龔 勝，韋錦益，盧文學，楊 楷，鄧海明，張杏艷，陳中華，藍海恩

（廣西壯族自治區(qū)畜牧研究所，廣西 南寧 530001）

農作物種植消納畜禽養(yǎng)殖排污研究

龔 勝，韋錦益，盧文學，楊 楷，鄧海明，張杏艷，陳中華，藍海恩

（廣西壯族自治區(qū)畜牧研究所，廣西 南寧 530001）

近年來，隨著經濟體制的改革及農村產業(yè)結構的調整，我國的畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，使農民的收入有了很大提高，生活水平也得到提升，但養(yǎng)殖規(guī)模的大幅增長加大了畜禽養(yǎng)殖污染物的排放量，為了解決該問題可以考慮將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)結合起來，形成循環(huán)發(fā)展的模式。我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)每年產生的糞污高達幾十億噸，處理不當就會產生嚴重的環(huán)境污染，但如果將其合理利用在種植業(yè)中就會變廢為寶，只有實現循環(huán)發(fā)展才能保證農業(yè)的健康發(fā)展，同時還有利于農村生態(tài)環(huán)境的治理。

畜禽養(yǎng)殖污染；農作物；消納；承載力

目前，隨著農村環(huán)境的日益惡化，畜禽養(yǎng)殖污染的問題也逐漸得到重視，甚至在一些地區(qū)畜禽糞污的排放量已經超過餐飲、生活和鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)等污染物的排放量，成為水資源污染的主要來源［1］。為此需要采取一定措施對畜禽糞污進行治理，在東北和華北一帶通常采用糞肥還田的方法，糞肥還田有很多益處，但也不能忽視其帶來的二次污染問題。因此，研究農作物對畜禽糞污的承載能力有重要意義。

1 利用農作物種植消納處理養(yǎng)殖廢棄物的現狀

隨著畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大，養(yǎng)殖糞污的排放量在飛速上升，有關數據顯示，2010年我國的畜禽養(yǎng)殖糞污排出量高達45億t，這個數據要比同年產生的工業(yè)固廢高出很多［2］，現如今，養(yǎng)殖糞污中僅有較少的一部分得到充分利用，大部分糞污都隨意堆放或排入溝渠，最終會污染地表水，在污染環(huán)境的同時還造成浪費。目前隨著養(yǎng)殖規(guī)模的擴大，養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)出現逐漸脫離的現象，為了解決該問題，人們開始探索種養(yǎng)結合的模式。

有學者研究利用水稻來消納養(yǎng)殖廢水，結果表明，在減少環(huán)境污染的同時，將水稻種子在養(yǎng)殖廢水中浸泡一段時間后能使發(fā)芽率得到顯著提高，秧苗的素質得到改善、具有很好的抗逆性，并且利用養(yǎng)殖廢水浸種后還能預防一些水稻的早期疾?。?-4］。但養(yǎng)殖場選址及布局的不合理會導致沒有足夠的土地來消納養(yǎng)殖廢物，不僅浪費資源還會污染環(huán)境。此外，由于土壤的消納能力有限，畜禽養(yǎng)殖糞便要經過適當處理才可施入土壤，否則如果土壤不能完全降解糞便肥料會產生二次污染，除了惡臭物質外還會產生很多有害物，堵塞土壤中存在的空隙使土壤質量下降，養(yǎng)殖糞肥的不當施用會影響作物的生長，容易出現倒伏而影響作物產量。因此，需要確定農作物對畜禽糞污的消納能力，進而確定糞污的具體投加量以保證資源的合理利用，實現種養(yǎng)結合。

國外在農作物對畜禽養(yǎng)殖廢物的消納上研究更多一些，意大利、德國、法國等國家均規(guī)定每年耕地施用畜禽糞污的最大量以實現生態(tài)系統(tǒng)平衡。我國專家學者通過借鑒發(fā)達國家的經驗，以上海郊區(qū)農田為研究對象，通過比較上海各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖糞便農田負荷及農田的可消納量情況，對結果進行統(tǒng)計分析，在研究利用農作物種植消納處理養(yǎng)殖廢棄物方面取得一定成果。

2 糞便的還田處理

畜禽糞便是很好的含有豐富營養(yǎng)物質的肥料，投加到土壤后可以增強其肥力，使土壤的理化性質得到改善，糞便的還田處理有以下3種方式：

2.1 直接還田直接還田是我國農村地區(qū)常用的還田處理方法，將日常積累的未經發(fā)酵的養(yǎng)殖糞便通過一定交通工具運到田間，待風吹日曬一段時間后濕度適合時用鋤和犁等工具對糞便進行分散，將土壤和糞便充分混合，之后使糞便自行發(fā)酵。該方法簡單、可操作性強，土壤對糞便的消納量高，不過其缺點是未經任何處理的糞便中含有抗生素、重金屬及一些致病菌等有害物質。

2.2 好氧堆肥后還田牛、豬糞便中含水量高，肥效相對較低，直接施入農田利用率不高，還會出現二次污染，因此豬、牛等糞便常采用好氧堆肥后再施入農田的方法進行利用。該技術是在人為控制下，按一定比例將畜禽糞便、雜草、作物秸稈等有機物混合堆積，使其處于氧氣充足、濕潤的環(huán)境下以利于其發(fā)酵，在發(fā)酵過程中發(fā)酵體系溫度會升高，高溫條件有利于殺滅體系中致病菌和蟲卵等［5］。經過好氧堆肥處理后，糞便的肥力會增高，有利于作物對其吸收。

2.3 制作生物有機肥在堆肥后的糞便中加入選育的菌劑，經過一些工藝和技術徹底消滅其中的致病菌及蟲卵，能夠消除惡臭，達到腐熟和干燥的目的，再經過一系列加工可投制成有機肥［6］。制作生物肥能夠提供糞便肥力，更有利于作物對其吸收利用，對環(huán)境保護也有很大益處。

3 農作物對畜禽養(yǎng)殖糞污的消納量估算研究

在土壤中不合理施用畜禽養(yǎng)殖糞污會導致土壤對養(yǎng)分的利用率下降，在浪費資源的同時還會產生N和P，對環(huán)境造成威脅。畜禽糞便中含有豐富的養(yǎng)分，當施用量超過作物需求時會產生營養(yǎng)盈余現象。

計算畜禽養(yǎng)殖廢水的環(huán)境承載力是很復雜的問題，在計算過程中涉及農田生態(tài)、動植物營養(yǎng)及土壤肥料等多種學科［7-8］。目前常用的評價畜禽糞污環(huán)境承載力的方式有2種：其一根據土地提供畜禽飼料的能力；其二是根據特定地理區(qū)域消納糞便的能力。該文采用第2種方式進行評價，借鑒相關文獻，以一些常見農作物作為試驗對象，對奶牛場養(yǎng)殖污水的土地消納量進行研究。

3.1 試驗方法以氮和五氧化二磷為標準，根據研究對象對養(yǎng)分的需求和養(yǎng)殖污水養(yǎng)分含量來確定農作物對養(yǎng)殖污水的消納量?？紤]到多季農作物及同一塊土地上種植多種蔬菜的情況，對各類作物的復種指數進行估算。該方法將有機肥的利用率考慮在內，如果出現養(yǎng)分需求量不足時由化肥進行補充。計算公式如下：

單位農用地污水消納量=K·（X·A）/Y

式中：X為每公頃作物每季的養(yǎng)分需求量［kg/（hm2·S）］；A 為各地區(qū)的復種指數 （每種類型作物的播種面積除以其占用耕地面積）；Y為單位體積污水養(yǎng)分含量（kg/m3）；K 為有機肥利用率（%）；S 為每公頃作物的總產量（kg）。

3.2 結果分析分別針對干清糞和水沖糞2種清糞工藝進行討論，單位體積污水中氮和五氧化二磷的含量在水沖糞工藝下分別是在干清糞工藝下的5.8和2.4倍。我國各地耕地復種指數有很大差異，在一些一年一熟地區(qū)如東北、西北地區(qū)耕地復種指數通常接近100%；華南地區(qū)復種指數在200%以上；不同作物在形成1 t收獲物時需要的養(yǎng)分量有很大差異，而且每種作物對N、P養(yǎng)分的需求量不同，每季每種作物對N、P2O5的需求量不同，花生所需的比例為5.2，居于大豆、花生、水稻、高粱、冬小麥和玉米的首位，水稻和高粱的比例均為2.0，需求比例最低。

3.3 結果討論

3.3.1 污水養(yǎng)分含量及損失的影響：在不同地區(qū)、不同養(yǎng)殖規(guī)模的污水排放量和污水養(yǎng)分含量以及收集貯存污水過程中N、P的損失會使污水中N、P產生差異，使得農作物種植對畜禽養(yǎng)殖排污的消納發(fā)生變化。

3.3.2 清糞工藝的影響：從結果來看，干清糞工藝排放的污水的單位農用地消納量要比水沖糞工藝大。

3.3.3 污水糞肥和化肥的施用量、作物對肥料的利用效率的影響：農田化肥的施用量和農作物對肥料的利用率在很大程度上影響單位農用地污水消納量，用糞肥取代化肥施用在土地上，能有效減少環(huán)境污染，并使單位農用地的污水消納量增加。

3.3.4 復種指數與種植結構的影響：由于不同類型作物對需求養(yǎng)分不同，導致單位農用地污水消納量不同，為此合理規(guī)劃調整土地的種植結構可以改變單位農用地污水消納量，進而最大限度地利用土地和資源，減少污染。

4 小結

固定面積的土壤作物對畜禽養(yǎng)殖排污的承載力是有限的，如果在土壤中施用過量的糞肥，就會使多余的養(yǎng)分流失。因此，評價農作物對畜禽養(yǎng)殖排污的消納量具有重要意義，同時合理適量地施用有機肥對保持和改善土壤質量有重要作用，進而促進我國農業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

［1］張鵬，吳應烈.畜禽規(guī)模養(yǎng)殖排污對環(huán)保的影響［J］.四川畜牧獸醫(yī)，2005（11）：42.

［2］盛巧玲.基于氮平衡的北京地區(qū)畜禽環(huán)境承載力研究［D］.重慶：西南大學，2010.

［3］彭里.重慶市畜禽糞便的土壤適宜負荷量及排放時空分布研究［D］.重慶：西南大學，2009.

［4］彭里，古文海，魏世強，等.重慶市畜禽糞便排放時空分布研究［J］.中國生態(tài)農業(yè)學報，2006（4）：213-216.

［5］李國林.規(guī)模化奶牛場產排污系數、污水存貯及土地消納量相關技術參數研究［D］.泰安：山東農業(yè)大學，2014.

［6］林毅青.基于種養(yǎng)平衡下的湖南省畜禽養(yǎng)殖承載能力研究［D］.長沙：湖南農業(yè)大學，2013.

［7］王晉虎.星云湖流域畜禽養(yǎng)殖污染特征及其定量估算研究［D］.昆明：昆明理工大學，2011.

［8］郭瑞敏.遼河流域吉林省部分畜禽養(yǎng)殖污染的負荷估算與好氧堆肥研究［D］.長春：吉林大學，2014.

X713；S14

A文章順序編號：1672-5190（2016）01-0080-02

2015－11－13

龔勝（1980—），男，經濟師，碩士，主要從事養(yǎng)殖污染防治研究工作。

藍海恩（1969—），男，高級畜牧師，主要從事養(yǎng)豬及養(yǎng)殖技術研究工作。

（責任編輯：錢英紅）