陳廣銀 吳佩 董金竹 曹海南 黃艷 汪玉 方彩霞

摘要：黃淮海地區(qū)是我國重要的生豬養(yǎng)殖基地，豬糞還田在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。針對黃淮海地區(qū)豬糞還田問題，估算黃淮海地區(qū)的豬糞產(chǎn)量，詳細介紹黃淮海地區(qū)豬糞還田對農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤質(zhì)量、土壤微生物、地表水環(huán)境、溫室氣體排放等方面的影響以及對農(nóng)產(chǎn)品和土壤的潛在風(fēng)險，并分析黃淮海地區(qū)豬糞還田工作存在的問題。結(jié)果表明，豬糞還田在大多數(shù)情況在對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)均表現(xiàn)出正向作用，在部分地區(qū)出現(xiàn)豬糞還田對農(nóng)作物產(chǎn)量無顯著影響的結(jié)果，但豬糞過量還田易造成農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)、品質(zhì)下降、土壤重金屬累積、地表水污染以及增加溫室氣體排放等。在此基礎(chǔ)上，提出源頭控制豬糞質(zhì)量、加強豬糞無害化處理、嚴(yán)控豬糞還田量、完善豬糞還田方式、完善豬糞還田運行管理機制及相關(guān)配套政策等建議，并對豬糞還田工作進行展望，以期對該地區(qū)豬糞還田工作提供一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：黃淮海地區(qū);豬糞;氮;重金屬;土壤;農(nóng)產(chǎn)品

中圖分類號：X713 文獻標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）12-0010-08

收稿日期：2021-09-03

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（編號：2017YFD0801403）;安徽省重點研發(fā)項目（編號：201904a06020044）。

作者簡介：陳廣銀（1981—），男，江蘇鹽城人，博士，副研究員，主要從事固體廢物資源化研究。E-mail：xzcf2004@163.com。

生豬是我國主要的畜禽品種之一，生豬養(yǎng)殖在改善居民生活、增加農(nóng)民就業(yè)、提高農(nóng)民收入的同時，也產(chǎn)生了數(shù)量可觀的糞污。豬糞是生豬的主要排泄物之一，其組成受飼料、豬品種、糞便收集方式、管理水平、季節(jié)等影響;豬糞的有機組成復(fù)雜，包括粗蛋白、淀粉、粗脂肪、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，元素組成包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg等[1]。將豬糞還田在處理豬糞的同時，還可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，培肥土壤，減少化肥用量，實現(xiàn)種植、養(yǎng)殖業(yè)的雙贏和農(nóng)業(yè)碳減排[2-3]，但不合理還田可能造成嚴(yán)重的二次污染[4]。為規(guī)范畜禽糞便還田行為，原農(nóng)業(yè)部于2010年提出《畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》（GB/T 25246—2010），為我國畜禽糞便還田工作提供了規(guī)范性文件，進而有力推動我國畜禽糞便還田工作。黃淮海地區(qū)是我國重要的生豬養(yǎng)殖基地，種植業(yè)也相當(dāng)發(fā)達，將豬糞還田是該地區(qū)豬糞資源化的最主要方式，但系統(tǒng)介紹該地區(qū)豬糞還田對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的研究還鮮有報道。本研究在大量文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，從豬糞產(chǎn)量、理化特性，到豬糞還田對農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤質(zhì)量、土壤微生物、地表水環(huán)境、溫室氣體排放、其他方面以及對農(nóng)產(chǎn)品和土壤的潛在風(fēng)險等進行系統(tǒng)介紹，并針對豬場糞污還田存在的問題提出建議，希望對規(guī)范該地區(qū)豬糞還田行為、推進豬糞還田工作有一定的參考價值。

1 豬糞產(chǎn)量及特性

1.1 研究區(qū)域概況

黃淮海地區(qū)包括北京市、天津市和山東省的全部，河南、河北兩省的大部，以及江蘇、安徽兩省的淮北地區(qū)，共53個地市+2個直轄市，376個縣（市、區(qū)）[5]，總面積達46.95萬km2，是我國北方人口、產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)最密集的地區(qū)之一，也是全國政治、經(jīng)濟、文化中心所在地，在全國經(jīng)濟發(fā)展格局中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。同時，黃淮海地區(qū)也是我國四大平原之一，土壤肥沃，農(nóng)業(yè)發(fā)達，是我國重要的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地。2017年該地區(qū)年產(chǎn)稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類、油料、蔬菜、瓜果分別占全國的10.69%、72.17%、27.94%、13.71%、37.64%、29.41%、35.82%、49.86%[6]。

1.2 豬糞產(chǎn)量

2017年黃淮海地區(qū)共出欄生豬18 071.25萬頭，占全國的23.98%。其中，僅山東省生豬年出欄就達5 180.68萬頭，其次為河南省，達4 963.72萬頭，兩省之和占該地區(qū)生豬出欄總量的56.14%，北京市最低，但也有242.10萬頭。

生豬養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生了大量的養(yǎng)殖污染物，包括糞便、污水、總氮（total nitrogen，TN）、總磷（total phosphrus，TP）、Cu、Zn等。由表1可知，2017年黃淮海地區(qū)共產(chǎn)生豬糞、尿、TN、TP、Cu、Zn分別達 3 886.84萬、7 881.68萬、96.44萬、13.62萬、5 799.13、8 805.32 t，生豬養(yǎng)殖產(chǎn)生的污染物不容忽視。此外，生豬養(yǎng)殖過程中還使用大量抗生素，殘留抗生素隨糞尿排入環(huán)境中，對生態(tài)環(huán)境及人體健康的影響不容忽視。

2 豬糞還田對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

2.1 豬糞還田對農(nóng)作物生產(chǎn)的影響

2.1.1 對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響 豬糞中含有作物生長需要的N、P、K等大量元素，Ca、Mg等中量元素和Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素，將豬糞用于小麥[7-9]、玉米[10]、水稻[11]、茄子[12]、花生[13]等作物生長中，均有較好的增產(chǎn)效果。將豬糞替代化肥可以提高鮮食玉米的產(chǎn)量和干物質(zhì)量，當(dāng)替代比例為 30%時，鮮食玉米產(chǎn)量和干物質(zhì)量較化肥處理分別提高10.00%、15.52%，氮吸收量增加12.15%，氮肥利用率提高6.23百分點[14]。將豬糞用于不同輪作模式也有較好的效果，在玉米—小麥輪作（簡稱“玉麥輪作”）下，豬糞替代30%化學(xué)氮小麥、玉米產(chǎn)量較常規(guī)施肥提高了2%～9%[15];在稻麥輪作下，豬糞替代化肥水稻各部位養(yǎng)分含量和累積量較施化肥組均顯著增加，肥料貢獻率、農(nóng)學(xué)效率以及氮肥、磷肥的偏生產(chǎn)力和利用率增加了3.82%～66.67%，稻麥周年產(chǎn)量增加了10.06%～19.39%[16]。然而，Luo等發(fā)現(xiàn)施用豬糞并不能促進作物增產(chǎn)[17];郭校偉等發(fā)現(xiàn)單獨施用自然堆肥、好氧發(fā)酵豬糞及化肥在產(chǎn)量和氮素積累方面沒有顯著差異[18]。

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為施用豬糞對提高作物產(chǎn)量是有利的，但須控制豬糞用量，用量過大對作物增產(chǎn)并無正向作用。郭智等認(rèn)為，豬糞50%替代化肥氮時水稻產(chǎn)量未顯著下降，但當(dāng)豬糞100%替代化肥氮時水稻產(chǎn)量大幅降低了37.87%[19];Zhang等認(rèn)為，在玉麥輪作下過量施用豬糞不會增加農(nóng)作物產(chǎn)量[20];張濤則發(fā)現(xiàn)高量增施豬糞會降低對小麥增產(chǎn)的正向效應(yīng)[21]。因此，控制豬糞還田量是豬糞還田工作順利推進的關(guān)鍵。

2.1.2 對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響 豬糞還田不但可以提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，對提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)也有較好的效果。殷勤發(fā)現(xiàn)長期施用豬糞可以顯著提高蘋果的硬度和可溶性固形物含量，降低蘋果酸度（P<0.05），改善蘋果品質(zhì)[22];楊東玉認(rèn)為，豬糞做底肥時，花生粗蛋白含量略有增加，可溶性糖含量顯著增加，對花生粗脂肪含量無顯著影響，可以提高小麥籽粒的粗蛋白含量，對可溶性糖含量影響不大[13];孫毅等則發(fā)現(xiàn)，施用豬糞可以顯著提高茄子肉中可溶性糖含量[12];孫娜等研究發(fā)現(xiàn)，豬糞和秸稈部分替代化肥番茄果實中果糖、葡萄糖和番茄紅素含量均有不同程度的降低，對果實中硝酸鹽、維生素C和可滴定酸含量無顯著影響，有助于具有水果香味和花香味的揮發(fā)性物質(zhì)在果實內(nèi)的積累，如 2-異丁基噻唑、β-紫羅蘭酮、3-甲基丁醇和 3-甲基丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮[23]。

2.1.3 對農(nóng)作物生長的風(fēng)險 集約化生豬養(yǎng)殖大多喂食飼料，為促進豬生長，縮短生豬飼養(yǎng)周期，往往會在豬飼料中添加一定量的重金屬，如Cu、Zn等。飼料中的重金屬除少部分被豬利用外，大部分隨豬糞排出體外。連續(xù)大量施用含有重金屬的豬糞，對農(nóng)作物及其產(chǎn)品的影響如何？Luo等發(fā)現(xiàn)連續(xù)施用豬糞7年，玉米籽粒中Cu含量無明顯變化，但秸稈中提高了40%，Zn在玉米籽粒和秸稈中分別增加了20.5%、32.0%[17];郭智等認(rèn)為，在小麥地連續(xù)7年施用豬糞會顯著增加小麥籽粒中的Cu、Zn含量，增幅分別為27.18%～49.87%、25.66%～98.81%，超過相關(guān)食品安全標(biāo)準(zhǔn)（NY 861—2004《糧食及制品中鉛、鉻、鎘、汞、硒、砷、銅、鋅等八種元素限量》）[19];孫毅等認(rèn)為，施用豬糞種植的茄子可食部分的重金屬含量雖未超過我國無公害蔬菜重金屬含量標(biāo)準(zhǔn)，但隨著豬糞用量的增加，茄子果肉中Pb和Hg含量有增加趨勢[12];黃治平等認(rèn)為，連續(xù)4年施用豬糞的溫室生產(chǎn)的部分番茄和黃瓜中As含量超標(biāo)[25];何夢媛等認(rèn)為，連續(xù)4年施用豬糞會顯著降低小麥籽粒中Zn含量，但施用60 t/hm2豬糞會顯著增加小麥籽粒中As含量和秸稈中Cu、As含量[26];當(dāng)豬糞用量大于50 t/hm2時，小白菜地上部Cu、Zn含量顯著高于對照，且隨著豬糞用量增加，小白菜對土壤中Cu的富集系數(shù)從0.11上升到0.17，提高了Cu在蔬菜中的富集和對人體的健康風(fēng)險[10]。長期施用豬糞導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品及其秸稈中重金屬含量增加已是業(yè)內(nèi)共識，值得警惕。

2.2 豬糞還田對土壤質(zhì)量及土壤環(huán)境的影響

2.2.1 對土壤營養(yǎng)組成的影響 由表2可知，施用豬糞會提高土壤有機質(zhì)、易氧化有機碳、微生物量碳、可溶性有機碳、全氮、速效鉀、有效磷、團聚體及胡敏酸含量，具有很好的培肥效果。張玉軍發(fā)現(xiàn)在水稻土施豬糞能抑制土壤酸化，土壤速效磷含量大幅增加了376%～474%，且顯著提高土壤中活性有機質(zhì)含量[27];嚴(yán)正娟認(rèn)為，在設(shè)施菜地中施用豬糞會顯著增加活性磷組分和土壤磷素吸持飽和度，極大地提高磷在土壤中的移動性，尤其是無機磷的移動[28];殷勤認(rèn)為，長期施用豬糞水會降低蘋果地土壤容重、比重和pH值，顯著增加土壤孔隙度和有機質(zhì)水平，提高土壤全氮、全磷和堿解氮、硝態(tài)氮、速效磷和有效鉀含量[22];郭樹芳認(rèn)為，在華北平原長期以豬糞替代50%化肥氮，會提高土壤SOC和TN含量，氮素利用率增加25.0%，氮盈余量降低29.8%，損失途徑以氮淋溶和NH3揮發(fā)為主[29]。

2.2.2 對土壤重金屬含量的影響 大量施用豬糞在提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)、培肥土壤的同時，豬糞中的重金屬大多殘留在土壤中，對土壤質(zhì)量安全存在較大風(fēng)險。殷勤發(fā)現(xiàn)施用豬糞水會顯著提高蘋果地土壤中Cu、Zn含量（P<0.05），與施化肥組相比，施用豬糞水11年和5年土壤表層Cu含量分別提高82.40%、94.50%，Zn含量分別提高116.50%、145.50%[22];長期施用豬糞有機肥，Zn、Hg、As等重金屬均存在明顯的表層聚集現(xiàn)象，連續(xù)17年施用豬糞導(dǎo)致土壤表層Cd含量增加17～18.90倍[35]。茹淑華等認(rèn)為，連續(xù)7年施用豬糞顯著增加了0～15 cm土層Cu、Zn、As、Cd含量，且隨豬糞用量增加，耕層土壤（0～15 cm）中Cu、Zn、As、Cd含量均顯著增加，增幅分別在77.57%～261.46%、40.41%～145.68%、41.74%～46.19%和14.53%～22.09%;當(dāng)豬糞用量高時，Zn和Cd已遷移至15～30 cm土層并在此層積累[24]。何夢媛等認(rèn)為，連續(xù)4年施用豬糞顯著增加了耕層土壤中的Cu、Cd含量，較對照分別增加43.80%～118.60%、28.20%～44.90%;豬糞帶入的Cu、Zn在耕層土壤的積累率分別為76.40%～119%、14.20%～20.40%，施用高量的豬糞Cu、Zn存在明顯向土壤深層遷移的現(xiàn)象，連續(xù)4年施用60 t/hm2的豬糞，Cu遷移到了15～30 cm土層;但連續(xù)4年施用不同量豬糞，土壤剖面耕層以下土層中Cd、Cr、As、Pb 含量均沒有顯著增加[26]。黃治平等認(rèn)為，若每年在蔬菜大棚內(nèi)施用豬糞150 m3/hm2，土壤中Cu、Zn含量分別經(jīng)過10、15年可能超過國家農(nóng)田土壤二級標(biāo)準(zhǔn)[25]。然而，杜坤發(fā)現(xiàn)施用豬糞水對土壤銅、鋅含量的影響不明顯[10];孫毅等認(rèn)為，與種植前相比，施用豬糞的土壤中Cu、Pb、Cd含量有降低趨勢，Cd的降幅最大，Zn、As、Cr含量則表現(xiàn)為增加趨勢，其中Cr的增幅為4.04%～11.97%，各處理土壤重金屬含量均未超出一級土壤標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重金屬含量值[12]。

2.2.3 對土壤微生物的影響 土壤的物質(zhì)組成和營養(yǎng)環(huán)境直接影響土壤微生物的組成和豐度，大量施用豬糞對土壤微生物結(jié)構(gòu)和豐度的影響如何？張緊緊等認(rèn)為，施用豬糞改變了土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)，提高了土壤微生物數(shù)量[7]、豐度[10]、功能多樣性[36]以及酶活性[7，16]，土壤中綠彎菌門和厚壁菌門的豐度大幅提高，而放線菌門和酸酐菌門的豐度有不同程度的下降[22];在玉米—小麥輪作下，施豬糞提高會土壤線蟲群落的數(shù)量[37]。

2.2.4 其他 樊羿發(fā)現(xiàn)施用豬糞對減少土壤硝態(tài)氮含量有一定效果[38];韓飛等在氮、磷、鉀用量分別為240、75、150 kg/hm2條件下，6 000 kg/hm2豬糞替代50%化肥處理，0～20 cm和20～40 cm土層全鹽含量分別顯著降低了23.76%、31.27%[11]。豬糞還田其他方面的效果還有待進一步研究。

綜上，盡管豬糞還田對改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤質(zhì)量、豐富土壤微生物區(qū)系有重要作用，但大量施用豬糞造成土壤重金屬含量增加，且豬糞高用量造成土壤中重金屬大量富集，增加了土壤的質(zhì)量安全風(fēng)險。

2.3 豬糞還田對農(nóng)田水環(huán)境的影響

豬糞中的氮、磷大多以有機態(tài)存在，氮、磷養(yǎng)分釋放速度較化肥慢得多，故豬糞替代化肥可以提高氮、磷利用率，減少地表徑流氮、磷流失量。郭智等認(rèn)為，豬糞50%替代化肥氮可減少稻季TN徑流流失量達5.49%，顯著降低TP徑流流失率達23.32%，但當(dāng)豬糞100%替代化肥氮時，會增加稻季TN徑流流失量1.31%，處理間差異不顯著，極顯著增加了TP徑流流失量和流失率[19];劉源等認(rèn)為，施用豬糞后田面水NH+4-N及TN濃度峰值均出現(xiàn)在施肥后4～5 d，基肥施用后的前10 d，田面水以NH+4-N為主[39];馬凡凡認(rèn)為，施用豬糞可有效降低田面水氮素濃度，降低稻田氮素流失的潛在風(fēng)險。綜上，豬糞部分替代化肥用于水稻生產(chǎn)，對降低田面水氮磷流失有較好效果，但須控制豬糞用量，過量施用豬糞不但不能減少氮磷流失，還會大幅增加氮磷流失量，增加農(nóng)田污染風(fēng)險[33]。

2.4 豬糞還田對溫室氣體排放的影響

豬糞的主要物質(zhì)組成是有機物，豬糞還田后有機物分解，存在增加農(nóng)田溫室氣體排放的風(fēng)險。王曉嬌等認(rèn)為，施用豬糞后農(nóng)田土壤CO2排放量較不施肥和施化肥的處理分別大幅提高了50.6%、36.3%[40];在保持作物產(chǎn)量和土壤肥力的基礎(chǔ)上，以豬糞替代50%化肥氮可以降低華北平原農(nóng)田NH3排放和氮淋溶量，但不能降低農(nóng)田CO2和N2O排放量[29]。但也有學(xué)者認(rèn)為施用豬糞不會增加農(nóng)田溫室氣體排放，如Luo等發(fā)現(xiàn)施用豬糞不影響氧化亞氮排放[17];孫國峰等認(rèn)為，與常規(guī)施肥相比，100%豬糞和50%豬糞替代化肥氮處理麥季CH4和N2O排放產(chǎn)生的總?cè)蛟鰷貪搫荩≒GW）分別降低34.3%、48.9%，單位產(chǎn)量的PGW分別降低26.0%、48.9%，但100%豬糞處理的小麥產(chǎn)量顯著降低（ P<0.05）[41]。Zhang等認(rèn)為，適量施用豬糞不會增加土壤溫室氣體排放，但過量施用則會增加溫室氣體排放[20]。張濤認(rèn)為，施用豬糞可以降低氨排放系數(shù)和溫室氣體排放強度，但高量增施豬糞會提高溫室氣體排放強度[21]。因此，在預(yù)防溫室氣體排放上，控制豬糞用量是關(guān)鍵。

2.5 豬糞還田其他方面的影響

豬糞還田還可以提高氮素利用率、降低土壤中雜草種子庫豐富度以及降低重金屬有效性。郭樹芳認(rèn)為，以豬糞替代50%化學(xué)氮處理的氮素利用率增加了25.00%，氮盈余量降低了29.80%[29];潘俊峰等認(rèn)為，長期豬糞配施化肥的土壤雜草種子庫優(yōu)勢物種組成較簡單，優(yōu)勢種為1～2種，以水莧菜為主，土壤種子庫的密度和物種豐富度顯著降低。在施入4%豬糞后，生菜和菠菜地上部Cd含量顯著降低，降幅分別達41%～51%、33%～53%[42];余垚等認(rèn)為，生菜土壤有效態(tài)Cd含量下降 20%左右，醋酸提取態(tài)和可還原態(tài)Cd含量分別下降 25%、22%，殘渣態(tài)和可氧化態(tài)Cd含量上升;并鈍化土壤中的Cd，抑制生菜和菠菜對Cd的吸收[43]。

3 存在的問題與建議

3.1 存在的問題

3.1.1 還田豬糞的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)缺失 豬糞還田在我國已有幾千年歷史，受到農(nóng)民的歡迎。但是，隨著集約化養(yǎng)殖的發(fā)展，飼料添加劑和抗生素的大量使用，豬糞已不是30年前的豬糞。集約化豬場糞便中含有大量重金屬和抗生素[7，44]，豬糞還田不僅能促進作物生長，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，也可能造成農(nóng)田土壤重金屬[24-25]和抗生素污染[45]。豬糞還田的初衷是利用農(nóng)田土壤和農(nóng)作物吸收利用豬糞中的氮磷等物質(zhì)，達到處理豬糞，減少化肥用量的目的。但如果豬糞中重金屬和抗生素含量過高，這樣的豬糞還田將成為環(huán)境污染的重要來源，直接影響豬糞還田的推廣應(yīng)用。因此，為保護土壤安全以及豬糞還田工作順利開展，建立還田豬糞的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)非常必要，即明確哪些豬糞不能還田。限定豬糞中有毒有害物質(zhì)的最高濃度，如豬糞經(jīng)沼氣發(fā)酵后還田，則還田的沼渣沼液應(yīng)有相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 確定豬糞還田量的依據(jù)亟需完善 確定豬糞的還田量是豬糞還田工作的前提。2018年原農(nóng)業(yè)部辦公廳印發(fā)《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》，對指導(dǎo)各地加快推進畜禽糞污資源化利用，優(yōu)化調(diào)整畜牧業(yè)區(qū)域布局，促進農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。目前，確定豬糞還田量大多按照“以需定養(yǎng)”的原則，即根據(jù)農(nóng)作物生長對氮、磷的需求量來確定畜禽糞污還田量，該方式從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的角度有其合理性，但從農(nóng)村環(huán)境保護的角度看則存在一定缺陷，一定量的豬糞還田對農(nóng)作物生產(chǎn)可能仍然表現(xiàn)為增產(chǎn)，但對地表水和地下水可能已造成明顯的污染。因此，在確定豬糞還田量時應(yīng)綜合農(nóng)作物生長和農(nóng)田水環(huán)境、溫室氣體排放等多因素綜合確定。

3.1.3 豬糞還田的政策保障和運行機制不夠健全 盡管豬糞還田實現(xiàn)了種植、養(yǎng)殖業(yè)的“雙贏”，但由于養(yǎng)殖業(yè)受市場影響波動大，直接影響豬糞的處理利用。與施化肥相比，施用豬糞增加了農(nóng)民用肥的人力成本，加之豬糞質(zhì)量不穩(wěn)定，影響農(nóng)民的接受度。一方面，集約化養(yǎng)殖的快速發(fā)展造成的大量豬糞須要處理;另一方面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要大量氮磷肥料，農(nóng)民對豬糞還田存在顧慮。調(diào)研結(jié)果表明，豬糞還田在很多地區(qū)仍是種植業(yè)主的自發(fā)行為，如蔬菜大棚種植業(yè)主去周邊豬場運豬糞用于蔬菜生產(chǎn)，該方式一般規(guī)模較小，且用量不穩(wěn)定，未能建立起成熟的運行機制。國家“兩減”工作對推進豬糞還田發(fā)揮了重要作用，但工作推進并不順利。隨著農(nóng)村空心化和老齡化的加劇，農(nóng)民對豬糞還田積極性不高。因此，政府應(yīng)為豬糞還田工作制定一系列的政策措施，鼓勵第三方企業(yè)參與豬糞還田工作，示范推廣豬糞還田成熟的運行機制，為豬糞還田工作提供政策保障。

3.1.4 豬糞還田的效果不穩(wěn)定，經(jīng)濟社會效益有待提高 豬糞還田對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總體上是有利的，但效果并不穩(wěn)定，不同研究結(jié)果間的差異較大，尤其在不同地區(qū)不同性質(zhì)土壤上的差異更大。但是，將豬糞與秸稈還田結(jié)合，與硫肥等其他物料配施對提高豬糞還田效果影響顯著，因此，可以將豬糞還田與其他農(nóng)藝措施結(jié)合起來，提高豬糞還田的效果和穩(wěn)定性，增加豬糞還田的社會經(jīng)濟效益。這就需要各級政府、農(nóng)技推廣部門、農(nóng)業(yè)科研人員與種植業(yè)主多方協(xié)同，共同努力。

3.2 建議

3.2.1 源頭控制豬糞質(zhì)量 豬糞中有毒有害物質(zhì)主要包括重金屬和抗生素，其含量高低直接決定豬糞能否還田。通過查閱和梳理文獻發(fā)現(xiàn)，鮮有研究黃淮海地區(qū)豬糞還田后抗生素遷移轉(zhuǎn)化及對作物和土壤影響。豬糞中的重金屬主要來自飼料，豬糞中重金屬含量與飼料中重金屬含量呈正相關(guān)。因此，如何降低飼料中重金屬含量對豬糞后續(xù)資源化利用意義重大。研究人員提出通過氨基酸微量元素螯合物替代無機鹽的方式，減少飼料中重金屬添加量。夏中生等認(rèn)為，按不同比例添加鐵、鋅、銅、錳微量元素氨基酸螯合物，對豬的生長性能有一定的改善作用[46];與對照相比，平均日增質(zhì)量分別提高9.85%、7.51%、1.34%，料質(zhì)量比分別降低6.74%、7.45%、1.42%，微量元素螯合物替代無機元素的適宜比例為25%;豬糞中鐵、鋅、銅含量均顯著降低（P<0.05），錳含量差異不顯著。通過這種方式可以降低豬糞中的重金屬含量，為豬糞后續(xù)資源化利用提供了便利。

3.2.2 加強豬糞無害化處理 新鮮豬糞中有機物大多為易分解有機物，將其施入農(nóng)田后，豬糞中的有機物快速分解產(chǎn)生大量中間產(chǎn)物，影響種子發(fā)芽和生長，出現(xiàn)燒苗。此外，豬糞中可能含有少量病原微生物，豬糞直接還田存在疾病傳播風(fēng)險。因此，在豬糞還田前須進行無害化處理。豬糞經(jīng)堆肥后更有利于小麥對氮素的吸收利用，增加小麥體內(nèi)15N的累積量，水稻土和灰潮土2種土壤上的回收率均表現(xiàn)為相同配比豬糞堆肥處理>豬糞未堆肥處理>單施化肥處理，施用豬糞堆肥的土壤礦質(zhì)態(tài)氮含量高于施用豬糞處理[47]。與施用自然堆肥的豬糞相比，施用好氧發(fā)酵豬糞可提高土壤全氮和有機碳含量及0～40 cm土層土壤無機氮含量[18]。

3.2.3 嚴(yán)控豬糞還田量 盡管豬糞還田為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來諸多好處，但需嚴(yán)格控制豬糞還田量。施用適量豬糞可以促進作物生長，進而提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，降低溫室氣體排放，減少氮磷流失和農(nóng)田水環(huán)境污染風(fēng)險等，過量施用豬糞則不利于作物生產(chǎn)，增加氮磷流失風(fēng)險和溫室氣體排放，增加農(nóng)作物秸稈、農(nóng)產(chǎn)品和土壤中重金屬累積風(fēng)險。因此，確定豬糞替代化肥氮的比例是豬糞還田工作的重中之重。由表3可知，不同地區(qū)不同作物豬糞的最適替代化肥氮的比例不同，但大多在20%～50%，這可能與不同地區(qū)的土壤類型、土壤肥力、農(nóng)田管理、作物種類、氣候等有關(guān)，還有待進一步研究。

3.2.4 完善豬糞還田方式 針對豬糞還田存在的問題，如何提高豬糞還田效果，降低豬糞還田的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險，是豬糞還田工作必須解決的問題。王崇華等認(rèn)為，在秸稈還田基礎(chǔ)上，硫酸鈣與豬糞有機肥配施不但可以提高大蒜的產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況和土壤結(jié)構(gòu)[56];劉源等認(rèn)為，在水稻生產(chǎn)中施用豬糞增加了氮流失風(fēng)險，但尿素配合豬糞和秸稈施用，可降低田面水的NO-3-N和DON含量[39];郭校偉等認(rèn)為，單獨施用自然堆肥、好氧發(fā)酵豬糞及化肥在產(chǎn)量和氮素積累方面沒有顯著差異，但好氧發(fā)酵豬糞與化肥配施可顯著提高夏玉米產(chǎn)量和氮素累積吸收量[18];孫娜等認(rèn)為，將化肥、豬糞和秸稈配施更有利于具有水果香味和花香味的揮發(fā)性物質(zhì)在果實內(nèi)的積累，如 2-異丁基噻唑、β-紫羅蘭酮、3-甲基丁醇、 3-甲基丁醛等[23]。綜上，探究豬糞與其他物料配施或混施技術(shù)，對提高農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)及氮素利用率，降低環(huán)境風(fēng)險均具有較好的效果，是今后豬糞還田工作的重要研究內(nèi)容。

3.2.5 完善豬糞還田運行管理機制及相關(guān)配套政策 在對還田豬糞的質(zhì)量監(jiān)管、還田量監(jiān)管、還田方式監(jiān)管等基礎(chǔ)上，建立并完善豬糞還田長效運行管理機制及相關(guān)配套政策，是豬糞還田工作能否持續(xù)健康穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。豬糞還田是一項環(huán)保工程，也是一項農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工程，更是一項惠民利民的民生工作，關(guān)系到農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護工作的成敗以及農(nóng)民脫貧致富的成敗。因此，各級政府部門應(yīng)對豬糞還田工作有足夠的重視，鼓勵第三方企業(yè)參與到豬糞還田工作中，形成第三方企業(yè)主導(dǎo)、政府引導(dǎo)監(jiān)督、種植、養(yǎng)殖場（戶）主積極配合的運行機制，運行經(jīng)費由政府引導(dǎo)養(yǎng)殖企業(yè)設(shè)立豬糞還田基金（由政府代管），種植業(yè)主根據(jù)農(nóng)田面積大小按比例向該基金申請補充資金，政府從有機肥還田經(jīng)費中向該基金補充資金，保證該基金賬戶資金來源有保障。此外，政府對積極參與豬糞還田的種植業(yè)給予水利、道路等設(shè)施配套，積極鼓勵種植企業(yè)參與到豬糞還田工作中，并給予一定獎補資金，以提高企業(yè)的積極性。

4 結(jié)論與展望

黃淮海地區(qū)是我國重要的生豬養(yǎng)殖基地，2017年產(chǎn)生豬糞、污水、TN、TP分別達3 886.84萬、28 769.43萬、96.44萬、13.62萬t，豬糞還田工作壓力大。豬糞還田可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，提高土壤質(zhì)量和微生物多樣性，減少因化肥氮過量施用造成的農(nóng)田地表徑流污染，減少溫室氣體排放量和土壤中雜草種子庫豐富度等。但過量施用豬糞會造成重金屬在農(nóng)作物、土壤中的積累，降低作物產(chǎn)量，增加溫室氣體排放以及地表水污染風(fēng)險。因此，控制豬糞還田量或替代化肥氮比例是豬糞還田的首要任務(wù)，但豬糞用量在不同地區(qū)不同作物上有較大差異，豬糞替代化肥氮比例一般在20%～50%之間。此外，將豬糞高溫好氧堆肥后還田，并與秸稈等其他物料混施可以取得更好的培肥和增產(chǎn)效果。為確保豬糞還田工作長期穩(wěn)定運行，建立以“政府引導(dǎo)監(jiān)督、第三方企業(yè)主導(dǎo)、種養(yǎng)殖場（戶）主積極配合”的運行機制，并通過多方途徑保障豬糞還田工作經(jīng)費。

為提高豬糞還田效果，降低豬糞還田后的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險，研究不同地區(qū)豬糞用于不同輪作模式下的還田潛力及還田方式，并給出豬糞連續(xù)還田的最大年限是豬糞還田研究的重要方向。此外，豬糞還田后對農(nóng)田水環(huán)境影響的關(guān)注不夠，須加強這方面的研究。豬糞中高濃度抗生素還田的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)將是豬糞還田工作未來重點關(guān)注的方向。盡管豬糞還田已大規(guī)模推廣應(yīng)用，在我國也有上千年的應(yīng)用歷史，但新時期的豬糞還田工作仍存在許多新問題需要去關(guān)注、探索。

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