中國(guó)實(shí)施種養(yǎng)結(jié)合減排效益研究

劉晨峰 吳悅穎 張文靜 郭黎卿 文宇立

(環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012)

畜禽糞污具有資源特性，富含有機(jī)物和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，是天然的肥料資源，自古以來(lái)都是中國(guó)農(nóng)業(yè)肥料的主要來(lái)源。20世紀(jì)80年代后，隨著化肥工業(yè)的興起，化肥施用量迅猛增加，有機(jī)肥施用量逐漸壓縮。據(jù)農(nóng)業(yè)部全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)有機(jī)肥在肥料總投入量中的比例已從1949年的99.9%，持續(xù)下滑到近年的10%以下[1-2]，遠(yuǎn)低于美國(guó)及歐洲等國(guó)家的40%～60%[3-4]?；矢咄度肱c有機(jī)肥投入不足造成各地土壤出現(xiàn)普遍性板結(jié)和酸化，有機(jī)質(zhì)含量降低，肥料吸收利用效率和糧食生產(chǎn)效率難以提高[5-6]，既造成資源浪費(fèi)，又帶來(lái)嚴(yán)重的面源污染問(wèn)題。

2015年中央1號(hào)文件提出“加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)治理”，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染治理，改善土地生態(tài)環(huán)境。農(nóng)業(yè)部先后發(fā)布了《關(guān)于打好農(nóng)業(yè)面源污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的實(shí)施意見》(農(nóng)科教發(fā)[2015]1號(hào))和《全國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2015—2030年)》，將“一控兩減三基本”作為工作目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)，明確提出要“減少化肥和農(nóng)藥使用量，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物基本綜合利用”。這是繼《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》(國(guó)院令第643號(hào))、《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(國(guó)院發(fā)[2015]17號(hào))之后，中國(guó)遏制農(nóng)業(yè)面源污染趨勢(shì)、改善土地生態(tài)環(huán)境、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的又一有力舉措。

將畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用，既能培肥地力，又能減少化肥施用量，是落實(shí)中國(guó)實(shí)施“一控兩減三基本”政策的重要措施，可發(fā)揮協(xié)同控制面源污染的綜合效益。因此，本研究依據(jù)各區(qū)域養(yǎng)殖量和土地資源現(xiàn)狀，核算各省份畜禽糞污養(yǎng)分總量和化肥現(xiàn)狀施用量，評(píng)估不同省份由于畜禽糞肥養(yǎng)分的替換帶來(lái)的化肥總氮/總磷減施率和流失減排量。針對(duì)“推進(jìn)種養(yǎng)結(jié)合、促進(jìn)畜禽糞污資源化利用”提出了對(duì)策建議，為中國(guó)推進(jìn)農(nóng)業(yè)減排工作、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)提供參考。特別說(shuō)明，由于數(shù)據(jù)原因，暫不涉及港澳臺(tái)地區(qū)，本研究?jī)H以31個(gè)省份的數(shù)據(jù)來(lái)統(tǒng)計(jì)全國(guó)數(shù)據(jù)。

1 分析方法

1.1 畜禽糞便養(yǎng)分可利用量測(cè)算

以《2012年畜牧業(yè)年鑒》各省生豬、奶牛、肉牛、蛋雞、肉雞5類主要畜禽養(yǎng)殖量為依據(jù)，參考《第一次全國(guó)污染源普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》，通過(guò)當(dāng)量豬[7]生長(zhǎng)周期內(nèi)的產(chǎn)污系數(shù)(總氮、總磷分別取值為4.72、0.67 kg/頭[8-9])估算糞污總氮、總磷養(yǎng)分總量。糞便養(yǎng)分在處理、存儲(chǔ)和施用過(guò)程中會(huì)有所損失，在土壤中還殘留無(wú)法被作物吸收利用的養(yǎng)分，參考文獻(xiàn)[10]、[11]中總氮、總磷養(yǎng)分利用系數(shù)(總氮、總磷分別取值為0.70、0.97)，得到各省份糞便總氮、總磷養(yǎng)分可利用量。

1.2 化肥減施率與流失減排量測(cè)算

結(jié)合劉晨峰等[12]的研究結(jié)果，中國(guó)畜禽養(yǎng)殖糞肥總氮、總磷可利用量分別占耕地有機(jī)肥安全消納容量的28%和24%，中國(guó)現(xiàn)有耕地可消納全部畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞肥養(yǎng)分量。在此前提下，根據(jù)《2013年中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》各省份農(nóng)用化肥中氮肥、磷肥以及復(fù)合肥(按照三元復(fù)合肥15-15-15型計(jì))施用量(純量)，測(cè)算各省份氮、磷肥的現(xiàn)狀施用量?；士偟?總磷減施率與流失減排量計(jì)算公式如下：

AACN/P=QN/P+QCFN/P

(1)

RRAN/P=AUN/P/AACN/P×100%

(2)

CERN/P=AUN/P×RrN/P

(3)

式中：AACN/P為氮肥/磷肥現(xiàn)狀施用量，t；QN/P為氮肥/磷肥施用量，t；QCFN/P為復(fù)合肥氮/磷施用量，t；RRAN/P為化肥總氮/總磷減施率，%；AUN/P為化肥可替代量，即糞肥總氮/總磷可利用量，t；CERN/P為化肥總氮/總磷流失減排量，t；RrN/P為化肥總氮/總磷流失系數(shù)，采用《第一次全國(guó)污染源普查——農(nóng)業(yè)污染源肥料流失系數(shù)手冊(cè)》中全國(guó)各省份種植區(qū)平均總氮、總磷流失系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 畜禽糞肥總氮、總磷可利用量與化肥現(xiàn)狀施用量

全國(guó)畜禽養(yǎng)殖糞肥總氮、總磷養(yǎng)分總量分別為841.45萬(wàn)、119.19萬(wàn)t，總氮、總磷養(yǎng)分可利用量分別為589.01萬(wàn)、115.61萬(wàn)t(見表1)，全國(guó)化肥總氮、總磷減施率分別為19%、8%。從估算結(jié)果看，山東、河南、河北、遼寧、黑龍江、四川、湖南等省份為養(yǎng)殖大省，養(yǎng)殖糞污總氮、總磷產(chǎn)生量約占全國(guó)糞肥總氮、總磷總量的51%?？紤]復(fù)合肥總氮、總磷含量，中國(guó)氮肥現(xiàn)狀施用量為3 063.43萬(wàn)t，磷肥現(xiàn)狀施用量為1 492.23萬(wàn)t。河南、湖北、廣東、福建、江蘇等省份總氮施用強(qiáng)度超過(guò)400 kg/hm2，總磷施用強(qiáng)度超過(guò)150 kg/hm2。

2.2 化肥減施率分析

化肥總氮減施率為7%～47%，其中青海、遼寧、海南、黑龍江、北京的化肥總氮減施率≥30%；山東、湖南、四川等12個(gè)省份的化肥總氮減施率為20%～<30%；福建、甘肅、上海等11個(gè)省份的化肥總氮減施率為10%～<20%。全國(guó)化肥總氮減施率為19%，這說(shuō)明，用畜禽糞肥總氮可利用量替換化肥總氮現(xiàn)狀施用量，全國(guó)大約可替換1/5的化肥總氮施用量。

化肥總磷減施率為4%～25%，其中遼寧、北京、青海、海南、湖南等12個(gè)省份的化肥總磷減施率≥10%；其余19個(gè)省份的化肥總磷減施率<10%。全國(guó)化肥總磷減施率為8%，這說(shuō)明，用畜禽糞肥總磷可利用量替換化肥總磷現(xiàn)狀施用量，全國(guó)大約可替換1/10的化肥總磷施用量。

相比而言，全國(guó)畜禽糞肥全部還田施用后，可替代的化肥總氮量更大。

2.3 化肥總氮/總磷流失減排量分析

根據(jù)養(yǎng)分流失減排量測(cè)算結(jié)果，由于畜禽養(yǎng)殖糞肥替代化肥，全國(guó)總氮、總磷流失減排量分別為19.54萬(wàn)、1.04萬(wàn)t。根據(jù)2010年2月全國(guó)污染源普查公報(bào)，全國(guó)種植業(yè)總氮、總磷排放量分別為159.78萬(wàn)、10.87萬(wàn)t，總氮、總磷流失減排量分別占去全國(guó)種植業(yè)總氮、總磷排放量的12.2%和9.6%。山東、河南、四川、湖南、廣東、新疆的總氮流失減排量均在1萬(wàn)t以上，共10.50萬(wàn)t，約占全國(guó)總氮流失減排量的54%。四川、湖南、廣東、湖北、山東、廣西、河南及河北的總磷流失減排量均在500 t以上，共6 565.18 t，約占全國(guó)總磷流失減排量的63%。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)數(shù)據(jù)測(cè)算可知，中國(guó)畜禽養(yǎng)殖糞污養(yǎng)分可利用量均在各省份耕地有機(jī)肥安全消納容量之內(nèi)，畜禽養(yǎng)殖糞污還田農(nóng)用應(yīng)是中國(guó)實(shí)施化肥減量化政策的根本性和保障性措施；既能減輕由于利用不足造成的養(yǎng)殖污染，又能優(yōu)化中國(guó)肥料結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高氮、磷養(yǎng)分吸收效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量由化肥依賴型逐漸優(yōu)化為地力保障型，發(fā)揮種養(yǎng)協(xié)同控制的綜合減排效益。主要提出以下對(duì)策措施：

(1) 科學(xué)規(guī)劃，統(tǒng)籌種養(yǎng)布局。

目前，各省份正在編制《“十三五”畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃》與《“十三五”畜禽養(yǎng)殖污染防治規(guī)劃》，一是需根據(jù)本省環(huán)境敏感區(qū)科學(xué)劃定“禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)”；二是根據(jù)本省耕地資源分布特征和養(yǎng)殖負(fù)荷合理規(guī)劃種養(yǎng)布局，劃定“適養(yǎng)區(qū)”，推動(dòng)養(yǎng)殖布局由養(yǎng)殖密集分布區(qū)向環(huán)境承載力較大的農(nóng)業(yè)種植區(qū)調(diào)整轉(zhuǎn)移。將“適養(yǎng)區(qū)”劃定在蔬果花種植基地、藥材培育基地、茶葉種植基地等耕地資源豐富的區(qū)域，依據(jù)土地消納潛力規(guī)劃養(yǎng)殖規(guī)模和養(yǎng)殖企業(yè)位置，新建養(yǎng)殖場(chǎng)、“禁養(yǎng)區(qū)”和“限養(yǎng)區(qū)”內(nèi)需外移搬遷的養(yǎng)殖場(chǎng)逐步轉(zhuǎn)移至“適養(yǎng)區(qū)”，最大程度減少種養(yǎng)結(jié)合過(guò)程中的養(yǎng)分損失、糞肥運(yùn)輸及勞動(dòng)力成本，減少糞污資源化利用難度。

表1 全國(guó)化肥總氮/總磷減施率與流失減排量

(2) 出臺(tái)政策措施，促進(jìn)糞肥利用。

出臺(tái)促進(jìn)畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用的經(jīng)濟(jì)政策和措施。①落實(shí)“一控兩減三基本”政策，逐步取消化肥補(bǔ)貼政策，出臺(tái)區(qū)域化肥稅收政策、化肥管控措施，提高化肥施用成本，逐步調(diào)整肥料結(jié)構(gòu)；②引導(dǎo)扶持有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)，在畜禽糞便資源化利用過(guò)程中制定養(yǎng)殖場(chǎng)清潔生產(chǎn)補(bǔ)貼、糞肥運(yùn)輸補(bǔ)貼、有機(jī)肥生產(chǎn)補(bǔ)貼、有機(jī)肥購(gòu)肥補(bǔ)貼及稅收優(yōu)惠政策，提高有機(jī)肥的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；③發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制，利用公私合營(yíng)模式等市場(chǎng)運(yùn)作模式建立糞肥交易市場(chǎng)或沼液配送中心，在供肥方與需肥方之間搭建橋梁，以市場(chǎng)之手全力推進(jìn)種養(yǎng)結(jié)合。

(3) 加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)，促進(jìn)科學(xué)還田。

充分發(fā)揮各地農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)站的作用，以縣為單位評(píng)估本轄區(qū)耕地氮、磷養(yǎng)分需求總量和糞肥養(yǎng)分可利用量，依托各區(qū)域現(xiàn)有生態(tài)養(yǎng)殖基地、生態(tài)種植園區(qū)，對(duì)各區(qū)域不同土壤類型、不同作物類型及不同種植方式下的施肥結(jié)構(gòu)和施肥技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析整理，編制“畜禽糞污科學(xué)施用技術(shù)指南”等文件，指導(dǎo)各地開展畜禽糞肥科學(xué)還田，減少不當(dāng)施肥造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

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