畜禽養(yǎng)殖場肥水還田存在問題及對策

關(guān)鍵詞：畜禽養(yǎng)殖場;肥水;養(yǎng)分特點;環(huán)境風(fēng)險

隨著我國畜牧業(yè)的規(guī)模化、集約化快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量畜禽養(yǎng)殖糞污，糞污年產(chǎn)生量約38億t，折合成純養(yǎng)分為3.2億t，相當(dāng)于我國化肥總養(yǎng)分投入量的50%左右，養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的污水量約20億t，其中40%未被有效利用。這些未被利用的糞污（尤其是養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的尿液、沖洗圈舍的水）富含有機(jī)物質(zhì)和農(nóng)作物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，受季節(jié)、施用不便等因素的制約，直接排放既造成養(yǎng)分資源的浪費，又造成環(huán)境的污染，由資源變成了污染源。目前，畜禽養(yǎng)殖場糞污資源化利用的主要方式包括肥料化、能源化、飼料化，基質(zhì)化，其中肥料化是重要方向之一。將養(yǎng)殖產(chǎn)生的污水經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)變?yōu)榉仕Y源進(jìn)行農(nóng)田利用，為作物提供生長所需的N、P等養(yǎng)分，通過肥水還田進(jìn)行資源化利用成為養(yǎng)殖污水資源化利用的主要去向。

1畜禽養(yǎng)殖場肥水特性

畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的污水通過收集、厭氧發(fā)酵后成為農(nóng)田可利用的肥水，不僅含有氮、磷、鉀、氨基酸、腐殖酸、微量元素等等農(nóng)作物生長所需的營養(yǎng)元素，還含有生理活性物質(zhì)，如維生素、多種氨基酸、蛋白酶和有益菌群等。鄭玉等研究表明，厭氧發(fā)酵后的肥水呈中性或微酸、微堿性，除碳素?fù)p失較大外，其他90%的營養(yǎng)物質(zhì)均保留在肥水中，特別是氮、磷和鉀含量很大。李裕榮等通過研究發(fā)酵物養(yǎng)分含量的變化發(fā)現(xiàn)，肥水中大多數(shù)氮以NH4+-N形存在。吳華山等測得肥水中總氮（TN）含量為474.7g.L-1，總磷（TP）含量為181.1 mg.L-1。付莉等研究表明，畜禽養(yǎng)殖肥水中含有大量氮磷養(yǎng)分，肥水中氮磷以速效養(yǎng)分為主，四種陽離子含量與電導(dǎo)率呈正相關(guān)關(guān)系，肥水中重金屬含量均未超出《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB5084》gt;的水質(zhì)基本控制項目限值。養(yǎng)殖場肥水中還含有激素、抗菌素和吲哚乙酸等可提高作物抗逆性的物質(zhì)，它們可防治作物病蟲害，抑制作物治病菌生長。

2畜禽養(yǎng)殖場肥水還田的效果

近年來，利用畜禽養(yǎng)殖肥水進(jìn)行農(nóng)田施用逐漸被人們所認(rèn)知，并已廣泛應(yīng)用于小麥、玉米、水稻、果樹和蔬菜等農(nóng)作物的種植過程中，且已經(jīng)取得了一些成效。將畜禽養(yǎng)殖污水經(jīng)過厭氧處理后轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)作物所需的肥水，高效利用畜禽養(yǎng)殖廢水還田，改善土壤養(yǎng)分含量，提高土壤儲存二氧化碳能力，降低溫室效應(yīng)，改良土壤理化性質(zhì)，提高土壤中氮、磷的利用率，促進(jìn)土壤生態(tài)良性循環(huán)，同時可增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，是處理畜禽養(yǎng)殖糞污的最佳途徑之一，有助于“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的實現(xiàn)。

2.1對土壤養(yǎng)分的影響

我國農(nóng)業(yè)用地的平均復(fù)種率達(dá)到1.7，反季節(jié)種植蔬菜、水果越來越多，導(dǎo)致土地負(fù)擔(dān)過重，而且，長期單一施用化肥會導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量降低、pH降低、土壤酸化、容重增加、病蟲害增加等，造成土壤日益顯露“病態(tài)”。畜禽養(yǎng)殖肥水中含有大量速效N、P、K、腐殖酸等養(yǎng)分，合理施用畜禽養(yǎng)殖肥水可以有效改善土壤質(zhì)量，使土壤微生物數(shù)量、堿解氮、速效鉀、有效磷、微量元素等含量提高，杜會英等研究冬小麥季牛場肥水灌溉對試驗中發(fā)現(xiàn)，適量牛場肥水灌溉冬小麥一夏玉米輪作田能夠增加作物對肥水氮的利用率，減少氮在土壤中的積累;對土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成非常重要，同時可促進(jìn)土壤表層的速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量顯著增加。杜臻杰等研究了豬場肥水對土壤氮礦化特性的影響，發(fā)現(xiàn)豬場肥水施人農(nóng)田改善了土壤的持水能力和土壤結(jié)構(gòu)，顯著提高了土壤團(tuán)聚體量和飽和導(dǎo)水率，在改善土壤環(huán)境方面可替代化肥，提高土壤電導(dǎo)率、降低土壤鹽害。李春霖在冬小麥一夏玉米輪作田施用了不同濃度牛場肥水，發(fā)現(xiàn)土壤電導(dǎo)率、可溶性離子會隨著牛腸肥水濃度的增加而增加，牛場肥水施用農(nóng)田后，短期內(nèi)土壤中鹽分雖然呈現(xiàn)增加趨勢，但鹽分的積累不明顯，鹽漬化風(fēng)險較低;提高土壤pH、防止土壤酸化;增強(qiáng)土壤微生物活性，提高土壤肥力和生產(chǎn)力水平。戴婷等研究了畜禽養(yǎng)殖肥水長期灌溉農(nóng)田的土壤樣品，發(fā)現(xiàn)長期畜禽養(yǎng)殖肥水灌溉可明顯增加表層土壤（0-20cm）有機(jī)C、全N、全P、Cu、Zn、As、Cd、鹽分、NH4+-N、N03-_N、有效P和有效K的含量，但對土壤pH、全K、Pb、Ni、Cr、Hg的影響不明顯。

2.2對農(nóng)作物生長及產(chǎn)量的影響

畜禽養(yǎng)殖肥水除含有多種營養(yǎng)元素外，還含有許多有益于農(nóng)作物生長的物質(zhì)。長期使用不僅能提供農(nóng)作物生長所需養(yǎng)分，改良土壤，與施用化肥相比，還可明顯增加農(nóng)作物的產(chǎn)量并提升農(nóng)作物的品質(zhì)，不僅減少了化肥施用量，降低殘留，還可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率，促進(jìn)農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，改善農(nóng)作物品質(zhì)，保持土壤肥力，降低生產(chǎn)成本。有研究表明，在增加農(nóng)作物產(chǎn)量方面，施用畜禽養(yǎng)殖肥水可增加油菜、生菜、番茄、白菜等農(nóng)作物的產(chǎn)量，且產(chǎn)量隨著養(yǎng)殖肥水施用量的增加而呈增加趨勢，白菜可增產(chǎn)12.51%-15.89%，油菜可增產(chǎn)16.3%-20.9%，生菜可增產(chǎn)14.78%，番茄可增產(chǎn)18.02%。韓小平等通過對玉米噴施不同濃度的肥水，發(fā)現(xiàn)施用肥水后玉米葉片厚實，葉片顏色濃綠，莖桿粗壯，產(chǎn)量有明顯提升。在提高土壤養(yǎng)分利用率方面，鄭學(xué)博等研究表明，30%的肥水還田比例（以總氮計）顯著提高了花生產(chǎn)量、各生育期生物量積累和植株對土壤中氮、磷的吸收利用。在改善土壤理化特性方面，王靜童等研究表明，畜禽養(yǎng)殖肥水還田量維持在600m3.hm-2水平時，既能保證冬小麥的產(chǎn)量高產(chǎn)又能夠改善土壤理化性狀。徐愷等研究結(jié)果表明，與純施化肥相比，養(yǎng)殖肥水與化肥配合施用能在一定程度上提高水稻產(chǎn)量，同時能節(jié)省水稻生產(chǎn)成本。

2.3對農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)的影響

施用畜禽養(yǎng)殖肥水在增加農(nóng)作物產(chǎn)量的同時，也可提升農(nóng)作物的品質(zhì)。在提高農(nóng)作物對氮、磷的吸收利用方面，陳貴等研究表明，養(yǎng)殖肥水澆灌能夠影響茭白植株對氮、磷養(yǎng)分的吸收累積，提高氮、磷利用效率。在提高全氮利用方面，吳曉梅等發(fā)現(xiàn)，施用養(yǎng)殖肥水的試驗組芥菜產(chǎn)量比化肥處理組增產(chǎn)54.4%，全氮和全磷含量比空白處理組增加了268%，327%。在提高蛋白質(zhì)利用方面，郭海剛等利用牛場肥水灌溉冬小麥的試驗中發(fā)現(xiàn)，施用肥水的冬小麥籽粒中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與正常施用化肥相比，分別提高2.50%，5.83%，8.03%。在提高作物營養(yǎng)物質(zhì)積累方面，楊靜等利用不同肥水施用生菜，發(fā)現(xiàn)生菜的產(chǎn)量和干物質(zhì)累積均有所增加。章明奎等研究表明長期養(yǎng)殖污水灌溉提高了蔬菜地表層土壤pH、N、P、K的含量及土壤酶活性，增加大白菜中可溶性總糖和P的含量。王衛(wèi)平等在肥水施用柑橘的研究中發(fā)現(xiàn)，利用養(yǎng)殖肥水替代化肥施用，柑橘果實中的可溶性固體含量增加，總糖含量高于化肥處理0.6%。在作物品質(zhì)方面，孫國峰等對不同比例肥水還田種植水稻對水稻產(chǎn)量、稻米品質(zhì)及氮素吸收與利用進(jìn)行研究。結(jié)果表明，等氮量肥水和化肥處理水稻產(chǎn)量差異不顯著，但與化肥相比，等氮量肥水處理提高了整精米率和稻米食味值，有助于改善稻米食味品質(zhì)，對稻米外觀品質(zhì)影響不大。

3肥水還田技術(shù)存在的問題

目前，生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識日益深人人心，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源化利用要求也越來越高。無論是畜禽養(yǎng)殖場固體糞便還田還是肥水還田技術(shù)都受到企業(yè)、農(nóng)戶等多方的歡迎，也取得了一定的研究進(jìn)展，但相比于固體糞便的資源化利用，畜禽養(yǎng)殖場肥水在還田應(yīng)用的實際操作環(huán)節(jié)受制于技術(shù)、環(huán)境、資金等諸多因素困擾，亟待解決以下難題：

3.1肥水還田技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺乏技術(shù)規(guī)范

現(xiàn)階段養(yǎng)殖肥水還田還處于粗放階段，關(guān)于精準(zhǔn)施用肥水的相關(guān)研究較少，在實際生產(chǎn)中缺少對肥水還田方式、用量的技術(shù)規(guī)范的深入研究。一方面，不同畜種的養(yǎng)殖肥水含有的營養(yǎng)物質(zhì)不同，且同一畜禽養(yǎng)殖場的肥水營養(yǎng)成分受季節(jié)影響也有所不同。另一方面，不同的農(nóng)作物、施肥方式、土壤肥力、肥水營養(yǎng)物質(zhì)含量等均會影響肥水用量。目前，我國制定了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18596》gt;、《農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)（GB5084》gt;，但畜禽養(yǎng)殖場肥水還田的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未明確，養(yǎng)殖肥水適宜添加量和作物種類之間的對應(yīng)關(guān)系尚處于摸索階段。

3.2存在環(huán)境安全風(fēng)險

畜禽養(yǎng)殖肥水中含有豐富的N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì)，但同時含有抗生素、重金屬等有害物質(zhì)，如果利用不當(dāng)，不僅浪費資源，且易導(dǎo)致環(huán)境污染造成土壤和農(nóng)作物重金屬超標(biāo)、抗生素殘留、次生鹽漬化的風(fēng)險。特別是與固體糞肥相比，液體糞肥產(chǎn)生量大、儲存運(yùn)輸難，品質(zhì)穩(wěn)定性差，長期且超量施用現(xiàn)象較普遍，尤其是缺乏對施用的土壤、附近地下水和農(nóng)產(chǎn)品安全等潛在風(fēng)險的科學(xué)、系統(tǒng)、全面評估。當(dāng)畜禽養(yǎng)殖肥水中重金屬含量超過標(biāo)準(zhǔn)時，對于施用土壤和生長作物存在重金屬含量超標(biāo)的風(fēng)險。周靈君等研究了畜禽肥水還田中重金屬含量、相關(guān)性及其富集能力，發(fā)現(xiàn)施用土壤和所種植的蔬菜中重金屬鎳、鋅、鎘和鉛含量均超過國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)限值，蔬菜對土壤中的重金屬吸收表現(xiàn)出了一定的協(xié)同作用。

3.3肥水處理及利用成本較高

隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的提升，一些畜禽養(yǎng)殖場開始通過流轉(zhuǎn)周邊農(nóng)田或與種植大戶簽訂《糞污消納協(xié)議》等方式，消納畜禽糞污，實現(xiàn)種養(yǎng)一體循環(huán)利用。但畜禽糞污處理利用需建設(shè)相關(guān)的糞污貯存設(shè)施和資源化利用設(shè)施、購買相應(yīng)的設(shè)備。近年來，隨著各地糞污治理項目的實施，多數(shù)養(yǎng)殖場都陸續(xù)建設(shè)了糞污的貯存設(shè)施，但基本不包括肥水還田的基礎(chǔ)設(shè)施。原有養(yǎng)殖場在建場時未考慮周邊配套一定面積的農(nóng)田用于消納養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞污，為實現(xiàn)糞污資源化利用，需要流轉(zhuǎn)周邊農(nóng)田、建設(shè)配套還田灌溉管道或購買肥水運(yùn)輸車、肥水施用設(shè)備等，增加了肥水還田施用的成本。

3.4農(nóng)民施用糞肥的意識有待提高

相對于施用化肥方法簡便、節(jié)省人工、見效快等特點，深受廣大種植戶歡迎;而畜禽養(yǎng)殖糞肥受季節(jié)、施用不便、見效慢等因素制約，農(nóng)戶對其施用糞肥和肥水的積極性普遍不高，一般多用于自留地，阻礙了畜禽糞肥的還田利用。

4對策與建議

4.1制定肥水還田技術(shù)規(guī)范，實現(xiàn)肥水科學(xué)還田

盡快加速研究肥水對不同作物的精準(zhǔn)施肥技術(shù)和高效施肥技術(shù)，制定肥水還田相關(guān)技術(shù)規(guī)范，明確不同糞污處理方式肥水營養(yǎng)成分含量范圍，有針對性地根據(jù)農(nóng)作物的生理習(xí)性，評估不同的農(nóng)田作物對肥水的消納量，合理使用肥水。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)深入研究肥水長期使用的環(huán)境行為和環(huán)境效應(yīng)，研究開發(fā)去除畜禽糞污、土壤等重金屬的新工藝、新技術(shù)、新材料和新設(shè)備，保障肥水還田的科學(xué)性和系統(tǒng)性，防止對環(huán)境造成“二次污染”。

4.2加強(qiáng)源頭管理，從源頭減排

隨著畜牧業(yè)的規(guī)模化、集約化的快速發(fā)展，部分養(yǎng)殖場為了經(jīng)濟(jì)效益，飼料中添加了重金屬、抗生素等具有促生長、預(yù)防疾病的添加劑，未被畜禽吸收利用的重金屬和抗生素隨糞污排出，相應(yīng)的造成了肥水中重金屬超標(biāo)和抗生素殘留。因此，必須加強(qiáng)源頭管理，通過原料替代或調(diào)整飼料配方，尋找環(huán)境友好型原料，嚴(yán)管飼料中重金屬、抗生素的使用，通過控制飼料原料品質(zhì)，減少重金屬、抗生素進(jìn)入養(yǎng)殖生產(chǎn)環(huán)節(jié)和糞污肥水利用環(huán)節(jié)，從源頭上減少污染物的排放。

4.3出臺扶持政策，打通還田“最后1公里”

政策指引是行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的前提和關(guān)鍵，建議各級政府部門因地制宜出臺畜禽糞肥還田利用政策，如鼓勵在畜禽養(yǎng)殖密集區(qū)域建立糞污集中處理中心，在土地使用、企業(yè)貸款等方面給予優(yōu)惠政策等;培育第三方糞污運(yùn)輸、還田服務(wù)公司，對鋪設(shè)肥水輸送管網(wǎng)、建設(shè)田間肥水貯存池、購買肥水運(yùn)輸車給予政策支持和資金補(bǔ)貼，持續(xù)支持建設(shè)肥水輸送管網(wǎng)、水肥一體化設(shè)施;探索建立種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)產(chǎn)品品牌認(rèn)證制度，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價等，通過多層次多角度系統(tǒng)性的措施來打通肥水還田利用“最后1公里”。

4.4加強(qiáng)政策宣傳，做好肥水還田先進(jìn)技術(shù)的推廣

充分發(fā)揮傳統(tǒng)平面媒體，深入挖掘網(wǎng)絡(luò)媒體，多渠道多維度做好糞肥還田相關(guān)法律、法規(guī)、政策和技術(shù)的宣傳。持續(xù)加強(qiáng)對農(nóng)技推廣技術(shù)人員的專業(yè)培訓(xùn)，積極引導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)合理的開展肥水的施用。通過典型示范、現(xiàn)場觀摩、經(jīng)驗介紹、技術(shù)講座等方式做好肥水還田技術(shù)的農(nóng)民培訓(xùn)，推動肥水還田應(yīng)用，實現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合，資源循環(huán)利用。