畜禽糞尿產(chǎn)生量及其環(huán)境效應(yīng)分析

雷亞非

（新鄉(xiāng)市畜牧技術(shù)推廣站，河南 新鄉(xiāng) 453003）

試驗研究

畜禽糞尿產(chǎn)生量及其環(huán)境效應(yīng)分析

雷亞非

（新鄉(xiāng)市畜牧技術(shù)推廣站，河南 新鄉(xiāng) 453003）

為探討新鄉(xiāng)市畜禽糞尿污染現(xiàn)狀，在確定畜禽糞尿排放量估算方法和排泄系數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)新鄉(xiāng)市2015年畜禽存出欄量，估算了新鄉(xiāng)市各縣（市、區(qū)）畜禽糞尿產(chǎn)生量，并就由此對環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行了評價。結(jié)果表明，2015年新鄉(xiāng)市畜禽糞產(chǎn)生量為367.13萬t，尿產(chǎn)生量237.80萬t，糞尿總產(chǎn)生量為604.93萬t，牛、豬糞尿產(chǎn)生量占比合計75%，是畜禽糞尿污染的主要來源。

以新鄉(xiāng)市統(tǒng)計局發(fā)布的《新鄉(xiāng)市統(tǒng)計年鑒（2015年）》中的畜禽養(yǎng)殖量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對新鄉(xiāng)市及其各縣（市、區(qū)）主要畜禽糞尿產(chǎn)生量進(jìn)行估算，通過計算單位耕地面積糞尿和氮、磷養(yǎng)分負(fù)荷量，對畜禽糞尿產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源及計算

畜禽養(yǎng)殖量數(shù)據(jù)來自《新鄉(xiāng)市統(tǒng)計年鑒（2015年）》，其中畜禽養(yǎng)殖量統(tǒng)計數(shù)據(jù)分為存欄和出欄，由于其各畜禽生產(chǎn)期和排污量不同，應(yīng)根據(jù)畜禽品種及其生長期區(qū)別計算。

豬：統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，豬分為生豬和能繁母豬，存欄生豬會作為下一年度的出欄生豬，生豬應(yīng)按照出欄量計算，單頭生豬飼養(yǎng)周期為199 d；能繁母豬飼養(yǎng)周期較長，按照其存欄量確定。

牛羊：由于牛、羊飼養(yǎng)周期均在1年以上，牛、羊飼養(yǎng)量按照當(dāng)年存欄量確定。

家禽：家禽分為蛋、肉禽，蛋禽飼養(yǎng)周期一般在1年以上，蛋禽按照當(dāng)年存欄量確定；肉雞生長周期一般在55 d，肉鴨生長周期一般在50 d，肉禽按照當(dāng)年出欄量確定。

蛋雞存欄：由于統(tǒng)計年鑒中沒有蛋雞存欄，按照每只年產(chǎn)蛋16.5 kg，由蛋產(chǎn)量推算確定。[1]

兔：兔分為毛用和肉用，毛用兔飼養(yǎng)周期一般為1年以上，按照年末存欄數(shù)計算；肉用兔的飼養(yǎng)周期為90 d，按照當(dāng)年出欄數(shù)計算。

由以上方法經(jīng)計算可得2015年新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽存出欄量數(shù)據(jù)（表1）。

表1 2015年新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽存出欄量 （單位：頭、只）

耕地面積：來源于新鄉(xiāng)市第2次土地調(diào)查主要數(shù)據(jù)成果公報。

1.2 參數(shù)確定

畜禽糞污排放量因品種、飼養(yǎng)階段不同而存在較大的差異，其排泄物中各類污染物在糞和尿中含量又不同，因此該試驗所用畜禽日排泄系數(shù)和其中各類污染物平均含量由國家環(huán)保部公布的數(shù)據(jù)及查閱到的文獻(xiàn)資料中數(shù)據(jù)綜合而得。

1.3 污染物測算

1.3.1 畜禽年糞尿產(chǎn)生量計算公式

畜禽年糞尿產(chǎn)量=各類畜禽飼養(yǎng)量×飼養(yǎng)周期×排泄系數(shù)。由此公式經(jīng)計算可得2015年新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽糞尿排泄量（表2）。[3]

表2 2015年新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽糞尿排泄量 （單位：t）

1.3.2 豬糞當(dāng)量的換算

不同畜禽糞尿中各類養(yǎng)分含量不同，土壤對其消納能力也不同，為準(zhǔn)確衡量畜禽糞尿?qū)Ω氐挠绊?，根?jù)各類畜禽糞尿中氮含量，將其統(tǒng)一換算成豬糞當(dāng)量。綜合國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)資料，畜禽糞尿豬糞當(dāng)量換算系數(shù)見表3。

表3 畜禽糞尿豬糞當(dāng)量換算系數(shù)

1.3.3 耕地畜禽糞尿負(fù)載預(yù)警值計算[4]

耕地畜禽糞污負(fù)載量只能間接反映一個地區(qū)畜禽養(yǎng)殖密度和養(yǎng)殖業(yè)布局，不能全面反映該地區(qū)畜禽養(yǎng)殖是否過載及對環(huán)境構(gòu)成威脅，為客觀反映這一問題，對新鄉(xiāng)市及各縣（市、區(qū)）畜禽糞尿負(fù)載量進(jìn)行預(yù)警分析。根據(jù)上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境科學(xué)研究所提出的畜禽糞尿負(fù)載警報值分級標(biāo)準(zhǔn)（表4），采用耕地畜禽糞尿負(fù)載預(yù)警值計算公式：r=q/p。r為預(yù)警值；q為區(qū)域內(nèi)畜禽糞尿產(chǎn)生總量；p為耕地畜禽糞尿負(fù)載量標(biāo)準(zhǔn)。

表4 畜禽糞尿負(fù)載量預(yù)警值分級

2 分析與討論

2.1 畜禽糞尿年產(chǎn)生量分析

由表3可以看出，2015年新鄉(xiāng)市畜禽糞產(chǎn)生量為367.13萬t，尿產(chǎn)生量237.80萬t，糞尿總產(chǎn)生量為604.92萬t，其中牛糞尿排放量最高241.13萬t，占比40%；其他畜禽糞尿排放量占比依次為：豬35%，羊13%，雞10%，鴨0.1%。由此可見，新鄉(xiāng)市畜禽糞尿主要來源于牛和生豬養(yǎng)殖業(yè)。但新鄉(xiāng)市各縣（市、區(qū)）畜禽糞尿污染源又有較大差異，如鳳泉區(qū)、獲嘉縣、封丘縣、原陽縣主要污染源是養(yǎng)牛業(yè)，其糞尿產(chǎn)生量占比分別為61%、60%、58%、42%。而延津縣、輝縣市主要污染源是生豬養(yǎng)殖業(yè)，其糞尿產(chǎn)生量占比為58%和45%。[2]

2.2 新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽糞尿?qū)Ω刎?fù)載分析

從國內(nèi)外畜牧業(yè)發(fā)展模式來看，畜禽糞尿主要利用方式還是以有機肥還田為主，耕地對畜禽糞尿的消納能力受土壤性質(zhì)、種植作物類型、地域特點、地形地勢、光照、雨水等多種條件影響。因此用耕地畜禽糞尿負(fù)荷量可以反映一個地區(qū)耕地消納畜禽糞尿的能力，而單位耕地面積上氮、磷負(fù)荷量反映了畜禽糞尿?qū)Ω氐奈廴境潭?。目前，我國還沒有統(tǒng)一的耕地畜禽糞尿負(fù)載量標(biāo)準(zhǔn)。近年來，國內(nèi)不少學(xué)者對耕地畜禽糞尿負(fù)載量進(jìn)行了研究，提出了不同的負(fù)載量標(biāo)準(zhǔn)，一般認(rèn)為土地畜禽糞尿負(fù)荷量為30～45 t/hm2。如果單位耕地面積上，畜禽糞尿負(fù)荷量高出這個水平就會造成土壤富營養(yǎng)化，對環(huán)境產(chǎn)生影響。2002年，國家環(huán)保局自然生態(tài)保護(hù)司制定的《全國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對策》中將耕地畜禽糞尿負(fù)載量定為30 t/hm2。綜合有關(guān)文獻(xiàn)資料，為確保數(shù)據(jù)的科學(xué)性、權(quán)威性，筆者以國家環(huán)保局自然生態(tài)保護(hù)司確定數(shù)作為耕地負(fù)載量標(biāo)準(zhǔn)。從計算結(jié)果來看（表5），新鄉(xiāng)11個縣（市、區(qū)）單位面積負(fù)載量最大的為輝縣市30.71 t/hm2，已超過負(fù)載限值。最小的為新鄉(xiāng)縣1.34 t/hm2，全市平均16.01 t/hm2。10 t/hm2以下的縣（市、區(qū)）3個，10～20 t/hm24個，20～30 t/hm23個。

2.3 耕地畜禽糞尿負(fù)載預(yù)警值分析

預(yù)警分析結(jié)果表明（表5），新鄉(xiāng)市及轄區(qū)衛(wèi)濱區(qū)預(yù)警級別為Ⅱ，對環(huán)境稍有影響。延津縣、原陽縣等6個縣（區(qū)）預(yù)警級別為Ⅰ，對環(huán)境無影響。衛(wèi)輝市、封丘縣、牧野區(qū)3個縣（市、區(qū)）預(yù)警級別為Ⅲ，對環(huán)境有影響。輝縣市預(yù)警級別為Ⅳ，對環(huán)境影響較嚴(yán)重。

表5 畜禽糞尿負(fù)載量及預(yù)警分級

2.4 畜禽糞尿中總氮負(fù)載分析

畜禽糞尿純氮、磷在單位耕地上的負(fù)載水平反映了畜禽糞尿?qū)Ω氐奈廴撅L(fēng)險。畜禽糞尿年施氮量受耕地土壤特性、氣候等多種自然條件影響，綜合這些自然因素，歐盟將糞尿年施氮量的限定標(biāo)準(zhǔn)定為170 kg/hm2，我國雖然沒有限定標(biāo)準(zhǔn)，但研究認(rèn)為，在配施磷和鉀的條件下，考慮增產(chǎn)潛力等因素，大面積上的施氮量可控制在150～180 kg/hm2，若超過限值會帶來硝酸鹽的淋洗而污染環(huán)境。由表5可以看出，新鄉(xiāng)市平均畜禽糞尿氮養(yǎng)分負(fù)載量91.88 kg/hm2，未高出限值。但有2個縣（市、區(qū)）高出限值：輝縣市183.45 kg/hm2，牧野區(qū)181.29 kg/hm2，已經(jīng)威脅到了耕地土壤環(huán)境。[5]

2.5 畜禽糞尿中總磷負(fù)載分析

磷在土壤中移動性較差，易累積在土壤中，過量的磷會因土壤淋洗而進(jìn)入地表徑流，造成水體富營養(yǎng)化，污染環(huán)境。據(jù)國外試驗研究表明，土壤的畜禽糞尿年施磷量限值為35 kg/hm2。由表5可以看出，新鄉(xiāng)市平均畜禽糞尿磷養(yǎng)分負(fù)載量34.2 kg/hm2，已經(jīng)接近限值，將要威脅耕地土壤環(huán)境。11個縣（市、區(qū)）中輝縣市、牧野區(qū)、衛(wèi)輝市、封丘縣等4個縣（市、區(qū)）磷負(fù)載量超過了限值，分別為63.92 kg/hm2、56.98 kg/hm2、51.95 kg/hm2、51.49 kg/hm2，畜禽糞尿磷對環(huán)境的污染程度較大。

3 結(jié)論

通過對新鄉(xiāng)市畜禽糞尿產(chǎn)生量和環(huán)境效應(yīng)分析，可以看出新鄉(xiāng)市畜禽糞尿污染主要來自于牛和生豬養(yǎng)殖業(yè)，排放量合計占比75%。在今后的畜禽糞污綜合治理中，應(yīng)調(diào)整畜禽養(yǎng)殖業(yè)結(jié)構(gòu)，重點做好牛場、豬場的污染防治。從畜禽糞尿負(fù)載量和預(yù)警值來看，新鄉(xiāng)市畜禽糞尿平均負(fù)載量低于限值，尚有一定的畜禽承載量，但各縣（市、區(qū)）負(fù)載量差異顯著。從數(shù)據(jù)分析上看，紅旗區(qū)、衛(wèi)濱區(qū)、鳳泉區(qū)、新鄉(xiāng)縣、獲嘉縣等城市近郊區(qū)負(fù)載富余量較大，原陽縣、延津縣、封丘縣等黃河灘區(qū)次之，輝縣市、衛(wèi)輝市等山地丘陵地區(qū)已超限值或近乎滿載。隨著近年來城市近郊禁養(yǎng)區(qū)的劃設(shè)和黃河流域水污染防治力度加大，城市近郊和黃河灘區(qū)已被列為禁（限）養(yǎng)區(qū)，新鄉(xiāng)市已無畜禽發(fā)展空間。今后在畜牧業(yè)發(fā)展上，應(yīng)摒棄數(shù)量擴張模式，控制畜禽養(yǎng)殖總量，提高畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)水平和質(zhì)量，走質(zhì)量效益路線。鑒于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中畜禽糞尿利用率較低，從畜禽糞尿氮、磷負(fù)載量來看，新鄉(xiāng)市畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)對環(huán)境造成了一定污染，今后應(yīng)加大畜禽糞尿進(jìn)行無害化處理和生態(tài)化利用。

[1]曹光喬，潘丹.我國蛋雞養(yǎng)殖成本收益及其影響因素分析[J].中國家禽，2011，33（17）：26-28.

[2]國家環(huán)境保護(hù)總局自然生態(tài)保護(hù)司.全國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對策[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社.2002：77-78.

[3]王方浩，馬文奇，竇爭霞，等.中國畜禽糞便產(chǎn)生量估算及環(huán)境效應(yīng)[J].中國環(huán)境科學(xué)，2006，26（5）：614-617.

[4]宋福忠.畜禽養(yǎng)殖環(huán)境系統(tǒng)承載力及預(yù)警研究[D].重慶大學(xué)，2011.

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1004-5090（2017）10-0003-03

2017-08-01）