恩施州畜禽糞污土地承載力估算及污染風險評估初探

于健龍 郭文丹

湖北省恩施州畜牧獸醫服務中心，湖北恩施 445000

畜禽產品主要包括豬、牛、羊、禽肉以及奶、蛋等，是滿足人民肉食需求的主要來源。隨著生活水平的提高，畜禽產品在人民的飲食結構中占比逐漸增加。顯然，畜禽產品在增加農民收入、促進經濟社會發展等方面都起著更為重要的作用。

恩施土家族苗族自治州位于湖北省西南部，由于山地多而平地少，近年來，按照省委省政府打造特色增長極要求，恩施州把推動畜牧產業綠色發展作為重要任務來抓，畜牧產業綠色發展成效明顯。其中,推動畜禽廢棄物資源化利用工作是實現綠色發展的重要手段。2017年，恩施州完成畜禽養殖“三區”（禁養區、限養區、適養區）劃定，畜禽養殖禁養區關閉了39家規模養殖場（小區），完成了339家畜禽規模養殖場的污染治理工作，畜禽廢棄物資源化利用工作得到長足發展。

當前，根據現有畜禽廢棄物資源制定全州種養結合、農牧循環農業規劃已迫在眉睫。而摸清全州畜禽廢棄物資源總量，分析土地承載能力是制定規劃的前置條件。然而，目前并無恩施州畜禽廢棄物承載量的相關數據支撐。鑒于此，本文通過統計年鑒數據，初步核算了恩施州畜禽廢棄物土地承載能力，并進行了風險評估，以期為后期工作的開展提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 基礎數據

畜禽養殖數量來源于《恩施州統計年鑒-2016》公布的統計資料[1]，因恩施州畜禽養殖主要是豬、肉牛、肉羊和肉禽，奶牛、馬、騾、家兔均占少數，不做統計。參照張國印等[2]的研究方法，根據各類畜禽的生長周期，豬（包含母豬）以生豬出欄數和母豬存欄數之和計算，牛以存欄和出欄數之和計算，雞以肉雞出欄數和蛋雞存欄數之和計算，確定2016年畜禽的飼養量。

如表1所示，2016年恩施州豬存、出欄數為510.86萬頭/年，肉牛出欄、存欄數為58.67萬頭/年，肉羊存欄數為93.72萬只/年，雞為1 799.82萬只/年。

表1 2016年恩施州主要畜禽出欄和存欄量 （萬頭、只/年）

1.2 畜禽廢棄物產生量

根據農業部《畜禽糞污土地承載力測算技術指南》[3]，出欄1頭豬即為1個豬當量，肉牛、肉羊和肉禽換算成豬當量。

1.3 植物養分需求量

區域植物養分需求量=∑ni=1植物總產量×單位產量養分需求量

植物單位產量養分需求量參照農業部《畜禽糞污土地承載力測算技術指南》要求，恩施州人工種草以及青飼料面積未做統計。

區域植物糞肥養分需求量=（區域植物養分需求量×施肥供給養分占比×糞肥占施肥比例）/糞肥當季利用率

綜合考慮恩施情況，糞肥占施肥比例取值30%～100%，糞肥中氮素當季利用率取值30%，磷素當季利用率取值35%。

2 結果與分析

2.1 畜禽糞污排放量

恩施州全年氮排泄總量、糞便氮素和糞肥氮養分供給量分別為 89 738.82 t、44 869.41 t和28 553.26 t，全年磷排泄總量、糞便磷素和糞肥磷養分供給量分別為 13 460.82 t、11 129.95 t和8 094.51 t。其中生豬氮排泄總量、糞便氮素和糞肥氮養分供給量分別為 56 194.6 t、28 097.3 t和17 880.1 t，生豬磷排泄總量、糞便磷素和糞肥磷養分供給量分別為 8 429.19 t、6 743.35 t和 4 904.25 t，均占排泄總量的62.62%，可見生豬糞便是氮磷排泄的主要來源（表2）。分縣市看，恩施氮排泄總量占比達到12.64%，除來鳳、鶴峰外，恩施、利川、宣恩、巴東、建始、咸豐的磷排泄總量、糞便磷及糞肥磷養分供給量占比超過10.00%，其中恩施磷排泄總量占比達到20.54%。

表2 恩施州畜禽糞氮、磷排泄量及養分供給量 t/年

2.2 恩施州主要作物氮、磷需求量

根據恩施州主要作物產量，單位氮磷需求量，按照糞肥占施肥總量的30%～100%計算得出，恩施州區域植物N、P養分需求量分別為57 236.44 t和11 560.55 t，利川市、恩施市和巴東縣區域植物N、P養分需求量分列前3位，分別為12 861.81 t和2 862.49 t、11 033.78 t和 2 257.63 t、8 612.56 t和1 540.26 t，分別占比22.47%和24.76%、19.28%和19.53%、15.05%和13.32%。進一步分析，按照區域植物氮、磷全部來源于糞肥的前提條件，則全州區域植物糞肥N、P需求量為80 539.84 t和1 3487.31 t，遠高于畜禽糞氮、磷養分供給量（表2）；在糞肥供給量占比30%前提下，全州區域植物糞肥N、P養分需求量分別為24 161.95 t和4 046.19 t，其中N不足，P過量（表3）。

表3 恩施州區域植物N、P和糞肥N、P養分需求量 t/年

2.3 畜禽糞污耕地負荷評價

畜禽糞肥N、P負荷量是反映區域畜禽糞便對區域耕地土壤潛在污染風險的重要參數。本文參照了張國印等[2]的研究成果，確定糞肥年施N量的上限為170 kg/hm2，年施P量的上限為35 kg/hm2。在認定全部畜禽糞肥都施入土壤的條件下，本文計算結果表明，全州N負荷量均未超過上限值，N負荷量最大值為135.09 kg/hm2。進一步根據畜禽糞便土地負荷警報值分級[5]，計算得出恩施、巴東和咸豐均表現出糞肥N、P對環境“有”影響（表4）。

3 討論與結論

通過計算發現，若全州所有植物N、P供給都來源于畜禽糞肥，那是不能滿足需要的（表2、3）。但是，若糞肥N、P供應占施肥總量的30%前提下，恩施州區域植物糞肥氮養分需求量為24 161.95 t/年（表2），只需畜禽糞肥氮養分供給量的84.62%就可滿足需要（表3）。當然，因本文未分析青飼料、高粱、花生等少部分種植面積不大的作物，導致區域植物糞肥氮、磷養分需求量減少，這也是影響本文區域植物糞肥氮、磷養分需求量計算結果偏低的原因。但不可否認，分析發現，盡管恩施州國土面積較大，但因耕地面積有限，恩施州畜禽養殖污染土地承載負荷仍然對環境產生影響。類比發現，與同在武陵山區的重慶巫溪相似，盡管巫溪畜禽糞污總氮、總磷排放量只有0.55和0.18萬t/年，但因耕地面積偏小，全縣部分鄉鎮已超過N、P負荷上限[5]。進一步分析恩施州畜禽糞肥N、P負荷量就能明顯發現，恩施州N、P負荷量分別達到92.25 kg/hm2和26.15 kg/hm2，N、P負荷評價均對環境有影響，而且因本文未考慮尿液N、P產生量，因此恩施州N、P負荷量計算值相對偏低。

表4 恩施州畜禽糞肥N、P負荷量及評價分值

近年來，通過走綠色養殖新道路，積極開展畜禽養殖“三區”劃定和畜禽養殖場的污染治理，恩施州畜禽養殖廢棄物污染防治工作已取得很大成效。但必須指出，恩施州畜禽糞污土地承載能力已有少部分接近或高于臨界值，科學規劃畜禽養殖分區，動態跟蹤畜禽養殖糞污排放工作已不容忽視。