恩施州畜禽糞污土地承載力估算及污染風(fēng)險評估初探

于健龍 郭文丹

湖北省恩施州畜牧獸醫(yī)服務(wù)中心，湖北恩施 445000

畜禽產(chǎn)品主要包括豬、牛、羊、禽肉以及奶、蛋等，是滿足人民肉食需求的主要來源。隨著生活水平的提高，畜禽產(chǎn)品在人民的飲食結(jié)構(gòu)中占比逐漸增加。顯然，畜禽產(chǎn)品在增加農(nóng)民收入、促進經(jīng)濟社會發(fā)展等方面都起著更為重要的作用。

恩施土家族苗族自治州位于湖北省西南部，由于山地多而平地少，近年來，按照省委省政府打造特色增長極要求，恩施州把推動畜牧產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展作為重要任務(wù)來抓，畜牧產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展成效明顯。其中,推動畜禽廢棄物資源化利用工作是實現(xiàn)綠色發(fā)展的重要手段。2017年，恩施州完成畜禽養(yǎng)殖“三區(qū)”（禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)、適養(yǎng)區(qū)）劃定，畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)關(guān)閉了39家規(guī)模養(yǎng)殖場（小區(qū)），完成了339家畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場的污染治理工作，畜禽廢棄物資源化利用工作得到長足發(fā)展。

當(dāng)前，根據(jù)現(xiàn)有畜禽廢棄物資源制定全州種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)農(nóng)業(yè)規(guī)劃已迫在眉睫。而摸清全州畜禽廢棄物資源總量，分析土地承載能力是制定規(guī)劃的前置條件。然而，目前并無恩施州畜禽廢棄物承載量的相關(guān)數(shù)據(jù)支撐。鑒于此，本文通過統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，初步核算了恩施州畜禽廢棄物土地承載能力，并進行了風(fēng)險評估，以期為后期工作的開展提供數(shù)據(jù)參考。

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《恩施州統(tǒng)計年鑒-2016》公布的統(tǒng)計資料[1]，因恩施州畜禽養(yǎng)殖主要是豬、肉牛、肉羊和肉禽，奶牛、馬、騾、家兔均占少數(shù)，不做統(tǒng)計。參照張國印等[2]的研究方法，根據(jù)各類畜禽的生長周期，豬（包含母豬）以生豬出欄數(shù)和母豬存欄數(shù)之和計算，牛以存欄和出欄數(shù)之和計算，雞以肉雞出欄數(shù)和蛋雞存欄數(shù)之和計算，確定2016年畜禽的飼養(yǎng)量。

如表1所示，2016年恩施州豬存、出欄數(shù)為510.86萬頭/年，肉牛出欄、存欄數(shù)為58.67萬頭/年，肉羊存欄數(shù)為93.72萬只/年，雞為1 799.82萬只/年。

表1 2016年恩施州主要畜禽出欄和存欄量 （萬頭、只/年）

1.2 畜禽廢棄物產(chǎn)生量

根據(jù)農(nóng)業(yè)部《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》[3]，出欄1頭豬即為1個豬當(dāng)量，肉牛、肉羊和肉禽換算成豬當(dāng)量。

1.3 植物養(yǎng)分需求量

區(qū)域植物養(yǎng)分需求量=∑ni=1植物總產(chǎn)量×單位產(chǎn)量養(yǎng)分需求量

植物單位產(chǎn)量養(yǎng)分需求量參照農(nóng)業(yè)部《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》要求，恩施州人工種草以及青飼料面積未做統(tǒng)計。

區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需求量=（區(qū)域植物養(yǎng)分需求量×施肥供給養(yǎng)分占比×糞肥占施肥比例）/糞肥當(dāng)季利用率

綜合考慮恩施情況，糞肥占施肥比例取值30%～100%，糞肥中氮素當(dāng)季利用率取值30%，磷素當(dāng)季利用率取值35%。

2 結(jié)果與分析

2.1 畜禽糞污排放量

恩施州全年氮排泄總量、糞便氮素和糞肥氮養(yǎng)分供給量分別為 89 738.82 t、44 869.41 t和28 553.26 t，全年磷排泄總量、糞便磷素和糞肥磷養(yǎng)分供給量分別為 13 460.82 t、11 129.95 t和8 094.51 t。其中生豬氮排泄總量、糞便氮素和糞肥氮養(yǎng)分供給量分別為 56 194.6 t、28 097.3 t和17 880.1 t，生豬磷排泄總量、糞便磷素和糞肥磷養(yǎng)分供給量分別為 8 429.19 t、6 743.35 t和 4 904.25 t，均占排泄總量的62.62%，可見生豬糞便是氮磷排泄的主要來源（表2）。分縣市看，恩施氮排泄總量占比達(dá)到12.64%，除來鳳、鶴峰外，恩施、利川、宣恩、巴東、建始、咸豐的磷排泄總量、糞便磷及糞肥磷養(yǎng)分供給量占比超過10.00%，其中恩施磷排泄總量占比達(dá)到20.54%。

表2 恩施州畜禽糞氮、磷排泄量及養(yǎng)分供給量 t/年

2.2 恩施州主要作物氮、磷需求量

根據(jù)恩施州主要作物產(chǎn)量，單位氮磷需求量，按照糞肥占施肥總量的30%～100%計算得出，恩施州區(qū)域植物N、P養(yǎng)分需求量分別為57 236.44 t和11 560.55 t，利川市、恩施市和巴東縣區(qū)域植物N、P養(yǎng)分需求量分列前3位，分別為12 861.81 t和2 862.49 t、11 033.78 t和 2 257.63 t、8 612.56 t和1 540.26 t，分別占比22.47%和24.76%、19.28%和19.53%、15.05%和13.32%。進一步分析，按照區(qū)域植物氮、磷全部來源于糞肥的前提條件，則全州區(qū)域植物糞肥N、P需求量為80 539.84 t和1 3487.31 t，遠(yuǎn)高于畜禽糞氮、磷養(yǎng)分供給量（表2）；在糞肥供給量占比30%前提下，全州區(qū)域植物糞肥N、P養(yǎng)分需求量分別為24 161.95 t和4 046.19 t，其中N不足，P過量（表3）。

表3 恩施州區(qū)域植物N、P和糞肥N、P養(yǎng)分需求量 t/年

2.3 畜禽糞污耕地負(fù)荷評價

畜禽糞肥N、P負(fù)荷量是反映區(qū)域畜禽糞便對區(qū)域耕地土壤潛在污染風(fēng)險的重要參數(shù)。本文參照了張國印等[2]的研究成果，確定糞肥年施N量的上限為170 kg/hm2，年施P量的上限為35 kg/hm2。在認(rèn)定全部畜禽糞肥都施入土壤的條件下，本文計算結(jié)果表明，全州N負(fù)荷量均未超過上限值，N負(fù)荷量最大值為135.09 kg/hm2。進一步根據(jù)畜禽糞便土地負(fù)荷警報值分級[5]，計算得出恩施、巴東和咸豐均表現(xiàn)出糞肥N、P對環(huán)境“有”影響（表4）。

3 討論與結(jié)論

通過計算發(fā)現(xiàn)，若全州所有植物N、P供給都來源于畜禽糞肥，那是不能滿足需要的（表2、3）。但是，若糞肥N、P供應(yīng)占施肥總量的30%前提下，恩施州區(qū)域植物糞肥氮養(yǎng)分需求量為24 161.95 t/年（表2），只需畜禽糞肥氮養(yǎng)分供給量的84.62%就可滿足需要（表3）。當(dāng)然，因本文未分析青飼料、高粱、花生等少部分種植面積不大的作物，導(dǎo)致區(qū)域植物糞肥氮、磷養(yǎng)分需求量減少，這也是影響本文區(qū)域植物糞肥氮、磷養(yǎng)分需求量計算結(jié)果偏低的原因。但不可否認(rèn)，分析發(fā)現(xiàn)，盡管恩施州國土面積較大，但因耕地面積有限，恩施州畜禽養(yǎng)殖污染土地承載負(fù)荷仍然對環(huán)境產(chǎn)生影響。類比發(fā)現(xiàn)，與同在武陵山區(qū)的重慶巫溪相似，盡管巫溪畜禽糞污總氮、總磷排放量只有0.55和0.18萬t/年，但因耕地面積偏小，全縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)已超過N、P負(fù)荷上限[5]。進一步分析恩施州畜禽糞肥N、P負(fù)荷量就能明顯發(fā)現(xiàn)，恩施州N、P負(fù)荷量分別達(dá)到92.25 kg/hm2和26.15 kg/hm2，N、P負(fù)荷評價均對環(huán)境有影響，而且因本文未考慮尿液N、P產(chǎn)生量，因此恩施州N、P負(fù)荷量計算值相對偏低。

表4 恩施州畜禽糞肥N、P負(fù)荷量及評價分值

近年來，通過走綠色養(yǎng)殖新道路，積極開展畜禽養(yǎng)殖“三區(qū)”劃定和畜禽養(yǎng)殖場的污染治理，恩施州畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染防治工作已取得很大成效。但必須指出，恩施州畜禽糞污土地承載能力已有少部分接近或高于臨界值，科學(xué)規(guī)劃畜禽養(yǎng)殖分區(qū)，動態(tài)跟蹤畜禽養(yǎng)殖糞污排放工作已不容忽視。