利用公益林消納規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污的可行性研究

鄭志新 付博野 丁曉宇 劉利峰 王 偉 李 晨 孫建新 張曉霞 姚太梅 忻龍祚*

（1 河北北方學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院 河北 張家口 075000；2 中糧家佳康(赤峰) 有限公司 內(nèi)蒙古 赤峰 024000； 3 康?？h自然資源和規(guī)劃局 河北 康保 076650；4 中糧家佳康(張北) 有限公司 河北 張北 076450； 5 張北縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河北 張北 076450）

1 引言

“生態(tài)地緣主義”是基于人們對(duì)周邊環(huán)境的認(rèn)識(shí)，根據(jù)地區(qū)的目標(biāo)，轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊乃寂c行，使生態(tài)環(huán)境得到改善和永續(xù)發(fā)展，它是因地制宜的、非規(guī)定性的、實(shí)用導(dǎo)向的，而非標(biāo)準(zhǔn)化行為[1]。它源于扎根于一方水土的美好生活，也包括了人們的人文關(guān)懷，其最終目標(biāo)是建立人與周圍環(huán)境的互惠互利關(guān)系。隨著“生態(tài)文明”的不斷完善及其在農(nóng)林業(yè)發(fā)展理念中的逐漸滲透，“生態(tài)友好”越來越受專家學(xué)者及政府的關(guān)注，尤其是“地緣生態(tài)”[2]。我國農(nóng)業(yè)集約化的發(fā)展，使得種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)逐漸分離。目前我國的畜禽糞污綜合利用率極低，而糞污導(dǎo)致水體COD 值逐漸升高，且氨氮排放量相對(duì)較大，說明畜禽糞污嚴(yán)重污染了周邊環(huán)境，對(duì)居民的健康造成一定威脅，已成為農(nóng)業(yè)面源污染之首[3]，這與“生態(tài)地緣主義”嚴(yán)重不符。筆者針對(duì)張家口壩上高寒高海拔地區(qū)規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)糞污消納現(xiàn)狀及公益林撫育現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)可行性分析，為當(dāng)?shù)氐募S污消納和公益林撫育提供了新思路、新方向。

2 畜禽糞污消納方式

2.1 農(nóng)田直接利用。這是最早的糞污消納方式，主要針對(duì)家庭及小型養(yǎng)殖場(chǎng)。家庭及小型養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的糞污數(shù)量少，人工處置起來相對(duì)容易。張家口壩上地區(qū)土地流轉(zhuǎn)之前，農(nóng)戶基本采用該種方式消納自家的“農(nóng)家肥”，土地流轉(zhuǎn)之后，種植、養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變使該種消納方式基本消失。

2.2 利用畜禽糞便生產(chǎn)有機(jī)肥或堆肥。該方法主要針對(duì)一些大型養(yǎng)殖場(chǎng)，且具備糞污干濕分離條件，可以有效的將糞污內(nèi)液體和固形物分離。這種消納方式需要附近有對(duì)應(yīng)規(guī)模的有機(jī)肥生產(chǎn)廠家及配套技術(shù)。

2.3 利用沼氣工程進(jìn)行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣與沼肥，沼氣可以燃燒，用來發(fā)電、做飯等，沼液或沼肥因含有植物生長(zhǎng)所必需的各種元素或有機(jī)物，可以作為經(jīng)濟(jì)作物、糧食作物甚至林地的基肥或追肥，其良好的使用效果在各種作物上均已得到驗(yàn)證[4～6]。

3 中糧家佳康(張北) 有限公司糞污消納方式及存在問題

3.1 中糧家佳康(張北)有限公司是中糧肉食投資公司在張北工會(huì)鎮(zhèn)新建的百萬頭生豬養(yǎng)殖基地，也是華北最大、河北省首家百萬頭現(xiàn)代化生豬養(yǎng)殖基地。在京津冀協(xié)同化發(fā)展的大背景下，該公司采用種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)緊密結(jié)合的模式，全力打造了一條集健康、綠色、生態(tài)等特色于一體的循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條。項(xiàng)目通過生豬養(yǎng)殖，利用糞污發(fā)展沼氣，沼液還田改良土壤，形成資源的循環(huán)利用，產(chǎn)業(yè)多級(jí)次增值的生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈，為京津冀合作開創(chuàng)了一條的新思路，這是公司成立的初衷，也符合“地緣生態(tài)友好”的理念。

3.2 存在問題。目前，該公司在糞污處理上采取“水沖糞(水泡糞)”模式，產(chǎn)生的糞尿與水混合，體積大，數(shù)量多，難以干濕分離，只能靜置于集液池等待自然分層。因?yàn)槁短於逊牛S污和廢水因臭味素等的存在，嚴(yán)重影響了周邊群眾的健康及生活環(huán)境。公司秉承“生態(tài)友好”理念，積極關(guān)注周邊環(huán)境及群眾生產(chǎn)生活，也開始效仿江蘇鎮(zhèn)江等地區(qū)采用的沼氣工程來實(shí)現(xiàn)糞污消納。但張家口張北縣地處高寒高海拔地區(qū)，年均溫度只有3.2 ℃，7 月平均溫度為19 ℃，最高溫度為33.4 ℃，而沼氣工程厭氧發(fā)酵的中溫溫度為35 ℃，高溫則要55 ℃，因此，在張北高海拔條件下本身并不具備沼氣工程的基本溫度條件。公司為了切實(shí)解決糞污的消納問題以及對(duì)周邊環(huán)境的影響，依然積極采用沼氣工程來對(duì)糞污進(jìn)行資源化處理。由于溫度不滿足厭氧發(fā)酵要求，維持沼氣站運(yùn)轉(zhuǎn)還需要額外使用電或者天然氣，使得沼氣工程成本大幅增加，而大量的沼液、沼渣等產(chǎn)物，因沒有合理利用方面的相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)，依然在集液池內(nèi)堆放，同樣對(duì)環(huán)境存在污染。

4 高寒半干旱區(qū)公益林消納糞污的可行性分析

4.1 高寒半干旱地區(qū)公益林亟待土壤養(yǎng)分混入。公益林是指以生態(tài)效益和社會(huì)效益為主體功能，依據(jù)國家有關(guān)規(guī)定劃定，經(jīng)批準(zhǔn)公布并簽有公益林保護(hù)協(xié)議的森林、林地及宜林地，包括防護(hù)林、特種用途林等。張家口壩上地區(qū)海拔高、西北風(fēng)大、低溫酷寒、干旱少雨、蒸發(fā)量大，頂級(jí)群落為草甸草原，立地條件極差。吳云霞[7]等人對(duì)冀西北農(nóng)牧交錯(cuò)帶土壤養(yǎng)分狀況和理化性質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果表明大部分土壤屬強(qiáng)堿性，除Ca、Mg、K 元素含量相對(duì)豐富外，其余大量元素均較為缺乏，有機(jī)碳、磷和微量元素也處于極度缺乏狀態(tài)。50 年代開始，張家口壩上地區(qū)就開展了大規(guī)模的以楊樹為主的農(nóng)田林網(wǎng)建設(shè)，人工林從無到有，防護(hù)林面積得到了較快的發(fā)展，尤其是1978 年以后，國家先后在該地區(qū)實(shí)施了三北防護(hù)林、環(huán)首都周圍綠化、京津風(fēng)沙源治理、退耕還林等重點(diǎn)生態(tài)工程。受客觀條件的制約，樹種選擇較少，基本以二青楊、毛白楊、榆樹為主，全部為純林，栽培技術(shù)粗放，以埋干、扦插為主，且造林密度大。由于大部分林分已經(jīng)進(jìn)入過熟期，生理功能逐漸喪失，加上持續(xù)干旱等因素導(dǎo)致的土壤肥力下降、地下水位下降等，導(dǎo)致林分質(zhì)量極差，以楊樹為主的公益林體系亟待更新。目前，在林分樹種選擇上雖增加了樟子松等其它造林樹種，但張家口壩上地區(qū)的客觀條件仍然決定了楊樹還是主要樹種，土壤干旱、養(yǎng)分虧缺仍然是林分生長(zhǎng)的限制因素。這就要求通過加強(qiáng)管理、多方投入、科學(xué)安排等措施來增加林分的土壤肥力，促進(jìn)林分的自我更新和良好生長(zhǎng)。在此過程中，合理引入含有各種營養(yǎng)元素的畜禽糞便，是實(shí)現(xiàn)公益林低成本撫育的可行性措施之一。

4.2 現(xiàn)有預(yù)試驗(yàn)為公益林消納糞污提供了理論支持

4.2.1 豬糞的施肥試驗(yàn)。為了對(duì)利用公益林消納糞污的可行性進(jìn)行更深入的驗(yàn)證，筆者前期進(jìn)行了相關(guān)的預(yù)試驗(yàn)研究。試驗(yàn)地點(diǎn)位于張家口市張北縣二臺(tái)鎮(zhèn)金家村轄張家口市農(nóng)科院種植資源圃內(nèi)，試驗(yàn)對(duì)象包括3 年生經(jīng)濟(jì)林樹種杏扁、6 年生公益林樹種樟子松。試驗(yàn)采用開溝方式，在試驗(yàn)材料根系周圍以追肥方式澆施不同濃度的糞污上清液，以等量清水為對(duì)照。2個(gè)月后觀察其生長(zhǎng)表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)所有處理的試驗(yàn)材料均無死亡現(xiàn)象，且其葉片生長(zhǎng)表現(xiàn)均優(yōu)于對(duì)照。杏扁和樟子松的枝葉顏色明顯偏深綠，且生長(zhǎng)勢(shì)健壯，樟子松更新針葉數(shù)量也明顯減少，即便是大濃度的處理(杏扁5 kg/株、樟子松120 kg/株)也可以消納。同時(shí)在附近其它地區(qū)，還嘗試了適中濃度對(duì)榆樹、柳樹等的影響試驗(yàn)，均效果良好。該試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短，雖然生長(zhǎng)狀況無具體數(shù)據(jù)支撐，但也可以說明由林地來消納豬糞糞污是可行的。

4.2.2 豬糞糞污的滲濾和重金屬測(cè)定試驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)利用自制滲濾裝置，選擇張家口壩上地區(qū)常見的具有滲濾功能的沙土、浮石、沸石等做濾材，對(duì)糞污進(jìn)行過濾，并測(cè)定其所含Pb、Cu、Zn、Cr 等重金屬含量。初期結(jié)果表明，滲濾物質(zhì)的差異會(huì)導(dǎo)致滲濾深度出現(xiàn)不同，各種重金屬雖會(huì)出現(xiàn)累積和垂直遷移，但基本是出現(xiàn)在土壤的中層和表層，極少向下層移動(dòng)。滲濾結(jié)束后，其濾液中總氮、銨態(tài)氮、總磷、Pb、Cu、Zn、 Cr 含量均在《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)和《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 (GB5084-92)范圍內(nèi)，無明顯受污染指標(biāo)，而其集液桶的自來水(用來模擬淺層地下水)未遭到破壞，水質(zhì)符合農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)。就其對(duì)土壤的負(fù)面影響來講，目前的試驗(yàn)結(jié)果顯示并不存在，初步認(rèn)定用糞污進(jìn)行林地灌溉是可行的。

5 總結(jié)

本文以“生態(tài)地緣友好”為視角，分別從規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)資源化利用糞污的迫切性、經(jīng)濟(jì)性，以及公益林消納糞污的可行性等方面出發(fā)，通過對(duì)具體試驗(yàn)和現(xiàn)有狀況進(jìn)行分析論證，認(rèn)為在高寒高海拔地區(qū)摒棄傳統(tǒng)的農(nóng)田直接利用、沼氣工程等糞污消納途徑，利用公益林消納大量的豬糞糞污是可行的，既解決了規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)的糞污消納和環(huán)保問題，又給林地增加了養(yǎng)分供應(yīng)，這是一條雙贏的符合“生態(tài)文明”發(fā)展理念的可持續(xù)發(fā)展道路，同時(shí)也為發(fā)展其它糞污消納途徑提供了相應(yīng)思路。