侯世忠（山東省畜牧總站 濟(jì)南 250022）

本研究通過對(duì)山東全省及各市目前主要的畜禽類別的糞便產(chǎn)生總量進(jìn)行估算，并通過計(jì)算耕地畜禽糞便和養(yǎng)分負(fù)荷量，對(duì)畜禽糞便產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

畜禽養(yǎng)殖數(shù)量來源于山東省畜牧獸醫(yī)局行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料《山東畜牧業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，數(shù)據(jù)截至?xí)r間是2010年底。根據(jù)各類畜禽的生長(zhǎng)周期分別確定2010年度畜禽飼養(yǎng)量。在當(dāng)年畜禽的飼養(yǎng)數(shù)量確認(rèn)中，平均飼養(yǎng)期低于一年的，按當(dāng)年出欄量作為當(dāng)年的飼養(yǎng)量；平均飼養(yǎng)期一年以上的，按年末存欄量作為當(dāng)年飼養(yǎng)量。

1.1.1 豬 平均飼養(yǎng)期一般為199d[1]，因此豬的飼養(yǎng)數(shù)量就是當(dāng)年的出欄數(shù)，全省總計(jì)7560.69萬頭。

1.1.2 牛 主要有用作役畜的水牛和黃牛，以及肉牛和奶牛。肉牛統(tǒng)計(jì)在了黃牛中。水牛、黃牛和奶牛一般當(dāng)年不出欄，各自的年末存欄數(shù)即可視為當(dāng)年飼養(yǎng)數(shù)量。黃牛為726.22萬頭，水牛為1064頭，奶牛為129.05萬頭。

1.1.3 羊、馬、驢和騾 生長(zhǎng)期一般長(zhǎng)于一年，因此采用年末存欄量作為當(dāng)年的飼養(yǎng)數(shù)量。羊全省總計(jì)3084.56萬頭，馬為4.46萬頭，驢為17.12萬頭，騾為3.14萬頭。

1.1.3 家禽 蛋雞一般當(dāng)年不出欄，因此采用年末存欄量作為當(dāng)年的飼養(yǎng)量；肉雞的生長(zhǎng)期一般為55d[1]，因此肉雞的飼養(yǎng)數(shù)量就是當(dāng)年的出欄數(shù)。肉雞全省總計(jì)232082.45萬只，蛋雞為35947.93萬只。鴨和鵝的生長(zhǎng)期一般為210d[2]，因此鴨和鵝的飼養(yǎng)數(shù)量就按當(dāng)年的出欄數(shù)量，鴨為107836.20萬只，鵝為1046.90萬只。

1.1.4 兔 兔的生長(zhǎng)期一般為90d[3]，以當(dāng)年出欄數(shù)計(jì)為飼養(yǎng)數(shù)量，全省總計(jì)10851.72萬只。

1.2 計(jì)算參數(shù)

1.2.1 畜禽糞便排泄系數(shù) 畜禽糞便的日排泄量與品種、體重、生理狀態(tài)、飼料組成和飼喂方式等相關(guān)[4,5]。我國(guó)目前尚沒有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，本文按王方浩等[6]總結(jié)的畜禽排泄系數(shù)及其中的養(yǎng)分含量計(jì)算(表1)。

1.2.2 畜禽糞便養(yǎng)分含量系數(shù) 本研究在估算畜禽產(chǎn)生的糞便總量時(shí)采用的是畜禽直接排泄的新鮮糞便，因此在選用畜禽糞便養(yǎng)分含量系數(shù)時(shí)也僅選擇新鮮糞便樣品的養(yǎng)分含量(表1)。

1.3 估算方法

1.3.1 畜禽糞便產(chǎn)生總量的估算 畜禽的年度糞便產(chǎn)生量計(jì)算公式為：Q=N·T·P日=N·P期。式中：Q為年度糞便產(chǎn)生量；N為飼養(yǎng)量；T為飼養(yǎng)期(飼養(yǎng)期超過1年的按365d計(jì)算)；P日為日排泄系數(shù)；P期為飼養(yǎng)期排泄系數(shù)(P期=T·P日)。

1.3.2 畜禽糞便中純養(yǎng)分量的估算 畜禽糞便中純養(yǎng)分量的計(jì)算公式為：A=q·C。式中：A為畜禽糞便中養(yǎng)分量；q為畜禽糞便產(chǎn)生量；C為單位質(zhì)量畜禽糞便養(yǎng)分含量。

表1 畜禽糞便排泄系數(shù)及其中的養(yǎng)分含量

2 結(jié)果與討論

2.1 2010年全省畜禽糞便產(chǎn)生量(表2) 2010年山東省畜禽糞便產(chǎn)生量約為2.85億t，遠(yuǎn)超過當(dāng)年工業(yè)固體廢棄物l.60億t的總量[7]。畜禽糞便中的總氮量為144.51萬t，總磷量為41.25萬t。受多種因素影響，估算畜禽糞便產(chǎn)生量與實(shí)際情況會(huì)存在一定的誤差。首先，畜禽飼養(yǎng)數(shù)量、飼養(yǎng)期、日排泄量及糞便中的各種營(yíng)養(yǎng)元素成分含量是一組動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，特別是日排泄量和糞便中養(yǎng)分含量主要取決于畜禽個(gè)體大小和飼料成分，同時(shí)也與環(huán)境如季節(jié)、氣候、管理水平等因素有關(guān)[8]；其次，黃牛統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中包括肉牛，而黃牛和肉牛的排泄系數(shù)是不同的。

2.2 畜禽糞便的環(huán)境效應(yīng)

2.2.1 畜禽糞便耕地負(fù)荷(表2) 目前，還田是我國(guó)畜禽糞便處理的主要出路，許多畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家也將農(nóng)田作為畜禽糞便的負(fù)載場(chǎng)所。農(nóng)田消納畜禽糞便的能力，受土壤的質(zhì)地、肥力和作物收獲時(shí)籽粒和秸稈吸收量等多方面影響。因此采用耕地畜禽糞便負(fù)荷量這一指標(biāo)可以直接反映該地區(qū)耕地消納畜禽糞便的能力，而單位面積耕地土壤的氮、磷養(yǎng)分負(fù)荷反映了畜禽糞便對(duì)于耕地土壤的污染風(fēng)險(xiǎn)。

表2 2010年山東畜禽糞便產(chǎn)生量及畜禽糞便、氮素養(yǎng)分、磷素養(yǎng)分耕地負(fù)荷

我國(guó)還沒有全國(guó)性的單位面積耕地土壤的畜禽糞便及其氮、磷養(yǎng)分限量標(biāo)準(zhǔn)。有學(xué)者認(rèn)為每hm2耕地能夠負(fù)擔(dān)的畜禽糞便為30t左右[9]。根據(jù)全省耕地面積數(shù)據(jù)[7]，可以得出全省耕地負(fù)荷的畜禽糞便平均值為37.91t/hm2，濟(jì)南市居全省之首，高達(dá)51.44t/hm2，除威海、棗莊、日照和萊蕪4市外，其余13個(gè)市都超過30t/hm2這一糞便還田的限量值。

2.2.2 畜禽糞便純氮養(yǎng)分耕地負(fù)荷(表2) 單位耕地面積上畜禽糞便氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素的負(fù)荷反映畜禽糞便對(duì)于耕地土壤的污染風(fēng)險(xiǎn)。朱兆良[8]的研究表明，大面積化肥年施氮(N)量應(yīng)該控制在150～180kg/hm2，超過這一水平就會(huì)引起環(huán)境污染。糞便年施氮量與土壤質(zhì)地、肥力和氣候等自然條件有關(guān)，綜合考慮這些影響因素，歐盟的農(nóng)業(yè)政策規(guī)定，糞肥年施氮(N)量的限量標(biāo)準(zhǔn)為170kg/hm2，研究表明，超過這個(gè)極限值將會(huì)帶來硝酸鹽的淋洗[10]。

2010年本省單位面積耕地負(fù)荷的畜禽糞便純氮(N)養(yǎng)分的平均值是192.40kg/hm2，濟(jì)南市最高達(dá)到235.65 kg/hm2，除威海、棗莊和日照3市外，其余14個(gè)城市耕地純氮負(fù)荷都超過了歐盟的限量標(biāo)準(zhǔn)，可以認(rèn)為畜禽糞便已在這14個(gè)市造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

2.2.3 畜禽糞便純磷養(yǎng)分耕地負(fù)荷(表2) 磷在土壤中的移動(dòng)性較差，易在土壤中累積。因此評(píng)價(jià)糞便磷養(yǎng)分的環(huán)境效應(yīng)時(shí)，既要考慮到因施用糞便磷養(yǎng)分的量，也要兼顧土壤的供磷水平。過量的磷會(huì)通過土壤的淋洗而進(jìn)入地表徑流造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化[11]。土壤的糞便年施磷(P205)量不能超過80kg/hm2(約35kg P/hm2)，過量會(huì)引起土壤磷的淋洗，造成環(huán)境的污染。2010年全省耕地負(fù)荷的畜禽糞便純磷(P)養(yǎng)分平均值為54.92kg/hm2，濰坊最高，達(dá)到了70.94kg/hm2，除威海外，其余16個(gè)市的單位耕地面積負(fù)荷的糞便純磷養(yǎng)分量超過了極限值35kg/hm2，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

3 結(jié)語

2010年本省畜禽糞便的產(chǎn)生量已經(jīng)超過工業(yè)固體廢物，成為環(huán)境污染的主要來源。全省共13個(gè)市單位面積的畜禽糞便耕地承載量超過30t/hm2還田限量；14個(gè)市耕地畜禽糞便氮的負(fù)荷超過170kg/hm2這一環(huán)境污染限量標(biāo)準(zhǔn)；16個(gè)市耕地畜禽糞便磷負(fù)荷超過了35kg/hm2的歐盟還田限量值。全省普遍存在著畜禽糞便過載問題、土壤和水體的氮、磷嚴(yán)重污染問題，應(yīng)該引起對(duì)全省畜牧業(yè)發(fā)展方式和發(fā)展戰(zhàn)略的高度重視。

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