阜陽市畜禽糞便產生量測算及土地承載量分析

郭 強，桑曉媛，汪 磊

(阜陽市畜牧獸醫技術推廣站，安徽阜陽 236001)

據第一次全國污染源普查公報資料顯示，畜禽養殖業主要水污染物排放化學需氧量1 268.26萬t、總氮102.48萬t和總磷16.04萬t，分別占農業源排放總量的95.8%、37.9%和56.3%，已成為我國農業面源污染最主要的“貢獻者”[1]。阜陽市是畜牧業大市，是安徽省重要的畜產品主產區。2017年全市肉蛋奶總產85.01萬t，占全省的1/7。肉類產量位居全省第一位，禽蛋產量居全省第四位。隨著畜牧業的快速發展，畜禽糞便處理不當帶來的環境問題日益突出。向土壤排放過量糞便，不僅不利于改善土壤質量，反而會造成土壤質量下降，過量的糞便經過雨水沖刷、地表徑流等途徑進入河流、湖泊，對水環境質量構成嚴重威脅。因此，開展阜陽市畜禽糞便產生量估算、農田畜禽糞便承載量分析尤為必要[2]。

國內外對于區域畜禽產生量估算、畜禽排泄系數研究、土地承載力分析已有報道。黃紅英等[2]運用加權法獲得畜禽糞便日排泄系數估算江蘇省畜禽糞便產生量，并進行農田承載預警分析；雷亞非[3]對新鄉市畜禽糞尿產生量及其環境效應進行分析；廖青等[4]對廣西畜禽糞便產生量進行了估算，并開展環境影響評價。目前，安徽省尚無統一的畜禽糞便產生量計算方法，筆者在前人研究的基礎上，通過調查分析，對不同估算方法進行優化組合，并結合相關統計數據，對阜陽市畜禽糞便產生量進行了定量研究，并根據耕地保有量測算了阜陽市土地承載量，以期為畜禽養殖業污染防控和可持續發展提供參考。

1 數據來源與研究方法

1.1基礎數據

1.1.1飼養量。數據主要來源于阜陽市統計局2017年畜牧生產統計數據。各畜種出欄量為第四季度公布的統計數據，存欄量為一、二、三、四季度存欄量的平均值作為常年存欄量，統計局未統計的畜種按照2017年農業部門專業年報數據進行測算：生豬出欄568.90萬頭、母豬存欄31.55萬頭、牛出欄33.07萬頭、母牛存欄12.77萬頭、羊出欄310.88萬只、母羊存欄67.91萬只、家禽出欄6 885.71萬只、家禽存欄1 242.67萬只。

1.1.2畜禽糞便排泄系數。畜禽糞便排泄系數受動物種類、品種、性別、生長期、體重等諸多因素影響，我國目前尚無統一的國家標準，各地也沒有相應的地方標準，該研究中畜禽糞便排泄系數參考《第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊》和黃紅英等[2]的研究(表1)。

表1 畜禽糞便排泄系數

1.1.3耕地面積。根據阜陽市國土資源局提供數據，2017年阜陽市耕地保有量為64.788萬hm2。

1.2計算方法

1.2.1畜禽糞便產生量的計算。

Q=∑(Ni×Pi)×R×0.001

式中，Q為畜禽的年度糞便(養分)產生量(t)；Ni為第i種畜禽飼養量(頭、只)；Pi為第i種畜禽排泄系數(kg/d)；R為飼養周期；0.001為換算常數。

生豬：分為育肥豬和能繁母豬。育肥豬飼養量按出欄量計算，飼養周期180 d；能繁母豬飼養量按存欄量計算，飼養周期365 d。牛：分為育肥牛和基礎母牛。育肥牛飼養量按出欄量計算，由于阜陽以架子牛育肥為主，折算飼養周期為260 d；母牛飼養量按存欄量計算，飼養周期365 d。羊：分為育肥羊和能繁母羊。育肥羊飼養量按出欄量計算，飼養周期190 d；母羊飼養量按存欄量計算，飼養周期365 d。家禽：分為肉禽和蛋禽。肉禽飼養量按出欄量計算，飼養周期70 d，蛋禽飼養量按存欄量計算，飼養周期365 d。

1.2.2畜禽糞便農田承載量的計算方法。

L=a×Q/S

式中，Q為畜禽年糞便(養分)產生量(t)；L為年均單位面積農田畜禽糞便(養分)承載量(t/hm2)；a為進入農田的畜禽糞便量(養分)占畜禽糞便(養分)產生量的比例(%)；S為有效耕地面積(hm2)。

在不考慮畜禽糞便收集、運輸及處理過程中的損失且全部還田的情況下(a=100%)；若考慮上述因素，固體糞便堆肥、污水氧化塘貯存或厭氧發酵后農田利用為主的，糞污收集處理過程中氮留存率推薦值62%(磷留存率72%)[5]，a分別取62%(N)和72%(P)。

2 結果與分析

2.1畜禽糞便產生量根據“1.2.1”方法計算，阜陽市畜禽糞尿產生總量為1 343.86萬t。其中，生豬糞尿產生量574.13萬t，占全市畜禽糞尿總量的42.72%；牛糞尿產生量395.25萬t，占全市畜禽糞尿總量的29.41%；羊糞尿產生量238.96萬t，占全市畜禽糞尿總量的17.78%；家禽糞便產生量135.51萬t，占全市畜禽糞尿總量的10.08%。

畜禽產生糞便中含總氮和總磷分別為92 220.46、14 199.54 t。豬糞便氮和磷分別占總氮和總磷的42.30%和34.79%；牛糞便氮和磷分別占總氮和總磷的27.74%和23.30%；羊糞便氮和磷糞便占總氮和總磷的21.40%和15.09%；家禽糞便氮和磷分別占總氮和總磷的8.56%和26.82%。

2.2畜禽糞便農田承載量單位耕地面積的畜禽糞便負載情況是糞便環境風險評估的基本參數[6]。2017年阜陽市耕地保有量64.788萬hm2，應用“1.2.2”畜禽糞便農田承載量計算方法，在不考慮畜禽糞便收集、運輸及堆肥處理過程中的損失且全部還田的情況下(a=100%)，估算了阜陽市耕地年承載量為畜禽糞便總量20.7 t/hm2，總氮量142.34 kg/hm2、總磷量21.92 kg/hm2。若考慮畜禽糞便中氮磷損失(a=62%，72%)，則阜陽市耕地年承載量為總氮量88.30 kg/hm2、總磷量15.78 kg/hm2。

2.3畜禽糞便農田承載量分析畜禽糞便農田承載量是指土地生態系統可持續運行的條件下，單位耕地面積承載的最大畜禽糞便量，直接反映了一個地區農田消納畜禽糞便的能力，是評價環境風險的基本參數，也是間接衡量畜禽飼養密度及畜禽養殖業布局是否合理的一項重要指標。目前國內尚無統一的單位面積耕地土壤的畜禽糞便還田量、氮和磷養分負載量標準。多數學者認為土地畜禽糞尿負荷量為30～45 t/hm2，高出這個水平就會造成土壤富營養化，對環境產生影響[3]。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》中耕地畜禽糞尿負載量為30 t/hm2。耕地畜禽糞便氮、磷養分限量研究基本都參照歐盟農業政策規定，糞肥年施氮量的限量標準為170 kg/hm2，土壤的糞便年施磷量不能超過35 kg/hm2。

在不考慮畜禽糞便收集、運輸及堆肥處理過程中的損失且全部還田的情況下(a=100%)，2017年阜陽市耕地年承載量為畜禽糞便總量20.7 t/hm2、總氮量142.34 kg/hm2、總磷量21.92 kg/hm2。3項指標均低于限量標準值。若考慮畜禽糞便處理過程中氮磷損失，則阜陽市單位耕地面積承載氮磷的量比限量標準更低。

據統計局數據，2017年阜陽市小麥種植面積為49.128萬hm2，玉米種植面積為30.029萬hm2，大豆種植面積為11.293萬hm2。根據農業部推薦值[5]，以氮為基礎，采用糞肥全部就地利用模式，僅這3類大田作物就可以承載1 746.68萬頭豬當量；按每頭豬當量氮養分供給量7.0 kg計算，阜陽市2017年畜禽糞便排放的氮量相當于1 317.44萬頭豬當量。另外，阜陽市2017年農作物播種總面積為125.79萬hm2，包括瓜果蔬菜等經濟作物。經濟作物的種植也消納了部分畜禽糞便，表明阜陽市尚有很大的畜禽承載空間。

3 結論與討論

由于受畜禽飼養數量、畜禽排泄系數、畜禽糞便中氮磷含量波動及統計數據的不準確性等多因素影響，估算的畜禽糞便年產生量與實際情況會存在一定的誤差[7]。該研究采用2017年統計局公布的畜牧生產數據。阜陽市主要養殖畜種為生豬、牛、羊和家禽，家禽中雞占85%。以生豬、牛、羊和家禽四大畜種對全市畜禽糞便產生量及氮、磷含量進行估算，其他畜種因養殖數量較少，未列入估算。在計算糞便產生量時，把畜禽分為2類：肉用和繁殖用畜禽。肉用畜禽按照年出欄量計算糞便產生量，繁殖用畜禽按照年均存欄量計算糞便產生量，計算方法更加科學、準確。糞便排泄系數主要參考2009年《第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊》華東區畜禽養殖產污系數，手冊中沒有的數據采用黃紅英等[2]總結研究的各種畜禽排泄系數及糞便中氮磷含量。

雖然阜陽市畜禽糞便農田承載量未超過限量值，不代表畜禽糞便對環境污染風險低或無影響。阜陽市人口眾多，原有養殖場存在離村莊較近，結構和布局不合理，個別養殖場糞污處理利用不到位，導致局部出現面源污染問題，糞便農田承載量不均。另外，畜禽飼喂過程中使用飼料添加劑及抗生素，不能在動物體內完全吸收代謝的抗生素和重金屬元素

大部分以畜禽糞便的形式排出體外，進入環境，對環境造成威脅[8]。因此，優化畜禽業布局，加強獸藥飼料使用監管，加強畜禽糞便處理和資源化利用，是防止畜禽糞便污染環境，促進畜牧業轉型升級的重要措施，必須高度重視。

[1] 關文超.《條例》保駕促畜牧業和諧發展：《畜禽規模養殖污染防治條例》頒布實施[J].山西飼料，2013(6)：25-26.

[2] 黃紅英，常志州，葉小梅，等.區域畜禽糞便產生量估算及其農田承載預警分析：以江蘇為例[J].江蘇農業學報，2013，29(4)：777-783.

[3] 雷亞非.畜禽糞尿產生量及其環境效應分析[J].河南畜牧獸醫，2017，38(10)：3-5.

[4] 廖青，黃東亮，江澤普，等.廣西畜禽糞便產生量估算及對環境影響評價[J].南方農業學報，2013，44(4)：627-631.

[5] 農業部辦公廳.畜禽糞污土地承載力測算技術指南[A].2018-01-15.

[6] 王曉燕，汪清平.北京市密云縣耕地畜禽糞便負荷估算及風險評價[J].農村生態環境，2005，21(1)：30-34.

[7] 馬良，邱寒峰，張曉萍，等.桐鄉市畜禽養殖糞便產生量估算及農田承載力分析[J].浙江農業科學，2017，58(10)：1798-1800，1817.

[8] 王瑞，魏源送.畜禽糞便中殘留四環素類抗生素和重金屬的污染特征及其控制[J].農業環境科學學報，2013，32(9)：1705-1719.