения дождей в ближайшее время, а также применять отходы, когда позволяют условия. Большинство специалистов согласятся, что внедрение нескольких практик (процессов), принятых в качестве «лучших», на самом деле оказывают положительное влияние на качестве стоков отходов из мест, которые обрабатываются птичьим пометом. Тем не менее, часто трудно определить эффективность отдельных методов, потому что наличие необходимых данных может быть ограничено. Отсутствие данных по степени эффективности BMP затрудняет оценку влияния таких стратегий на качество воды, что может поставить под сомнение уместность подобных мер и решений, принятых уполномоченными организациями. Стратегии, способные защитить и поддержать качество воды, уже доступны в настоящее время, другие же находятся в процессе разработки и апробации. Некоторые из рекомендованных стратеги первоначально использовались для борьбы с эрозией и использовались в течение некоторого времени, в то время как другие - новые, и были разработаны специально для поддержания качества воды. Эти стратегии в большей степени сосредотачиваются на контроле причины проблемы, нежели на последующем ее применении в водной системе. Показательные стратегии включают ограничение количества используемого навоза, применяя его только на определенных склонах и только в определенное время года. На потерях растворимых Р в стоках сказывается применение коммерческого удобрения и навоза, и количество потерянных отходов в стоках напрямую связана с тем, как применяются материалы. (Baker и Laflen 1982, Логан 1991). Такие потери напрямую связаны с уровнем расхода, а наибольшие потери в Р происходят, когда удобрение или навоз разбрасывается а не смешивается. Как оказалось, интенсивность выпадения осадков и качество почвы существенно влияют на суммарное количество распределяемых твердых веществ. McLeod и Hegg (1984) исследовали влияние различных удобрений (органических и неорганических) на качество стоков и выявили минимальную потерю питательных веществ (меньше, чем 4% от общего Kjeldahl N и менее чем 2.5 % от общего P). Самые высокие потери питательных веществ произошла на участках, обрабатываемых коммерческой аммиачной селитрой. Гидденс и Барнетта (1980) выяснили , что высокие дозы применения птичьего помета резко сократили объем стока воды и эрозию почвы, но повысили содержание бактерий кишечной палочки в стоках. Применение навоза с временными ограничениями в сочетании с максимальным урожаем и минимальным потенциалом в стоках увеличит потребление навоза с/х культурами. В Арканзасе, компьютерное моделирование показало, что существуют оптамальные временные рамки для применения навоза (Edwards и соавт.1992). Тем не менее, требования к суточным графиков фермера и использования независимых подрядчиков часто ограничивают практичность применения навоза в точные сроки. В результате внедрение практики, исходя из подходящего времени, является наибольшим препятствием для улучшения применения навоза, поскольку требует выполнения многих дополнительных схем и стратегий в самое оживленное время года для фермеров. Перемещение птичьего помета в районы с почвами с низкими уровнями азота и фосфора не только бы повысило производство с-х культур, но и уменьшило бы вероятность экологических проблем, связанных с избытком помета. В Арканзасе птицеводство сосредоточено в северо-западной части штата на Озаркском нагорье. Однако большая часть пропашных культур сельского хозяйства находится в восточной части государства в дельте Миссисипи. Транспортировка отходов из Озаркс в Дельту представляется одним из путей решения текущей проблемы. Тем не менее, стоимость транспортировки является слишком высокой, если только правительство или промышленность не предоставляет субсидии для такой программы. Различные исследователи показали, что уровень фосфатов в тестируемых почвах также влияет на концентрацию и итоговое уменьшение количества фосфатов в стоке. На самом деле, была выявлена весьма значительная линейная зависимость уровнем фосфатов на поверхности тестируемой почвы и концентрации растворимых фосфатов в стоках у верхнего слоя. (Hanway и Laflen 1974; Romkens и Нельсон 1974; Шарпли соавт.1978, 1981; Oloya Logan и 1980). Одна такая BMP стратегия была внедрена несколькими штатами, и она обеспечила максимальное уменьшение уровня фосфатов в тестируемых почвах. Производитель не применял фосфаты выше этого уровня из других источников, в том числе навоза. Буферные полосы, также называемые растительными фильтр-полосами и буферными зонами, доказали свою эффективность в уменьшении вымывания питательных веществ с полей, удобренных навозом. Например, буферные полосы, установленные ниже откорма КРС, уже доказали свою эффективность в снижении уровня азота и фосфора. Дойл и др.. (1977) обнаружили что 4-м буферная зоны овсяницы понизила концентрацию растворенных фосфатов на 62 процента и нитратов на 68 процентов. Young и соавт (1980) наблюдали снижение общего азота и фосфора на 88 процентов и 87 процентов соответственно на 30-м буферной зоне ежи сборной. Буферная зона из смешанной суданской травы и сорго показала похожие результаты снижения общего азота и фосфора, с 81 процентов и 84 процентов соответственно. Chaubey и соавт. (1995) обнаружили, что 21,4 м растительные полосы сократили массоперенос ТКН, аммоний, TP, и PO4 на 90 процентов соответственно, с участков, удобренных птичьим пометом. Другой BMP, которая показала снижение стоков питательных веществ с полей, удобренных птичьим пометом , является добавление сульфата алюминия (квасцы) к помету. Добавление сульфата алюминия в навоз уменьшает уровень растворимого фосфора в помете (Moore и Miller, 1994), что приводит к существенному понижению концентрации фосфорав сточных водах (Shreve соавт. 1995). Квасцы также снижает аммиака. Квасцы аммиака также снижают испарение с птичьего помета, что приводит к повышению концентрации азота в помете и, следовательно, способствует значительному увеличению урожайности сельскохозяйственных культур (Moore и соавт. 1995a, 1996; Shreve соавт. 1995). Растворимые фосфаты в почвах, которые выявляют высокий уровень P, также могут быть понижены за счет использования химических добавок. Peters и соавт. (1995) обнаружили, что уровнь растворимого P в почве, которая была чрезмерно обработана навозом, может быть уменьшена с добавлением квасцов шлам (побочный продукт питьевых водоочистных сооружений), бокситов красный шлам (отходы от добычи алюминия), а также цементная пыль. Реализация программы , взаимодействие агенств, затраты и преимущества Обеспечение совместимости использования птичьего помета и поддержания качества воды требует постоянных и долгосрочных обязательств представителей промышленности, граждан и общественных организаций. Для обеспечения благоприятного соотношения затрат и выгод, главные водоразделы должны быть сделаны с учетом редкого финансирования и экспертиз. Такие водоразделы должны быть выбраны на региональном, областном и местном уровне. Критерии отбора должны основываться на тяжести проблемы и выгоды относительно качества воды. Сложность вопроса определяется тем, что программы управления будет не легко создать или поддерживать. Ясно также, что концепция нулевого сброса не выполнима. Во многих случаях мы можем только поддерживать озера и ручьи в их нынешнем состоянии и не улучшить качество их воды; мы можем просто сохранить их от дальнейшего загрязнения. Изначальная плодородность других водоемов, возможно, настолько возросло, что дальнейшее улучшение не гарантируется, независимо от израсходованных средств. Хотя BMP в настоящее время разрабатываются в сфере применения птичьего помета, необходимо совершенствовать применение данной технологии на уровне фирм и учреждений. В прошлом, ценовые программы, как правило, были сосредоточены на поддержке производства, но в последнее время многие программы также поддерживают меры, которые заботятся о качестве воды. Изменение налогового законодательства является другим подходом, который может ускорить осуществление природоохранных технологии. Добровольное принятие и распространение новых технологий, которые защищают качество воды возможно только, если сельхозпроизводители смогут убедиться, что принятие этих методов лежит в сфере их интересов. Распространение информации об относительной рентабельности вариантов управления и важности роли сельского хозяйства в водоохранных мерах будет иметь важное значение. Создание удачных управленческих схем, учитывающих сохранение окружающей среды, должно быть скоординировано с институциональным механизмом, разработанным для содействия их внедрения. Успешные программы сделают акцент на системе управления, контроле проблемы в ее источнике путем внедрения BMP, а, возможно, самое главное, на неофициальных сессиях планирования между USDA-NRCS технологов и производителя, направленных на разработку фермерского плана «поле-за-поле», который защищает качество воды. Социологические преимущества Поскольку человеческое население продолжает расти, постоянно увеличивается эксплуатация природных ресурсов. В последнее время давление, которое оказывает на окружающую среду деятельность человека, становится очевидным. Устойчивое сельское хозяйство кажется важным средством, помощью которого можно минимизировать влияние производства пищевых продуктов на окружающую среду. Использование навоза для удобрения сельскохозяйственных культур уменьшит количество необходимых минеральных удобрений. Это позволит сохранить ископаемые виды топлива, которые необходимы для производства этих продуктов, а также должно улучшить плодородие почв за счет сбалансированных удобрений и за счет увеличения органического вещества в почве. Кроме того, если больше питательных веществ в навозе перерабатываются с-х – ми культурами, то меньше питательных веществ попадает в окружающую среду и приводит к ухудшению ее состояния. Необходимость научных исследований в области применения птичьего помета. Исторически сложилось так, что принцип внесения в почву животных удобрений был основан на удовлетворении потребностей производимых с-х культур в азоте. Хотя такой подход может быть оправдан с точки зрения охраны подземных вод, но он мало выгоден с позиции защиты поверхностных вод, поскольку заболачивание пресных водоемов обычно ограничивается наличием фосфатов. Таким образом, возник вопрос о том, должно ли применение птичьего помета быть нацелено на внедрение фосфатов или на внедрение азота. Уровень фосфатов в почве оказывает очевидное влияние на концентрацию растворимых фосфатов в стоках с сельскохозяйственных полей. Таким образом, необходимо проводить фундаментальные и прикладные исследования относительно критического уровня фосфора, выше которого он должен применяется только с ограничениями. Необходима также информация относительно того, как этот критический уровень будет варьироваться в зависимости от типа почвы, склонов, культур и управления. Использование данных о критическом уровне фосфора в почве следует применять на уровне водораздела уровне, а не на уровне фермерских хозяйств, потому что потери уровня фосфатов редко равномерно распределены в пределах одного водораздела (то есть, критические показатели фосфатов разных местах существуют за счет землепользования и природных процессов). Кроме того, водораздел является логической единицей для корреляции землепользования с водоемом, подвергающимся влиянию. Чтобы помочь выявить причинно-следственную связь, моделей стока должны быть уточнены для более полного учета потери фосфатов от различных сценариев землепользования. Традиционные методы анализа фосфатов в почве должны быть пересмотрены в свете перехода к устойчивому сельскому хозяйству и обработки почвы. Степень насыщения почвы фосфатами может меняться, в зависимости от того, где используются данные системы, и где практикуется применение навоза(Pierzynski соавт. 1990, и др. Шарпли.1991a), и, возможно, это не отразится на результатах традиционных тестов почвы. В некоторых случаях результаты испытаний почвы может показать излишний уровень фосфатов из-за того, что потребность культур в фосфатах удовлетворяется за счет минерализации органического фосфора. С точки зрения качества воды, необходимы методы анализа стоков, которые определяют количество фосфора, доступного для водорослей в растворимой и адсорбированной форме. Данные методы, изложенные Шарпли соавт. (1991b), и определившие биологически доступный фосфор (БАТ), должны быть широко протестированы исследователями и соответствующими организациями. Кроме того, необходимы применять некоторые методы, позволяющие выявить соотношение уровеня фосфата в тестируемых почвах и качества воды. Необходимо поощрять исследования, изучающие взаимосвязь между быстрыми тестами для почвы и фосфатами, доступными в водорослях.(аналогичные исследования Wolf и соавт. 1985). Будущие исследования должны быть направлены на выявление различных фракций фосфора (растворимый, в частицах, и особенно биологически доступного фосфора) транспортируется, их стекание в стоки вод и их динамика в озерах. Это исследование должно быть направлено на изучение механизма обмена осадка фосфора и его решения. При накоплении удобрений и остаточного фосфора на поверхности почвы, относительная важность обсуждаемого процесса дробления, возможно, потребует перепроверки. В частности, необходимо более точное моделирование уровня фосфата в остаточных почвах. С переходом на малозатратное сельское хозяйство, эти улучшения позволят оценить перенос фосфора в стоки с почв с высоким остаточным уровнем фосфора при отсутствии его дополнительного прибавления. Хотя многие модели доступны, часто трудно выбрать наиболее подходящую модель для получения необходимой детальной информации. После того, как выбирается соответствующая модель, часто основным ограничением является отсутствие входных данных для управления моделью. Чаще всего именно это ограничивает использование модели, поскольку надежность данных на выходе зависит от входных данных. Из-за этих ограничений необходимы дополнительные исследования, направленные на развитие индекса почв для определения управленческих мер, способных обогатить содержание биологически доступного фосфора в поверхностных водах. Ввиду этих ограничений, большее количество исследований должно быть посвящено изучению показателей почвы и земли на предмет биодоступности фосфора в поверхностных водах. Требуются программы, которые уменьшат потерю фосфора в сточных водах. Такая программа должна включать в себя общий подсчет количества фосфора в земле и навозе, химические и физические свойства почвы, угловой коэффициент, время года и тд. Большое количество работы также стоит уделить оценке качества влияния воды на оценке существующих опытов птичьего навоза, а так же усилия по разработке новых методов в данной сфере. К примеру, в 1992 году Эдвардс и другие выявили лучшее время года для исследования навоза (помета) бройлеров в соответствии с качеством воды. Определенные времена года были явно лучше других. Будущие исследования на определение идеального времени для применения помета (навоза) должны учитывать потребность в питательных веществах и график очистки объектов для выращивания животных. Больше исследований необходимо направить на изучение фосфорных осадков в навозе (помёте) использующих соединение алюминия, кальция и железа такие как сульфат алюминия. Необходимо выяснить какие химические реактивы смогут образовать фосфат птичьего навоза (помета) в нерастворимый минерал который выдержит любые геологические изменения. Если в данном случае, возможно контролировать утечку фосфора, то тогда нужно учитывать содержание азота в помете (навозе). Соединения используемые для фосфорных осадков необходимы для препятствия испарения аммиака, сохранения азота и уменьшения вероятности опасности возникновения кислотного дождя. На сегодняшний день в литературе нет сообщений, посвященных исследованиям сточных вод, а именно перемещению микроорганизмов из наземного птичьего помёта в прилегающие водоёмы. Подсчёт организмов-индикаторов загрязнения воды, как например, найденных в ручьях и реках Арканзаса, указывает на возможность потенциального риска здоровью, которому до сегодняшнего дня не уделялось должного внимания. Исследования должны затрагивать типы и количество микроорганизмов, попадающих в водоёмы из находящегося на земле птичьего навоза, а также освоение методов организации производственных работ для сдерживания попадания микроорганизмов в воду. Использование фильтров, компоста или химической обработки помёта, как например, применение квасцов или гашеной извести, должно способствовать снижению количества живых организмов, попадающих в водную систему. Большее количество исследований должно быть посвящено снижению аммиачных испарений из птичьего помёта, как внутри, так и вне курятников. Исследования, посвященные удобрению питательными веществами, должны свести к минимуму загрязнение грунтовых вод азотной кислотой из птичьего помёта.
