區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力評價方法與應(yīng)用研究
——基于種養(yǎng)平衡視角分析

高延清，趙立夫，曹建民

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，吉林長春 130118）

近年來，我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，在為人類生活提供豐富的肉類蛋白的同時也帶來了環(huán)境污染。2018年，我國肉、蛋、奶等畜產(chǎn)品生產(chǎn)總量分別達8 517、3 128、3 075 萬t，一定程度上保障了居民肉類蛋白的有效供給[1]。與此同時畜禽糞污排放導(dǎo)致的環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重[2]，2015 年全口徑統(tǒng)計測算全國畜禽糞污產(chǎn)生量為56.87 億t，并呈逐年增長趨勢[3]。面對日益嚴(yán)重的畜禽糞污污染，國務(wù)院、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部陸續(xù)出臺了一系列環(huán)保政策，提出要優(yōu)化畜牧業(yè)生產(chǎn)布局，引導(dǎo)生豬養(yǎng)殖由南向北轉(zhuǎn)移。

畜禽養(yǎng)殖糞污排放是需要應(yīng)對的重要環(huán)境污染問題。種養(yǎng)平衡發(fā)展是將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)緊密銜接的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。從養(yǎng)分供給需求上看，種養(yǎng)結(jié)合既部分解決了種植業(yè)所需養(yǎng)分從而降低化肥施用量，也為養(yǎng)殖業(yè)糞污處理問題提供了解決途徑從而減輕環(huán)境污染。區(qū)域內(nèi)的種養(yǎng)平衡才能最終實現(xiàn)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。本文正是基于上述研究背景，從種養(yǎng)平衡的角度審視、評價區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力，為北方畜禽養(yǎng)殖提供決策依據(jù)。

1 區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力測算邏輯與方法

1.1 區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力測算邏輯 種養(yǎng)平衡的內(nèi)涵是區(qū)域畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污作為種植業(yè)肥源，區(qū)域種植業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)提供飼料并消納養(yǎng)殖業(yè)糞污，使物質(zhì)和能量在區(qū)域動植物之間進行轉(zhuǎn)換[5]。從糞肥需求和供給的角度來看，區(qū)域種養(yǎng)平衡就是區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量和區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量達到相等。因此，區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力為區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量減去區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量后的數(shù)值。

區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量在某種程度上決定著區(qū)域畜禽糞污土地承載力。區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量越大，代表該區(qū)域畜禽糞污土地承載力越高，因此該區(qū)域可以養(yǎng)殖的畜禽規(guī)模就越大。區(qū)域畜禽糞肥生產(chǎn)量由區(qū)域?qū)嶋H畜禽養(yǎng)殖規(guī)模決定。

顯然，如果區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量大于區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量，說明區(qū)域存在畜禽養(yǎng)殖進一步增加的潛力。如果區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量等于區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量，說明該區(qū)域種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)糞肥需要和生產(chǎn)達到平衡，該區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力為零；如果區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量小于區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量，該區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力為負(fù)數(shù)，畜禽養(yǎng)殖規(guī)模應(yīng)該減少。

1.2 區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力測算方法

1.2.1 區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量測算 本文以不同植物單位產(chǎn)量需要吸收養(yǎng)分為基礎(chǔ)，再根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)每種植物習(xí)慣施用的糞肥與化肥比例、糞肥的當(dāng)季利用率確定每種植物的糞肥需要量，加總主要植物的糞肥需要量就可以得到區(qū)域植物糞肥需要量。因此，可以用（1）式代表區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量：

式中，D_ALL 代表區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量，D 為區(qū)域植物養(yǎng)分需要量，R1 為區(qū)域施肥供給養(yǎng)分占比，R2為糞肥占施肥比例，R3 為糞肥當(dāng)季利用率。

根據(jù)區(qū)域內(nèi)每種植物形成100 kg 產(chǎn)量的養(yǎng)分需要量，結(jié)合總產(chǎn)量可以計算出該種植物需要吸收的養(yǎng)分量，加總每種植物需要吸收的養(yǎng)分量就得到區(qū)域植物養(yǎng)分需要量。計算公式如下：

式中，D 為該區(qū)域植物養(yǎng)分需要量，Y 為不同種類的植物總產(chǎn)量，d 為不同種類植物每形成100 kg 產(chǎn)量需要的糞肥養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)，j 為植物種類。

1.2.2 區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量測算 區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量主要依據(jù)每種畜禽的糞污排泄量計算而得。根據(jù)農(nóng)業(yè)部《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》，1 頭豬一年產(chǎn)生的糞污含有的氮素約為11 kg，考慮到糞污養(yǎng)分在收集、處理和貯存過程中的損失，每頭豬排泄的糞污產(chǎn)生的氮素養(yǎng)分供給量約為7 kg。100 頭豬氮排泄量分別相當(dāng)于30 頭肉牛、250 只羊、2 500 只蛋雞的氮排泄量。因此，豬、奶牛、肉牛、肉羊和蛋雞每單位飼養(yǎng)量排泄的糞污產(chǎn)生的氮素養(yǎng)分量分別為7、46.62、23.31、2.8、0.28 kg。將該區(qū)域每種畜禽存欄量或出欄量與該畜禽糞污排泄含有的氮素養(yǎng)分量相乘，然后再匯總相加就可以得到區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量。計算公式如下：

式中，S 為該區(qū)域畜禽糞肥氮素養(yǎng)分生產(chǎn)量，A 為奶牛、肉牛、蛋雞每個畜禽種類的存欄量，a 為奶牛、肉牛、蛋雞每個單位畜禽種類排泄的糞污產(chǎn)生的年氮素養(yǎng)分量；B 為生豬、肉羊每個牲畜種類出欄量，b 為生豬、肉羊每個單位牲畜種類排泄的糞污產(chǎn)生的年氮素養(yǎng)分量，i、j 為畜禽種類。將各種畜禽產(chǎn)生的糞肥氮素養(yǎng)分產(chǎn)量相加即為區(qū)域畜禽糞肥氮素養(yǎng)分生產(chǎn)量。

1.2.3 以豬當(dāng)量為衡量標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力測算 為了便于比較和計算區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力，根據(jù)農(nóng)業(yè)部《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》，以豬當(dāng)量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)可以測算出可比較的且感性較強的區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力，1 頭豬為1 個豬當(dāng)量。計算公式如下：

當(dāng)然，根據(jù)豬和其他畜禽糞污排泄量的關(guān)系，也可以測算出該區(qū)域還可以養(yǎng)殖其他畜禽的數(shù)量規(guī)模。

2 區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力評價方法的應(yīng)用分析

2.1 數(shù)據(jù)來源及其相關(guān)指標(biāo) 本文所利用的數(shù)據(jù)來源于統(tǒng)計年鑒和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)實踐調(diào)研。各縣市主要植物種類、產(chǎn)量和主要畜禽存欄量、出欄量來自2018 年《吉林統(tǒng)計年鑒》。區(qū)域施肥供給養(yǎng)分占比、區(qū)域糞肥占施肥比例和糞肥當(dāng)季利用率等指標(biāo)來自松原市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐調(diào)研，每種植物形成100 kg 產(chǎn)量的養(yǎng)分需求量和每種畜禽單位排泄的糞污產(chǎn)生的年氮素養(yǎng)分量等指標(biāo)均參照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》的標(biāo)準(zhǔn)進行計算。松原市畜禽養(yǎng)殖潛力測算數(shù)據(jù)來源和標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2.2 松原市植物糞肥養(yǎng)分需要量 松原市主要包括寧江區(qū)、前郭縣、長嶺縣、乾安縣和扶余市5 個縣市，主要種植植物包括水稻、玉米、大豆、馬鈴薯、油料、甜菜、蔬菜、瓜果、葵花籽，這9 種植物播種面積占總播種面積的97.33%。因此，以這9 種植物作為研究對象計算區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量能夠在很大程度上代表該區(qū)域的糞肥養(yǎng)分需要量。松原市各縣市2017 年植物產(chǎn)量如表2 所示。

根據(jù)公式計算出松原市植物糞肥養(yǎng)分需要量約為38 007 t，寧江區(qū)、前郭縣、長嶺縣、乾安縣和扶余市的植物糞肥養(yǎng)分需要量分別為2 574、11 357、8 244、3 950、11 882 t。

2.3 松原市畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量 松原市主要養(yǎng)殖的畜禽有奶牛、肉牛、生豬、肉羊、蛋雞等，因此，以這5種畜禽作為研究對象計算區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量。松原市各縣市2017 年畜禽存欄或者出欄量如表3 所示。

根據(jù)公式計算出松原市各縣市2017 年畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量。2017 年松原市畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量為28 838 t，其中扶余市生豬出欄量、肉牛、家禽的存欄量較大，因此其畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量最大，達到9 505 t，其次是長嶺縣（8 274 t）。寧江區(qū)大牲畜、家禽存欄量較少，同時生豬、肉羊出欄量也是最小的，因此其畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量是這5 個縣市中最?。? 221 t），乾安縣和前郭縣分別為2 868、6 970 t。

2.4 松原市畜禽養(yǎng)殖潛力判斷 從松原市整體來看，松原市目前的畜禽養(yǎng)殖潛力為1 309 856 豬當(dāng)量，即可以增加1 309 856 頭豬的養(yǎng)殖量。值得注意的是，由于長嶺縣目前的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模比較大，在當(dāng)前農(nóng)家肥使用習(xí)慣的前提下，畜禽養(yǎng)殖排泄的糞污形成糞肥后產(chǎn)生的氮素已經(jīng)超過了該縣作物糞肥的養(yǎng)分需要量，其畜禽養(yǎng)殖潛力為-4 286。因此，長嶺縣按照當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)沒有畜禽養(yǎng)殖增加的潛力。寧江區(qū)（193 286）、前郭縣（626 714）、乾安縣（154 571）和扶余市（339 571）還有一定的畜禽養(yǎng)殖空間，其中，前郭縣的畜禽養(yǎng)殖空間最大。

表1 松原市畜禽養(yǎng)殖潛力測算數(shù)據(jù)來源和標(biāo)準(zhǔn)

表2 松原市各縣市2017 年植物產(chǎn)量 t

表3 松原市各縣市2017 年畜禽存欄或者出欄數(shù)量

表4 不同糞肥施用比例下松原市各縣市畜禽養(yǎng)殖潛力

改變農(nóng)家肥施用習(xí)慣可以顯著提高畜禽養(yǎng)殖空間。以上針對松原市各縣市畜禽養(yǎng)殖潛力的分析是在松原市作物糞肥占施肥比例（R2）為15%的前提下，如果作物糞肥占施肥的比例增大，則畜禽養(yǎng)殖潛力也會增大。本研究將糞肥施用比例分別按照15%、20%、25%、30% 共4 個水平進行模擬計算松原市各縣市畜禽養(yǎng)殖潛力，各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖潛力將會發(fā)生顯著變化。為了更直觀地比較不同情景下的畜禽養(yǎng)殖潛力變化，本研究用豬當(dāng)量來表示各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖潛力，1 頭豬為1 個豬當(dāng)量。從表4 可以看出，如果糞肥施用比例從15% 提高到30%，則松原市的畜禽養(yǎng)殖潛力將從1 309 856 頭增加6739 000 頭，畜禽養(yǎng)殖潛力擴大5.14 倍。尤其是長嶺縣畜禽養(yǎng)殖潛力發(fā)生明顯變化，豬的養(yǎng)殖量由原來需要減少4 286 頭變?yōu)榭梢栽黾?173 429 頭。

3 結(jié)論與對策

根據(jù)上述理論與實證應(yīng)用分析，本文得到如下結(jié)論和對策：

1) 區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量減去區(qū)域畜禽糞肥養(yǎng)分生產(chǎn)量后的余值可以作為區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力的重要評價標(biāo)準(zhǔn)。畜禽養(yǎng)殖在帶來經(jīng)濟收益的同時，其糞污排泄也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染的負(fù)外部性問題。因此，一個地區(qū)未來的畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃或畜禽養(yǎng)殖項目的立項評估，可以通過區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力這個指標(biāo)進行評判。

2) 區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力的測算需要和當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實踐緊密結(jié)合。該指標(biāo)的測算除了要掌握區(qū)域每種植物的總產(chǎn)量和每種畜禽養(yǎng)殖總量這2 個指標(biāo)外，還必須和當(dāng)?shù)貙嵺`緊密結(jié)合。例如，要清楚區(qū)域施肥供給養(yǎng)分占比情況、區(qū)域糞肥占施肥比例和區(qū)域糞肥當(dāng)季利用率等幾個區(qū)域特色明顯的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

3) 區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力可以有多種改善途徑。根據(jù)本文的研究分析，一是可以通過優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)、提高作物單位面積產(chǎn)量來實現(xiàn)區(qū)域植物糞肥養(yǎng)分需要量的提升，進而提升區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力；二是通過優(yōu)化畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，減少糞污排放量大的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模可以為區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力騰出更大空間；三是提高區(qū)域糞肥占施肥比例來實現(xiàn)區(qū)域畜禽養(yǎng)殖潛力的提升。研究表明，提高糞肥施用比例是提升畜禽養(yǎng)殖潛力最有效的因素，但很多地區(qū)的實踐表明，因為糞肥體積大、不易運輸、施用費時費力等原因，農(nóng)戶施用傳統(tǒng)糞肥的意愿和比例都不高。建議政府部門要給予相應(yīng)的政策和資金支持，鼓勵利用畜禽糞污生產(chǎn)有機肥技術(shù)的研發(fā)，同時要制定有機肥施用補貼政策，提升農(nóng)戶有機肥施用比例，創(chuàng)造更大的畜禽養(yǎng)殖潛力。