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        畜禽糞尿產(chǎn)生量及其環(huán)境效應分析

        2017-12-27 05:28:15雷亞非
        河南畜牧獸醫(yī) 2017年19期
        關鍵詞:糞尿新鄉(xiāng)市負載量

        雷亞非

        (新鄉(xiāng)市畜牧技術推廣站,河南 新鄉(xiāng) 453003)

        試驗研究

        畜禽糞尿產(chǎn)生量及其環(huán)境效應分析

        雷亞非

        (新鄉(xiāng)市畜牧技術推廣站,河南 新鄉(xiāng) 453003)

        為探討新鄉(xiāng)市畜禽糞尿污染現(xiàn)狀,在確定畜禽糞尿排放量估算方法和排泄系數(shù)的基礎上,根據(jù)新鄉(xiāng)市2015年畜禽存出欄量,估算了新鄉(xiāng)市各縣(市、區(qū))畜禽糞尿產(chǎn)生量,并就由此對環(huán)境產(chǎn)生的影響進行了評價。結果表明,2015年新鄉(xiāng)市畜禽糞產(chǎn)生量為367.13萬t,尿產(chǎn)生量237.80萬t,糞尿總產(chǎn)生量為604.93萬t,牛、豬糞尿產(chǎn)生量占比合計75%,是畜禽糞尿污染的主要來源。

        以新鄉(xiāng)市統(tǒng)計局發(fā)布的《新鄉(xiāng)市統(tǒng)計年鑒(2015年)》中的畜禽養(yǎng)殖量數(shù)據(jù)為基礎,對新鄉(xiāng)市及其各縣(市、區(qū))主要畜禽糞尿產(chǎn)生量進行估算,通過計算單位耕地面積糞尿和氮、磷養(yǎng)分負荷量,對畜禽糞尿產(chǎn)生的環(huán)境效應進行分析。

        1 材料與方法

        1.1 數(shù)據(jù)來源及計算

        畜禽養(yǎng)殖量數(shù)據(jù)來自《新鄉(xiāng)市統(tǒng)計年鑒(2015年)》,其中畜禽養(yǎng)殖量統(tǒng)計數(shù)據(jù)分為存欄和出欄,由于其各畜禽生產(chǎn)期和排污量不同,應根據(jù)畜禽品種及其生長期區(qū)別計算。

        豬:統(tǒng)計數(shù)據(jù)中,豬分為生豬和能繁母豬,存欄生豬會作為下一年度的出欄生豬,生豬應按照出欄量計算,單頭生豬飼養(yǎng)周期為199 d;能繁母豬飼養(yǎng)周期較長,按照其存欄量確定。

        牛羊:由于牛、羊飼養(yǎng)周期均在1年以上,牛、羊飼養(yǎng)量按照當年存欄量確定。

        家禽:家禽分為蛋、肉禽,蛋禽飼養(yǎng)周期一般在1年以上,蛋禽按照當年存欄量確定;肉雞生長周期一般在55 d,肉鴨生長周期一般在50 d,肉禽按照當年出欄量確定。

        蛋雞存欄:由于統(tǒng)計年鑒中沒有蛋雞存欄,按照每只年產(chǎn)蛋16.5 kg,由蛋產(chǎn)量推算確定。[1]

        兔:兔分為毛用和肉用,毛用兔飼養(yǎng)周期一般為1年以上,按照年末存欄數(shù)計算;肉用兔的飼養(yǎng)周期為90 d,按照當年出欄數(shù)計算。

        由以上方法經(jīng)計算可得2015年新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽存出欄量數(shù)據(jù)(表1)。

        表1 2015年新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽存出欄量 (單位:頭、只)

        耕地面積:來源于新鄉(xiāng)市第2次土地調(diào)查主要數(shù)據(jù)成果公報。

        1.2 參數(shù)確定

        畜禽糞污排放量因品種、飼養(yǎng)階段不同而存在較大的差異,其排泄物中各類污染物在糞和尿中含量又不同,因此該試驗所用畜禽日排泄系數(shù)和其中各類污染物平均含量由國家環(huán)保部公布的數(shù)據(jù)及查閱到的文獻資料中數(shù)據(jù)綜合而得。

        1.3 污染物測算

        1.3.1 畜禽年糞尿產(chǎn)生量計算公式

        畜禽年糞尿產(chǎn)量=各類畜禽飼養(yǎng)量×飼養(yǎng)周期×排泄系數(shù)。由此公式經(jīng)計算可得2015年新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽糞尿排泄量(表2)。[3]

        表2 2015年新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽糞尿排泄量 (單位:t)

        1.3.2 豬糞當量的換算

        不同畜禽糞尿中各類養(yǎng)分含量不同,土壤對其消納能力也不同,為準確衡量畜禽糞尿對耕地的影響,根據(jù)各類畜禽糞尿中氮含量,將其統(tǒng)一換算成豬糞當量。綜合國內(nèi)外有關文獻資料,畜禽糞尿豬糞當量換算系數(shù)見表3。

        表3 畜禽糞尿豬糞當量換算系數(shù)

        1.3.3 耕地畜禽糞尿負載預警值計算[4]

        耕地畜禽糞污負載量只能間接反映一個地區(qū)畜禽養(yǎng)殖密度和養(yǎng)殖業(yè)布局,不能全面反映該地區(qū)畜禽養(yǎng)殖是否過載及對環(huán)境構成威脅,為客觀反映這一問題,對新鄉(xiāng)市及各縣(市、區(qū))畜禽糞尿負載量進行預警分析。根據(jù)上海市農(nóng)業(yè)科學院環(huán)境科學研究所提出的畜禽糞尿負載警報值分級標準(表4),采用耕地畜禽糞尿負載預警值計算公式:r=q/p。r為預警值;q為區(qū)域內(nèi)畜禽糞尿產(chǎn)生總量;p為耕地畜禽糞尿負載量標準。

        表4 畜禽糞尿負載量預警值分級

        2 分析與討論

        2.1 畜禽糞尿年產(chǎn)生量分析

        由表3可以看出,2015年新鄉(xiāng)市畜禽糞產(chǎn)生量為367.13萬t,尿產(chǎn)生量237.80萬t,糞尿總產(chǎn)生量為604.92萬t,其中牛糞尿排放量最高241.13萬t,占比40%;其他畜禽糞尿排放量占比依次為:豬35%,羊13%,雞10%,鴨0.1%。由此可見,新鄉(xiāng)市畜禽糞尿主要來源于牛和生豬養(yǎng)殖業(yè)。但新鄉(xiāng)市各縣(市、區(qū))畜禽糞尿污染源又有較大差異,如鳳泉區(qū)、獲嘉縣、封丘縣、原陽縣主要污染源是養(yǎng)牛業(yè),其糞尿產(chǎn)生量占比分別為61%、60%、58%、42%。而延津縣、輝縣市主要污染源是生豬養(yǎng)殖業(yè),其糞尿產(chǎn)生量占比為58%和45%。[2]

        2.2 新鄉(xiāng)市各縣市區(qū)畜禽糞尿對耕地負載分析

        從國內(nèi)外畜牧業(yè)發(fā)展模式來看,畜禽糞尿主要利用方式還是以有機肥還田為主,耕地對畜禽糞尿的消納能力受土壤性質(zhì)、種植作物類型、地域特點、地形地勢、光照、雨水等多種條件影響。因此用耕地畜禽糞尿負荷量可以反映一個地區(qū)耕地消納畜禽糞尿的能力,而單位耕地面積上氮、磷負荷量反映了畜禽糞尿對耕地的污染程度。目前,我國還沒有統(tǒng)一的耕地畜禽糞尿負載量標準。近年來,國內(nèi)不少學者對耕地畜禽糞尿負載量進行了研究,提出了不同的負載量標準,一般認為土地畜禽糞尿負荷量為30~45 t/hm2。如果單位耕地面積上,畜禽糞尿負荷量高出這個水平就會造成土壤富營養(yǎng)化,對環(huán)境產(chǎn)生影響。2002年,國家環(huán)保局自然生態(tài)保護司制定的《全國規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對策》中將耕地畜禽糞尿負載量定為30 t/hm2。綜合有關文獻資料,為確保數(shù)據(jù)的科學性、權威性,筆者以國家環(huán)保局自然生態(tài)保護司確定數(shù)作為耕地負載量標準。從計算結果來看(表5),新鄉(xiāng)11個縣(市、區(qū))單位面積負載量最大的為輝縣市30.71 t/hm2,已超過負載限值。最小的為新鄉(xiāng)縣1.34 t/hm2,全市平均16.01 t/hm2。10 t/hm2以下的縣(市、區(qū))3個,10~20 t/hm24個,20~30 t/hm23個。

        2.3 耕地畜禽糞尿負載預警值分析

        預警分析結果表明(表5),新鄉(xiāng)市及轄區(qū)衛(wèi)濱區(qū)預警級別為Ⅱ,對環(huán)境稍有影響。延津縣、原陽縣等6個縣(區(qū))預警級別為Ⅰ,對環(huán)境無影響。衛(wèi)輝市、封丘縣、牧野區(qū)3個縣(市、區(qū))預警級別為Ⅲ,對環(huán)境有影響。輝縣市預警級別為Ⅳ,對環(huán)境影響較嚴重。

        表5 畜禽糞尿負載量及預警分級

        2.4 畜禽糞尿中總氮負載分析

        畜禽糞尿純氮、磷在單位耕地上的負載水平反映了畜禽糞尿對耕地的污染風險。畜禽糞尿年施氮量受耕地土壤特性、氣候等多種自然條件影響,綜合這些自然因素,歐盟將糞尿年施氮量的限定標準定為170 kg/hm2,我國雖然沒有限定標準,但研究認為,在配施磷和鉀的條件下,考慮增產(chǎn)潛力等因素,大面積上的施氮量可控制在150~180 kg/hm2,若超過限值會帶來硝酸鹽的淋洗而污染環(huán)境。由表5可以看出,新鄉(xiāng)市平均畜禽糞尿氮養(yǎng)分負載量91.88 kg/hm2,未高出限值。但有2個縣(市、區(qū))高出限值:輝縣市183.45 kg/hm2,牧野區(qū)181.29 kg/hm2,已經(jīng)威脅到了耕地土壤環(huán)境。[5]

        2.5 畜禽糞尿中總磷負載分析

        磷在土壤中移動性較差,易累積在土壤中,過量的磷會因土壤淋洗而進入地表徑流,造成水體富營養(yǎng)化,污染環(huán)境。據(jù)國外試驗研究表明,土壤的畜禽糞尿年施磷量限值為35 kg/hm2。由表5可以看出,新鄉(xiāng)市平均畜禽糞尿磷養(yǎng)分負載量34.2 kg/hm2,已經(jīng)接近限值,將要威脅耕地土壤環(huán)境。11個縣(市、區(qū))中輝縣市、牧野區(qū)、衛(wèi)輝市、封丘縣等4個縣(市、區(qū))磷負載量超過了限值,分別為63.92 kg/hm2、56.98 kg/hm2、51.95 kg/hm2、51.49 kg/hm2,畜禽糞尿磷對環(huán)境的污染程度較大。

        3 結論

        通過對新鄉(xiāng)市畜禽糞尿產(chǎn)生量和環(huán)境效應分析,可以看出新鄉(xiāng)市畜禽糞尿污染主要來自于牛和生豬養(yǎng)殖業(yè),排放量合計占比75%。在今后的畜禽糞污綜合治理中,應調(diào)整畜禽養(yǎng)殖業(yè)結構,重點做好牛場、豬場的污染防治。從畜禽糞尿負載量和預警值來看,新鄉(xiāng)市畜禽糞尿平均負載量低于限值,尚有一定的畜禽承載量,但各縣(市、區(qū))負載量差異顯著。從數(shù)據(jù)分析上看,紅旗區(qū)、衛(wèi)濱區(qū)、鳳泉區(qū)、新鄉(xiāng)縣、獲嘉縣等城市近郊區(qū)負載富余量較大,原陽縣、延津縣、封丘縣等黃河灘區(qū)次之,輝縣市、衛(wèi)輝市等山地丘陵地區(qū)已超限值或近乎滿載。隨著近年來城市近郊禁養(yǎng)區(qū)的劃設和黃河流域水污染防治力度加大,城市近郊和黃河灘區(qū)已被列為禁(限)養(yǎng)區(qū),新鄉(xiāng)市已無畜禽發(fā)展空間。今后在畜牧業(yè)發(fā)展上,應摒棄數(shù)量擴張模式,控制畜禽養(yǎng)殖總量,提高畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)水平和質(zhì)量,走質(zhì)量效益路線。鑒于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中畜禽糞尿利用率較低,從畜禽糞尿氮、磷負載量來看,新鄉(xiāng)市畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)對環(huán)境造成了一定污染,今后應加大畜禽糞尿進行無害化處理和生態(tài)化利用。

        [1]曹光喬,潘丹.我國蛋雞養(yǎng)殖成本收益及其影響因素分析[J].中國家禽,2011,33(17):26-28.

        [2]國家環(huán)境保護總局自然生態(tài)保護司.全國規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對策[M].北京:中國環(huán)境科學出版社.2002:77-78.

        [3]王方浩,馬文奇,竇爭霞,等.中國畜禽糞便產(chǎn)生量估算及環(huán)境效應[J].中國環(huán)境科學,2006,26(5):614-617.

        [4]宋福忠.畜禽養(yǎng)殖環(huán)境系統(tǒng)承載力及預警研究[D].重慶大學,2011.

        [5]朱兆良.農(nóng)田中氮肥的損失與對策[J].生態(tài)環(huán)境學報,2000,9(1):1-6.

        S81

        B

        1004-5090(2017)10-0003-03

        2017-08-01)

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