畜禽糞尿產生量及其環境效應分析

雷亞非

（新鄉市畜牧技術推廣站，河南 新鄉 453003）

試驗研究

畜禽糞尿產生量及其環境效應分析

雷亞非

（新鄉市畜牧技術推廣站，河南 新鄉 453003）

為探討新鄉市畜禽糞尿污染現狀，在確定畜禽糞尿排放量估算方法和排泄系數的基礎上，根據新鄉市2015年畜禽存出欄量，估算了新鄉市各縣（市、區）畜禽糞尿產生量，并就由此對環境產生的影響進行了評價。結果表明，2015年新鄉市畜禽糞產生量為367.13萬t，尿產生量237.80萬t，糞尿總產生量為604.93萬t，牛、豬糞尿產生量占比合計75%，是畜禽糞尿污染的主要來源。

以新鄉市統計局發布的《新鄉市統計年鑒（2015年）》中的畜禽養殖量數據為基礎，對新鄉市及其各縣（市、區）主要畜禽糞尿產生量進行估算，通過計算單位耕地面積糞尿和氮、磷養分負荷量，對畜禽糞尿產生的環境效應進行分析。

1 材料與方法

1.1 數據來源及計算

畜禽養殖量數據來自《新鄉市統計年鑒（2015年）》，其中畜禽養殖量統計數據分為存欄和出欄，由于其各畜禽生產期和排污量不同，應根據畜禽品種及其生長期區別計算。

豬：統計數據中，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，生豬應按照出欄量計算，單頭生豬飼養周期為199 d；能繁母豬飼養周期較長，按照其存欄量確定。

牛羊：由于牛、羊飼養周期均在1年以上，牛、羊飼養量按照當年存欄量確定。

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

蛋雞存欄：由于統計年鑒中沒有蛋雞存欄，按照每只年產蛋16.5 kg，由蛋產量推算確定。[1]

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

由以上方法經計算可得2015年新鄉市各縣市區畜禽存出欄量數據（表1）。

表1 2015年新鄉市各縣市區畜禽存出欄量 （單位：頭、只）

耕地面積：來源于新鄉市第2次土地調查主要數據成果公報。

1.2 參數確定

畜禽糞污排放量因品種、飼養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和其中各類污染物平均含量由國家環保部公布的數據及查閱到的文獻資料中數據綜合而得。

1.3 污染物測算

1.3.1 畜禽年糞尿產生量計算公式

畜禽年糞尿產量=各類畜禽飼養量×飼養周期×排泄系數。由此公式經計算可得2015年新鄉市各縣市區畜禽糞尿排泄量（表2）。[3]

表2 2015年新鄉市各縣市區畜禽糞尿排泄量 （單位：t）

1.3.2 豬糞當量的換算

不同畜禽糞尿中各類養分含量不同，土壤對其消納能力也不同，為準確衡量畜禽糞尿對耕地的影響，根據各類畜禽糞尿中氮含量，將其統一換算成豬糞當量。綜合國內外有關文獻資料，畜禽糞尿豬糞當量換算系數見表3。

表3 畜禽糞尿豬糞當量換算系數

1.3.3 耕地畜禽糞尿負載預警值計算[4]

耕地畜禽糞污負載量只能間接反映一個地區畜禽養殖密度和養殖業布局，不能全面反映該地區畜禽養殖是否過載及對環境構成威脅，為客觀反映這一問題，對新鄉市及各縣（市、區）畜禽糞尿負載量進行預警分析。根據上海市農業科學院環境科學研究所提出的畜禽糞尿負載警報值分級標準（表4），采用耕地畜禽糞尿負載預警值計算公式：r=q/p。r為預警值；q為區域內畜禽糞尿產生總量；p為耕地畜禽糞尿負載量標準。

表4 畜禽糞尿負載量預警值分級

2 分析與討論

2.1 畜禽糞尿年產生量分析

由表3可以看出，2015年新鄉市畜禽糞產生量為367.13萬t，尿產生量237.80萬t，糞尿總產生量為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，新鄉市畜禽糞尿主要來源于牛和生豬養殖業。但新鄉市各縣（市、區）畜禽糞尿污染源又有較大差異，如鳳泉區、獲嘉縣、封丘縣、原陽縣主要污染源是養牛業，其糞尿產生量占比分別為61%、60%、58%、42%。而延津縣、輝縣市主要污染源是生豬養殖業，其糞尿產生量占比為58%和45%。[2]

2.2 新鄉市各縣市區畜禽糞尿對耕地負載分析

從國內外畜牧業發展模式來看，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、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荷量可以反映一個地區耕地消納畜禽糞尿的能力，而單位耕地面積上氮、磷負荷量反映了畜禽糞尿對耕地的污染程度。目前，我國還沒有統一的耕地畜禽糞尿負載量標準。近年來，國內不少學者對耕地畜禽糞尿負載量進行了研究，提出了不同的負載量標準，一般認為土地畜禽糞尿負荷量為30～45 t/hm2。如果單位耕地面積上，畜禽糞尿負荷量高出這個水平就會造成土壤富營養化，對環境產生影響。2002年，國家環保局自然生態保護司制定的《全國規模化畜禽養殖業污染情況調查及防治對策》中將耕地畜禽糞尿負載量定為30 t/hm2。綜合有關文獻資料，為確保數據的科學性、權威性，筆者以國家環保局自然生態保護司確定數作為耕地負載量標準。從計算結果來看（表5），新鄉11個縣（市、區）單位面積負載量最大的為輝縣市30.71 t/hm2，已超過負載限值。最小的為新鄉縣1.34 t/hm2，全市平均16.01 t/hm2。10 t/hm2以下的縣（市、區）3個，10～20 t/hm24個，20～30 t/hm23個。

2.3 耕地畜禽糞尿負載預警值分析

預警分析結果表明（表5），新鄉市及轄區衛濱區預警級別為Ⅱ，對環境稍有影響。延津縣、原陽縣等6個縣（區）預警級別為Ⅰ，對環境無影響。衛輝市、封丘縣、牧野區3個縣（市、區）預警級別為Ⅲ，對環境有影響。輝縣市預警級別為Ⅳ，對環境影響較嚴重。

表5 畜禽糞尿負載量及預警分級

2.4 畜禽糞尿中總氮負載分析

畜禽糞尿純氮、磷在單位耕地上的負載水平反映了畜禽糞尿對耕地的污染風險。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準定為170 kg/hm2，我國雖然沒有限定標準，但研究認為，在配施磷和鉀的條件下，考慮增產潛力等因素，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境。由表5可以看出，新鄉市平均畜禽糞尿氮養分負載量91.88 kg/hm2，未高出限值。但有2個縣（市、區）高出限值：輝縣市183.45 kg/hm2，牧野區181.29 kg/hm2，已經威脅到了耕地土壤環境。[5]

2.5 畜禽糞尿中總磷負載分析

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入地表徑流，造成水體富營養化，污染環境。據國外試驗研究表明，土壤的畜禽糞尿年施磷量限值為35 kg/hm2。由表5可以看出，新鄉市平均畜禽糞尿磷養分負載量34.2 kg/hm2，已經接近限值，將要威脅耕地土壤環境。11個縣（市、區）中輝縣市、牧野區、衛輝市、封丘縣等4個縣（市、區）磷負載量超過了限值，分別為63.92 kg/hm2、56.98 kg/hm2、51.95 kg/hm2、51.49 kg/hm2，畜禽糞尿磷對環境的污染程度較大。

3 結論

通過對新鄉市畜禽糞尿產生量和環境效應分析，可以看出新鄉市畜禽糞尿污染主要來自于牛和生豬養殖業，排放量合計占比75%。在今后的畜禽糞污綜合治理中，應調整畜禽養殖業結構，重點做好牛場、豬場的污染防治。從畜禽糞尿負載量和預警值來看，新鄉市畜禽糞尿平均負載量低于限值，尚有一定的畜禽承載量，但各縣（市、區）負載量差異顯著。從數據分析上看，紅旗區、衛濱區、鳳泉區、新鄉縣、獲嘉縣等城市近郊區負載富余量較大，原陽縣、延津縣、封丘縣等黃河灘區次之，輝縣市、衛輝市等山地丘陵地區已超限值或近乎滿載。隨著近年來城市近郊禁養區的劃設和黃河流域水污染防治力度加大，城市近郊和黃河灘區已被列為禁（限）養區，新鄉市已無畜禽發展空間。今后在畜牧業發展上，應摒棄數量擴張模式，控制畜禽養殖總量，提高畜禽養殖生產水平和質量，走質量效益路線。鑒于農業生產中畜禽糞尿利用率較低，從畜禽糞尿氮、磷負載量來看，新鄉市畜禽養殖業已經對環境造成了一定污染，今后應加大畜禽糞尿進行無害化處理和生態化利用。

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

[2]國家環境保護總局自然生態保護司.全國規模化畜禽養殖業污染情況調查及防治對策[M].北京：中國環境科學出版社.2002：77-78.

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

[4]宋福忠.畜禽養殖環境系統承載力及預警研究[D].重慶大學，2011.

[5]朱兆良.農田中氮肥的損失與對策[J].生態環境學報，2000，9（1）：1-6.

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1004-5090（2017）10-0003-03

2017-08-01）