長(zhǎng)沙市農(nóng)業(yè)廢棄物年度存量研究

劉朝暉，劉 瓊

（1.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源利用研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2.長(zhǎng)沙市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣站，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

農(nóng)業(yè)廢棄物是指在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被丟棄的有機(jī)類物質(zhì)，主要包括作物生產(chǎn)過(guò)程中的植物殘余類廢棄物，漁牧業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)物廢棄物，農(nóng)業(yè)加工過(guò)程中產(chǎn)生的加工類廢棄物和農(nóng)村生活垃圾等[1]。按其成分分類，主要包括植物纖維性廢棄物（農(nóng)作物秸稈、谷殼、果殼及甘蔗渣等農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物）和畜禽糞便兩大類。狹義的農(nóng)業(yè)廢棄物特指秸稈和畜禽糞便。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生量極其巨大，其主要來(lái)自于種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)。據(jù)估算，每年我國(guó)農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量約為6.5億t，其中稻草2.3億t，玉米秸稈2.2億t[2]。畜禽糞便每年產(chǎn)生量約為17.3億t[3]。長(zhǎng)期以來(lái)，由于沒(méi)有得到應(yīng)有的重視，大量的農(nóng)業(yè)廢棄物嚴(yán)重侵蝕和污染了生態(tài)環(huán)境，加劇了我國(guó)人類與資源環(huán)境危機(jī)?！笆濉逼陂g，中央政府明確提出發(fā)展節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展型生態(tài)農(nóng)業(yè)，加大農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用效率和范疇。為此，對(duì)長(zhǎng)沙市范圍內(nèi)主要農(nóng)業(yè)廢棄物資源存量進(jìn)行了調(diào)查估算，旨在為長(zhǎng)沙市農(nóng)業(yè)廢棄物高效資源化利用等方面的宏觀決策提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地區(qū)概況

長(zhǎng)沙市位于湖南省東部，湘江下游長(zhǎng)瀏盆地西緣。地理坐標(biāo)為東經(jīng) 111°53'~114°5'，北緯 27°51'~28°40'，總面積約 11 820 km2，常年居住人口約 704萬(wàn)，屬亞熱帶季風(fēng)性氣候。受氣候、地形與河流等因素影響，長(zhǎng)沙土壤形成紅土和河流沖積土兩大類，土質(zhì)肥沃，適干耕種。糧食生產(chǎn)是長(zhǎng)沙農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，年產(chǎn)量超過(guò) 300萬(wàn)t；長(zhǎng)沙畜牧業(yè)興旺，寧鄉(xiāng)縣“流沙河豬”、長(zhǎng)沙“大圍子豬”、瀏陽(yáng)黑山羊均為全國(guó)聞名的牲畜品種，寧鄉(xiāng)縣生豬出欄量居全國(guó)第一。

1.2 方 法

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量和畜禽飼養(yǎng)量數(shù)據(jù)源于《長(zhǎng)沙市統(tǒng)計(jì)年鑒（1998/2002/2006/2010）》已公布的統(tǒng)計(jì)資料，依據(jù)各類畜禽的生長(zhǎng)周期分別確定其各年度飼養(yǎng)量及飼養(yǎng)時(shí)間。

豬：出欄肉豬平均飼養(yǎng)期一般為199 d[4]，出欄肉豬飼養(yǎng)量即當(dāng)年的出欄數(shù)量，能繁殖母豬被歸為年末存欄量，按365 d生育期計(jì)算糞便排放量；牛、羊：生長(zhǎng)期一般為365 d[5]，采用年末存欄量作為當(dāng)年的飼養(yǎng)數(shù)量；家禽：平均飼養(yǎng)期為55 d[4]，家禽飼養(yǎng)量即當(dāng)年的出欄數(shù)量。

1.2.2 畜禽糞便排泄系數(shù) 畜禽糞便排泄系數(shù)與畜禽的品種、體重、生理狀態(tài)、飼料組成和飼喂方法等有關(guān)。該研究參考武深樹(shù)等[6]結(jié)合洞庭湖區(qū)畜禽養(yǎng)殖的實(shí)際情況推薦的排泄系數(shù)（表1），對(duì)畜禽糞便排放量進(jìn)行估算。

表1 畜禽糞便日排泄系數(shù)

1.2.3 畜禽糞便排放量估算 畜禽糞便年度產(chǎn)生量計(jì)算公式[5]為：

Q=N×T×P×10-6

式中，Q為年糞便產(chǎn)生量，t；N為飼養(yǎng)量，頭（只）；T為生長(zhǎng)期，d；P為日排泄系數(shù)，g/頭（只、羽）。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生量及趨勢(shì)變化

長(zhǎng)沙市近幾年主要的農(nóng)作物構(gòu)成有谷類（包括稻谷、小麥、玉米、雜糧）、豆類（包括大豆和雜豆）、薯類（包括紅薯和馬鈴薯）、油料作物（包括花生、油菜籽、芝麻）、經(jīng)濟(jì)作物（包括棉花、麻類、甘蔗、煙草、藥材、蔬菜、瓜果）。如表 2所示，1998、2002、2006年和2010年長(zhǎng)沙市主要農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)生量為235.33萬(wàn)～299.84萬(wàn)t，其中，2006年和2010年秸稈產(chǎn)生量最大，分別為297.34萬(wàn)t和299.84萬(wàn)t，而2002年秸稈產(chǎn)生量最小（235.33萬(wàn)t），1998年秸稈產(chǎn)生量居中（265.97萬(wàn)t），年度間秸稈產(chǎn)生量無(wú)明顯變化規(guī)律。

在農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生量中，以稻谷秸稈產(chǎn)生量最大，占農(nóng)作物秸稈總量的71.98%～82.67%，其次是蔬菜作物秸稈，占農(nóng)作物秸稈總量的8.37%～14.69%，其他作物秸稈年度產(chǎn)生量均低于9.42萬(wàn)t（即不到秸稈總量的3.2%）。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間推進(jìn)，小麥、雜糧兩種作物秸稈產(chǎn)生量呈下降趨勢(shì)，而蔬菜、芝麻兩種作物秸稈產(chǎn)生量呈上升趨勢(shì)，其他作物秸稈產(chǎn)生量未發(fā)現(xiàn)規(guī)律性變化。這主要是由于長(zhǎng)沙市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)供需關(guān)系的變化及政府部門農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整等導(dǎo)致蔬菜等作物種植量逐年增加的結(jié)果。這也導(dǎo)致2006、2010年兩年秸稈總量相比2002年直接增加60萬(wàn)t以上。

表2 1998～2010年長(zhǎng)沙市主要農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生量 （萬(wàn)t）

2.2 主要畜禽養(yǎng)殖量及趨勢(shì)變化

如表 3 所示，1998、2002、2006、2010 年長(zhǎng)沙市主要畜禽養(yǎng)殖種類有生豬、母豬、牛、羊、家禽等。其中，生豬年度養(yǎng)殖量為1 034.95萬(wàn)～1 283.47萬(wàn)頭，且隨著年度推進(jìn)，養(yǎng)殖總量呈增加趨勢(shì)，能繁殖母豬年度養(yǎng)殖量為38.55萬(wàn)～51.81萬(wàn)頭；牛（包括肉牛、奶牛、耕牛等）年度養(yǎng)殖量為24.99萬(wàn)～51.70萬(wàn)頭；羊年度養(yǎng)殖量為100.73萬(wàn)～157.46萬(wàn)只；家禽年度養(yǎng)殖量為1 783.18萬(wàn)～5 807.27萬(wàn)只，且隨便年度變化，養(yǎng)殖總量呈增加趨勢(shì)。這四年之間，長(zhǎng)沙市主要畜禽糞尿產(chǎn)生量為1 377.08萬(wàn)～1 713.07萬(wàn)t，年平均產(chǎn)生量為1 485.78萬(wàn)t（表4）。其中，糞尿產(chǎn)生量最大的是肉豬及繁殖母豬，年產(chǎn)量為896.94萬(wàn)～1 100.34萬(wàn) t，占畜禽糞尿總產(chǎn)量的 64.23%～75.04%；牛糞尿年度產(chǎn)生量次之，為155.27萬(wàn)～397.59萬(wàn) t，占畜禽糞尿總產(chǎn)量的10.64%～27.45%；家禽糞尿年度產(chǎn)生量居第三位，為46.88萬(wàn)～152.67萬(wàn)t，占畜禽糞尿總產(chǎn)量的3.40%～10.46%；羊糞尿年度產(chǎn)生量最低，為55.27萬(wàn)～63.55萬(wàn)t，占畜禽糞尿總產(chǎn)量的3.71%～4.45%。

畜禽糞尿排放量與動(dòng)物種類、性別、生長(zhǎng)期、飼料、天氣條件等因素有關(guān)[7]。受多種因素共同交互影響，估算畜禽糞便產(chǎn)生量與實(shí)際情況會(huì)存在一定誤差，年度間畜禽糞便產(chǎn)生量變化相對(duì)較大。但總體表明，年均糞尿產(chǎn)生量最大的是生豬，占年均畜禽糞尿總量的67.46%；其次是牛，年均糞尿量占總糞尿量的21.33%；而羊和家禽糞尿量均相對(duì)較低，依次僅占總量的3.99%、7.22%。因此，長(zhǎng)沙市今后一段時(shí)間內(nèi)，在糞尿污染治理中仍然以豬、牛糞尿?yàn)橹卫碇攸c(diǎn)，相關(guān)研究[4-6，8]表明，畜禽糞尿中含有豐富的養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)，經(jīng)適當(dāng)處理后可作優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，政府部門應(yīng)加強(qiáng)政策引導(dǎo)將糞尿肥料化還田，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)協(xié)同發(fā)展。

表3 1998～2010年長(zhǎng)沙市主要畜禽養(yǎng)殖量

表4 1998～2010年長(zhǎng)沙市畜禽糞尿產(chǎn)生量概算 （萬(wàn)t）

3 討論與結(jié)論

“十二五”期間，中央政府明確提出發(fā)展節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展型生態(tài)農(nóng)業(yè)，加大農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用效率和范疇。而長(zhǎng)沙地區(qū)氣候環(huán)境適宜，土質(zhì)肥沃，種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)糞便產(chǎn)生量大。調(diào)查統(tǒng)計(jì)年度間比較發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)沙市主要農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)生量為235.33萬(wàn)～299.84萬(wàn)t，其中稻谷秸稈產(chǎn)生量最大，占農(nóng)作物秸稈總量的71.98%～82.67%；主要畜禽糞便產(chǎn)生量為1 377.08萬(wàn)～1 713.07萬(wàn)t，肉豬及繁殖母豬糞尿產(chǎn)生量最大，占畜禽糞尿總產(chǎn)量的64.23%～75.04%，其次是牛，年均糞尿量占總糞尿量的21.33%。長(zhǎng)沙市主要農(nóng)業(yè)廢棄物中秸稈僅占12.1%～17.9%，而畜禽糞便占82.1%～87.9%。因此，畜禽糞尿污染治理及資源化利用仍然是研究重點(diǎn)。

畜禽糞尿含有豐富的氮、磷、鉀成分[5]。目前，畜禽糞便主要利用方式仍然是發(fā)酵腐熟后肥料化還田[3-4]，許多發(fā)達(dá)國(guó)家大型養(yǎng)殖場(chǎng)也將周邊農(nóng)田作為畜禽糞便主要利用和消納場(chǎng)所，以消化吸收其中的養(yǎng)分，這一途徑不僅能減少畜禽糞便肆意排放帶來(lái)的環(huán)境污染，而且可減少工業(yè)化肥大量應(yīng)用對(duì)耕地質(zhì)量的負(fù)面影響，節(jié)約工業(yè)能耗。因此，長(zhǎng)沙市今后一段時(shí)間內(nèi)，在糞尿污染治理中應(yīng)仍以豬、牛糞尿?yàn)橹卫碇攸c(diǎn)，同時(shí)，政府部門應(yīng)加強(qiáng)政策引導(dǎo)，組織相關(guān)科研部門研究開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化示范推廣，將作物秸稈及畜禽糞尿經(jīng)適當(dāng)處理（聯(lián)合堆肥腐熟、脫鹽、脫毒、脫重金屬等無(wú)害化處理）后作優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥還田，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)協(xié)同發(fā)展。

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