浙江省主要畜禽排泄物和作物秸稈養分資源及分布

汪玉磊，單英杰，季衛英，汪潔

(浙江省耕地質量與肥料管理局，浙江 杭州 310020)

隨著人們對生態環境的重視，畜禽養殖業和秸稈帶來的環境污染問題受到越來越多的關注，畜禽糞便無害處理、防止秸稈露天焚燒也成為水、土、氣污染防治的工作之一。明確現有有機資源總量和有機資源養分的區域分布，有助于制定出更加合理的有機資源養分管理措施，減少環境污染，推動農業綠色發展。為此，參照《中國有機肥料養分志》[1]計算糞尿資源量和秸稈資源量的方法，基于浙江省農業統計資料，研究了2016年浙江省畜禽糞尿養分和秸稈資源總量及分布情況，分析和闡明各地畜禽養殖業和秸稈資源對農田環境產生的壓力，為今后科學制定養殖業發展規劃和處置秸稈提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 數據來源

畜禽數量、作物產量、作物播種面積等數據來源于《浙江2016年農業統計資料》。畜禽糞尿排泄量以及N、P、K養分含量，主要作物秸籽比及秸稈養分含量參考《中國有機肥料養分志》。

1.2 計算方法

1.2.1 秸稈和糞尿肥產生總量

秸稈產生量為某種作物經濟產量與該種作物秸籽比的乘積，即：

(1)

畜禽糞尿產量為牛、豬、羊、家禽、兔數量與生長期排泄量的乘積，即：

(2)

式(1)～(2)中：S表示作物秸稈總產量；i為某種作物；Si為i種作物秸稈產量；Ei為i種作物經濟產量；Xi為i種作物秸籽比；M為排泄物總量；Mj為j種動物糞便產量；Uj為j種動物尿液產量；Bj為j種動物數量；Cj為j種動物生產期糞排泄量；Dj為j種動物生產期尿液排泄量。豬、雞和兔按年末出欄數計算，其他按年末存欄數計算。

1.2.2 秸稈和畜禽糞尿產生養分量

秸稈產量的養分總量為作物秸稈總產生量與作物秸稈養分含量的乘積，即：

(3)

畜、禽糞尿產生的養分總量為畜禽糞便產生養分量與尿液產生養分量的綜合，即：

(4)

式(3)～(4)中：Nts為作物秸稈養分產生總量；Ni為i種作物秸稈的養分含量；Ntm為畜禽糞尿養分產生總量；Nmj為j種動物的糞便養分含量；Nuj為j種動物的尿液養分含量。

2 結果與分析

2.1 畜禽排泄物與主要作物秸稈的總量

從圖1可以看出，2016年浙江省主要作物秸稈799.34萬t，其中，水稻秸稈占62.6%，其次是薯類，占17.4%，豆類、油料和麥類分別占8.1%、6.2%、5.7%。2016年畜禽排泄物總量2 201.53萬t，其中豬糞尿總量最多，占總排泄量的71.3%，其次是家禽，占總量的13.0%，牛、羊和兔糞尿分別占總量的9.9%、5.2%和0.5%。

圖1 2016年浙江省畜禽排泄物及秸稈總量(萬t)

2.2 畜禽排泄物與秸稈的養分總量

從圖2可以看出，2016年浙江省畜禽排泄物養分以N最多，為9.85萬t，貢獻率為豬>家禽>羊>牛>兔。其次是K2O，為8.46萬t，貢獻率為豬>家禽>牛>羊>兔，P2O5產生量最少，為7.35萬t，貢獻率為豬>家禽>羊>牛>兔。可以看出，豬的排泄物養分在畜禽排泄物養分中占主體，占比為48.9%。2016年，秸稈產生的養分以K2O最多，為19.66萬t，貢獻率為水稻>薯類>油料>豆類>麥類，其次為氮，10.08萬t，貢獻率為水稻>薯類>豆類>油料>麥類，P2O5最少，為2.93萬t，貢獻率排序同K2O。水稻秸稈養分在主要作物秸稈養分中占主體，占比為53.4%。

圖2 2016年浙江省畜禽排泄物及秸稈養分總量

2.3 畜禽排泄物與秸稈養分的區域分布

2016年浙江省畜禽排泄物養分區域性比較明顯(圖3)，其中，N、P2O5、K2O產生量均以杭州市最多，分別為1.59萬、1.21萬、1.34萬t，舟山市最少，分別為700、500、500 t。N產生量以衢州、金華最多，均大于1萬t，其余市都集中在0.68萬～0.95萬t之間。除杭州外，其他市的P2O5產生量集中在0.48萬～0.97萬t、K2O產生量集中在0.62萬～1.05萬t。總體上，畜禽排泄物總養分以杭州市最多，大于4萬t，衢州市次之，大于3萬t，舟山市最少，僅0.17萬t，麗水市次少，1.78萬t，其余市均為2萬余t。

由于種植結構及播種面積差異，2016年浙江省各市秸稈養分也存在區域性差異(圖4)。其中，N、P2O5、K2O產生量均以紹興市最多，分別為1.30萬、0.38萬、2.54萬t，舟山市最少，分別為900、200、1 400 t。總體上，秸稈產生的K2O量最大，大于N和P2O5產生量之和。糧食主產區秸稈養分產生量較多，秸稈N、P2O5、K2O產生量以紹興、嘉興最多，均大于4萬t，溫州、寧波均大于3.5萬t。

2.4 農田單位面積有機資源養分承載量

由于各地種植面積(作物播種面積+茶園面積+果園面積)不同，單純用有機肥資源量并不能完全說明各地的分布特點，因此，依據各市的畜禽糞尿、秸稈總量和種植面積，計算出單位種植面積糞尿和秸稈的養分承載量。

圖3 2016年浙江省畜禽排泄物養分資源區域分布

圖4 2016年浙江省秸稈養分資源區域分布

聚類分析可以將浙江省單位農田面積的畜禽糞尿和秸稈N、P2O5、K2O養分承載總量分別劃為3類(圖5)。畜禽糞尿以湖州、衢州和杭州為第一級，N、P2O5、K2O養分負荷量大于113 kg·hm-2；溫州和金華為第二級；紹興、舟山、嘉興、臺州、麗水、寧波為第三級，N、P2O5、K2O養分負荷量小于80 kg·hm-2。從環境污染角度講，單位面積養分負荷量較大的城市污染風險較大。秸稈以湖州、麗水、嘉興、衢州、溫州、紹興為第一級，N、P2O5、K2O養分負荷量大于116 kg·hm-2；寧波、舟山、金華、臺州為第二級，N、P2O5、K2O養分負荷量在97～105 kg·hm-2；杭州為第三級。

圖5 2016年浙江省單位農田畜禽糞尿(a)、 秸稈(b)養分負荷量聚類分析

3 小結與討論

據統計，2016年浙江省主要畜禽排泄物和作物秸稈的N、P2O5、K2O總量為58.34萬t，是化肥投入量(84.5萬t)的69%。雖然有機肥的養分效應慢，養分有效性不及化肥，但施用有機肥能夠顯著降低土壤容重[2-3]，提高農產品品質，增加作物產量和效益[4]。

綜合浙江省的畜禽糞尿和秸稈養分資源分布可知：杭州、衢州的畜禽糞尿資源豐富，畜牧養殖業相對發達，紹興、嘉興的秸稈資源比較豐富，是全省農作物的主要產地。

杭州市有機肥總養分資源量占全省首位，但單位種植面積的資源承載量在全省并不高，湖州市的有機肥資源總量不多，但是單位農田的負荷量較高(假設畜禽秸稈等有機肥當地消化)。雖然全省單位農田糞尿N承載量均小于170 kg·hm-2(歐盟硝酸鹽法規中設置的糞尿N投入量標準)[5]，但是對于單位農田糞尿養分負荷量較大的地區，在進行畜禽糞尿農用的同時要注意防止其對環境可能造成的污染，在土地消納能力較強的地區可以適當提高農田畜禽糞尿的資源化利用率。