煙臺市種植業(yè)有機廢棄物還田對畜禽糞污土壤消納量的影響研究

周永馨，王圣偉，何書朋，徐 皓，王文飛，邵 蕾

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺研究院，山東 煙臺 264670）

山東省煙臺市是種植大市，也是養(yǎng)殖大市。2019年煙臺市果園面積17.03萬hm2，農(nóng)作物種植面積44.13萬hm2，畜禽養(yǎng)殖量1007.35萬頭豬當量［1］。種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)帶來的果樹修剪枝條、農(nóng)作物秸稈、畜禽糞污等有機廢棄物已經(jīng)成為農(nóng)村生態(tài)建設(shè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展的限制性因素之一。當前我國正處在推動農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略改革期［2］，為治理農(nóng)村污染，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部明確了“一控、兩減、三基本”的目標，通過資源化利用農(nóng)業(yè)有機廢棄物可以有效解決“畜禽養(yǎng)殖污染”和“秸稈焚燒”等問題［3］。

畜禽糞污、果樹修剪枝條、農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)有機廢棄物還田可以替代化肥，減少有機肥的投入。分析研究農(nóng)業(yè)有機廢棄物養(yǎng)分產(chǎn)生量與土地消納量是否匹配對加強農(nóng)村污染治理和生態(tài)環(huán)境保護、實現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)具有重要意義。土地承載力通常以畜禽糞污的產(chǎn)生量和養(yǎng)分排泄量為指標進行量化分析［4-6］。2018年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒布的《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》（以下簡稱《指南》）通過計算不同作物的糞肥養(yǎng)分需求量與單位豬當量糞肥養(yǎng)分供給量的比值來衡量畜禽糞污土地承載力；張羽飛等［7］、吳永勝等［8］、史瑞祥等［9］、張?zhí)冫惖龋?0］則通過不同畜種的糞便排泄總量與耕地面積計算單位面積的畜禽糞污耕地負荷。

煙臺市農(nóng)作物以小麥、玉米、花生為主（種植面積占農(nóng)作物種植面積的84.32%［1］），農(nóng)作物成熟后通過聯(lián)合收割機收割、秸稈粉碎直接還田；果樹種植以蘋果、葡萄為主（種植面積占果園面積的82.39%［4］），果樹修剪枝條還田主推“高溫高壓熟化枝條+尿素+工廠化集中好氧處理”與“果樹枝條+畜禽糞便+微生物菌種+地頭原位好氧處理”技術(shù)?！吨改稀吩谟嬎慵S污土地承載力時只考慮了糞污還田輸入土壤的氮、磷，而果樹修剪枝條和農(nóng)作物秸稈也同時需要土壤消納。種植業(yè)有機廢棄物還田輸入土壤的氮、磷會減少畜禽糞污的氮、磷土壤消納量，因此有必要對果樹修剪枝條和農(nóng)作物秸稈還田條件下畜禽糞污氮、磷的土地承載力進行進一步研究。本文統(tǒng)計了2010～2019年煙臺市10年間畜禽養(yǎng)殖、果樹、農(nóng)作物種植規(guī)模與糞便產(chǎn)量、果樹修剪枝條量、秸稈量及其所含養(yǎng)分量，并利用《指南》中畜禽糞污土地承載力計算方法，比較果樹修剪枝條、秸稈還田與不還田情況下的畜禽糞污土地承載力，為煙臺市養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)的發(fā)展規(guī)劃提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于煙臺市統(tǒng)計局發(fā)布的《煙臺統(tǒng)計年鑒》（2011～2020年），統(tǒng)計范圍包括2010～2019年煙臺市15個縣市區(qū)畜禽的養(yǎng)殖情況、果園面積、農(nóng)田面積及產(chǎn)量。選取豬、肉牛、奶牛、羊、肉禽、蛋禽作為畜禽的研究對象（占煙臺市畜禽總養(yǎng)殖量的99.99%）；選取蘋果、梨、桃、葡萄作為果樹的研究對象（占果園面積的88.90%）；選取小麥、玉米、谷子、豆類、薯類、花生作為農(nóng)作物的研究對象（占農(nóng)作物總播種面積的89.17%）。

1.2 計算參數(shù)與方法

1.2.1 畜禽糞污養(yǎng)分排泄量與還田量的計算

根據(jù)《指南》將不同畜禽的養(yǎng)殖量按照一定的比例折算成豬當量后進行求和計算畜禽總豬當量（豬、肉牛、奶牛、羊、肉禽、蛋禽的畜禽豬當量折算系數(shù)分別為1、5、10、1/3、1/60、1/30），以畜禽總豬當量和單位豬當量的氮、磷排泄量的乘積計算畜禽糞污氮、磷還田量［1，11］。該方法雖然簡化了畜禽糞污氮、磷排泄量的計算，但是忽視了不同畜禽的畜禽糞污排泄系數(shù)和糞污中氮、磷含量的差異，因此本文參照張羽飛等［7］的計算方法與相關(guān)系數(shù)，根據(jù)不同畜禽對應(yīng)的糞污排泄系數(shù)、養(yǎng)殖周期及糞污養(yǎng)分含量計算不同畜禽的糞污產(chǎn)生量與養(yǎng)分排泄量［7］：

畜禽糞污年產(chǎn)生量=畜禽糞污排泄系數(shù)×年養(yǎng)殖量×養(yǎng)殖周期

畜禽糞污年養(yǎng)分排泄量=畜禽糞污年產(chǎn)生量×養(yǎng)分含量

參考《指南》（1個豬當量的氮排泄量為11 kg，磷排泄量為 1.65 kg；氮養(yǎng)分供給量為 7.0 kg，磷養(yǎng)分供給量為1.2 kg），畜禽糞污養(yǎng)分在收集、貯存和無害化處理過程的氮、磷養(yǎng)分留存率分別為63.64%、72.73%。因此，畜禽糞污年養(yǎng)分還田量=畜禽糞污年養(yǎng)分排泄量×養(yǎng)分留存率。

1.2.2 果樹修剪枝條量與養(yǎng)分量的計算

參照陳煬等［12］的計算方法與相關(guān)系數(shù)，計算果樹年修剪枝條量與年修剪枝條所含養(yǎng)分（氮、磷、鉀、有機質(zhì)）量：果樹年修剪枝條量=果樹種植面積×枝條修剪系數(shù)（單位面積的果樹枝條修剪量）；枝條年養(yǎng)分量=果樹年修剪枝條量×枝條養(yǎng)分含量；茍新卯等［13］經(jīng)調(diào)研后推薦小型移動式粉碎機在果園直接進行樹枝粉碎還田，此方式不用搬運枝條，便于農(nóng)戶操作，因此本文中果樹修剪枝條年養(yǎng)分還田量=枝條年養(yǎng)分量。

1.2.3 農(nóng)作物秸稈量與養(yǎng)分量的計算

參照龐力豪等［14］的計算方法與相關(guān)系數(shù)，計算秸稈資源量與秸稈所含養(yǎng)分（氮、磷、鉀、有機質(zhì)）量：秸稈資源量=農(nóng)作物產(chǎn)量×秸稈系數(shù)×秸稈可收集系數(shù)+農(nóng)作物產(chǎn)量×加工副產(chǎn)品系數(shù)；秸稈所含養(yǎng)分量=秸稈資源量（干基）×養(yǎng)分含量；農(nóng)作物秸稈直接粉碎、全量還田是常用的還田方式［15-16］，因此農(nóng)作物秸稈養(yǎng)分還田量=秸稈所含養(yǎng)分量。

1.2.4 植物氮、磷養(yǎng)分需求量的計算

參照《指南》，植物養(yǎng)分需求量=植物產(chǎn)量×單位產(chǎn)量養(yǎng)分需求量。

1.2.5 糞污土地承載力與土地承載力指數(shù)的計算

糞污土地承載力（R）表征的是理論最大養(yǎng)殖量，畜禽糞污土地承載力的計算方法參照《指南》；糞污土地承載力指數(shù)（I）表征的是實際養(yǎng)殖量與理論最大養(yǎng)殖量的比值，計算方法參照鄭莉等［4］的研究：若I<1，則說明區(qū)域內(nèi)養(yǎng)殖量仍有提升空間；若I>1，說明該區(qū)域的養(yǎng)殖量已超負荷，農(nóng)田、果園土地對畜禽糞污的消納能力不足，需縮小畜禽養(yǎng)殖規(guī)模。

（1）在果樹修剪枝條、秸稈未還田情況下：植物糞肥養(yǎng)分需求量W0（N/P）=植物（農(nóng)作物和果樹）養(yǎng)分需求量×施肥供給養(yǎng)分占比×糞肥占肥料施用比例/糞肥當季利用率；畜禽糞污土地承載力R0（N/P）（理論最大養(yǎng)殖量，以豬當量計）=植物糞肥養(yǎng)分需求量/單位豬當量糞肥養(yǎng)分供給量；糞污土地承載力指數(shù)I0（N/P）=畜禽總豬當量/糞污土地承載力。

2018年煙臺市土壤全氮含量為0.9 g/kg，有效磷含量為59.5 mg/kg［17］。根據(jù)《指南》中土壤不同氮、磷養(yǎng)分水平下施肥供給養(yǎng)分占比推薦值，確定土壤氮養(yǎng)分分級為Ⅱ級、磷養(yǎng)分分級為Ⅰ級，對應(yīng)的施肥供給占比分別為45%、35%；氮和磷的利用率分別取30%和35%［4］，糞肥施用比例為50%［18-19］。

（2）在果樹修剪枝條、秸稈還田情況下：植物糞肥養(yǎng)分需求量W1（N/P）=W0（N/P）-（果樹枝條年養(yǎng)分還田量+農(nóng)作物秸稈年養(yǎng)分還田量）；糞污土地承載力R1（N/P）與土地承載力指數(shù)I1（N/P）的計算與R0（N/P）、I0（N/P）相同。

2 結(jié)果與分析

2.1 種養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析及農(nóng)業(yè)有機廢棄物資源評估

2.1.1 10年間養(yǎng)殖量、種植量與農(nóng)業(yè)有機廢棄物產(chǎn)生量變化

煙臺市10年間畜禽養(yǎng)殖量為795.42萬～1007.35萬頭豬當量，畜禽糞污產(chǎn)生量為729.37萬～826.18萬t，畜禽糞污耕地負荷量為10.72～13.35 t/hm2（表1）。《全國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對策》中提出耕地的畜禽糞污承載量不超過30 t/hm2［20］，以此為標準則煙臺市農(nóng)田、果園土地具備消納畜禽糞污的能力，具有擴大畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的潛力。隨著煙臺市肉雞養(yǎng)殖企業(yè)如山東益生種禽股份有限公司、山東仙壇股份有限公司、山東民和牧業(yè)股份有限公司的上市與發(fā)展，煙臺市肉雞和豬的出欄量穩(wěn)步上升，分別從2010年1.30億只和314.11萬頭增加至2019年的2.22億只和433.23萬頭［1］。10年間煙臺市畜禽養(yǎng)殖量、畜禽糞污產(chǎn)生量總體呈上升趨勢：相對于2010年，2019年的養(yǎng)殖量提高了26.64%，糞污產(chǎn)生量提高了4.94%；糞污中氮、磷、鉀、有機質(zhì)含量變化范圍分別為2.51萬～3.01萬、0.95萬～1.21萬、2.25萬～2.59萬、89.79萬～109.26萬t（表2）。

表1 煙臺市10年間農(nóng)業(yè)有機廢棄物產(chǎn)生情況

表2 煙臺市10年間農(nóng)業(yè)有機廢棄物氮、磷、鉀和有機質(zhì)還田量 （萬t）

10年間經(jīng)濟效益高的蘋果種植面積增加顯著（從10.75萬hm2增加至12.95萬hm2），而經(jīng)濟效益較差的小麥、玉米等種植面積逐年下降。相對于2010年，2019年果園面積和果樹修剪枝條量分別增加14.22%和8.05%；煙臺市果樹修剪枝條中的氮、磷、鉀、有機質(zhì)含量變化范圍分別為0.62萬～0.68萬、0.20萬～0.23萬、0.24萬～0.33萬、47.34萬～52.04萬t。2015年果樹修剪枝條中所含的氮、鉀量最大，2017年果樹修剪枝條中的磷最大，原因為：2015年煙臺市葡萄種植面積大于2017年，而2017年蘋果種植面積大于2015年，葡萄枝條的氮（1.60%）、鉀（2.00%）養(yǎng)分含量高于蘋果枝條（0.95%、0.10%），蘋果枝條中的磷（0.42%）含量高于葡萄枝條（0.22%）。相對于2010年，2019年農(nóng)田面積、秸稈量、秸稈所含的氮、磷、鉀和有機質(zhì)分別下降了20.89%、30.24%、30.02%和30.43%。

畜禽糞污、果樹修剪枝條、秸稈等農(nóng)業(yè)有機廢棄物還田可以減少化肥和有機肥的投入［21-22］。參照張羽飛等［7］、陳煬等［12］的研究，對農(nóng)業(yè)有機廢棄物的肥料化潛力進行評估，將氮折算為尿素（46-0-0，1600元/t），磷折算為過磷酸鈣（0-12-0，1000元/t），鉀折算為硫酸鉀（0-0-50，3000元/t），將有機質(zhì)折算為有機肥（參照NY 525-2021《有機肥料》中規(guī)定的有機質(zhì)含量≥30%、水分含量≤30%，800元/t）。煙臺市10年間農(nóng)業(yè)有機廢棄物（畜禽糞污、修剪枝條和秸稈）中的養(yǎng)分量（N-P2O5-K2O）和有機質(zhì)的平均值分別為12.45萬和344.18萬t，折算成化肥、有機肥分別為35.7萬、1638.95萬t，還田后可節(jié)約化肥投入6.42億元、有機肥投入131.12億元。

2.1.2 2019年煙臺市不同縣市區(qū)養(yǎng)殖量、種植量與農(nóng)業(yè)有機廢棄物產(chǎn)生量的比較

煙臺市養(yǎng)殖品種主要為肉雞和豬（分別占總養(yǎng)殖量的36.66%和43.11%［1］），并且具有龍頭企業(yè)帶動區(qū)域養(yǎng)殖的特點。山東益生種禽股份有限公司、山東仙壇股份有限公司帶動了牟平區(qū)肉雞養(yǎng)殖（占煙臺市肉雞養(yǎng)殖量的34.73%［1］）；萊陽市和萊州市是煙臺市生豬調(diào)出大市（分別占煙臺市養(yǎng)豬量的21.35%和20.89%［1］），萊陽市的龍頭企業(yè)包括龍大食品集團有限公司、煙臺福祖食品有限公司，萊州市的龍頭企業(yè)包括新希望六和農(nóng)牧有限公司。

煙臺市果園種植以蘋果為主，種植面積占煙臺市果園面積的76.04%［1］。棲霞市蘋果種植面積最大（占煙臺市蘋果種植面積的34.14%［1］），蓬萊市以葡萄種植為主（占煙臺市葡萄種植面積的35.17%［1］）。煙臺市農(nóng)作物以小麥、玉米和花生為主，分別占農(nóng)田總面積的27.83%、34.47%和22.02%，萊州市小麥和玉米種植面積最大，萊陽市花生種植面積最大。

2019年全市畜禽養(yǎng)殖量為1007.35萬頭豬當量（表3），3類農(nóng)業(yè)有機廢棄物中氮磷鉀養(yǎng)分總量和有機質(zhì)分別為11.87萬和309.12萬t，折算成化肥35.21萬t（6.15億元）、有機肥1472萬t（117.76億元）。

15個縣市區(qū)中萊陽市養(yǎng)殖規(guī)模最大（185.70萬頭豬當量），占全市總養(yǎng)殖量的18.43%；長島縣的養(yǎng)殖規(guī)模最小（0.06萬頭豬當量）。糞便產(chǎn)生量前3位的縣市區(qū)分別是萊陽市、海陽市和牟平區(qū)，每年糞污量分別為155.47萬、114.06萬和112.77萬t，分別占全市畜禽糞污產(chǎn)生總量的19.04%、13.97%和13.81%。

煙臺市畜禽糞污耕地負荷量為13.35 t/hm2，牟平區(qū)的畜禽糞污耕地負荷量最大（23.48 t/hm2）；氮、磷、鉀、有機質(zhì)養(yǎng)分量前3位的分別是牟平區(qū)、萊陽市、蓬萊市（表4）；萊陽市的畜禽糞污排泄量最大，但牟平區(qū)的畜禽糞污養(yǎng)分量高于萊陽市，原因為：牟平區(qū)的家禽養(yǎng)殖量大（8150.74萬只），萊陽市的豬養(yǎng)殖量大（92.70萬頭），而家禽糞便中氮、磷、鉀養(yǎng)分含量（1.03%、0.41%、0.72%）高于豬糞便（0.24%、0.07%、0.17%）。

表4 2019年煙臺市各縣市區(qū)農(nóng)業(yè)有機廢棄物氮、磷、鉀和有機質(zhì)還田量

煙臺市是山東省重要的水果生產(chǎn)基地，果園面積位居山東省第1位［12］。2019年煙臺市共修剪109.67萬t果樹枝條，果樹修剪枝條總量前3位的地區(qū)依次為棲霞市、蓬萊市、龍口市，三市修剪枝條量分別占全市的28.07%、20.59%、10.64%；棲霞市果樹修剪枝條中氮、磷的量最大，龍口市的鉀量最大，原因為：棲霞市蘋果種植面積（44197 hm2）大于龍口市（6588 hm2），而龍口市葡萄種植面積（3783 hm2）大于棲霞市（522 hm2），蘋果枝條中的磷含量（0.42%）高于葡萄（0.22%），葡萄枝條中鉀含量（2.00%）高于蘋果枝條（0.10%）。

煙臺市秸稈量前3位的地區(qū)依次為萊州市、萊陽市、海陽市，三市秸稈量分別占煙臺市總量的27.18%、22.41%、17.00%。

2.2 糞污土地承載力分析

2.2.1 2010～2019年煙臺市10年間糞污土地承載力分析

參照《指南》，區(qū)域內(nèi)植物養(yǎng)分需求量（W）由植物的種植結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量決定，植物養(yǎng)分需求由化肥、糞肥、果樹修剪枝條與秸稈提供；化肥施用量由當?shù)赝寥婪柿λ經(jīng)Q定，因此為固定值；當果樹修剪枝條與秸稈還田時，植物對糞肥供應(yīng)養(yǎng)分的需求量減少，則區(qū)域內(nèi)的土地消納糞污的量降低，糞污土地承載力（最大養(yǎng)殖量，R）也相應(yīng)減低。

植物糞肥養(yǎng)分需求量W0N和W1N的變化范圍分別為7.09萬～8.91萬和4.68萬～5.71萬t，糞污土地承載力（最大養(yǎng)殖量）R0N和R1N的變化范圍分別為1013.07萬～1272.46萬和668.26萬～815.53萬頭豬當量（表5）；相對于果樹修剪枝條、秸稈未還田時的W0N、R0N，還田后的W1N與R1N的減小幅度都為33.63%～36.10%。

表5 煙臺市10年間以單位豬當量氮養(yǎng)分供給量計算的土地承載力

10年間果樹修剪枝條、秸稈還田時可供應(yīng)植物的氮、磷養(yǎng)分年平均分別為2.91萬、0.52萬t；區(qū)域內(nèi)植物養(yǎng)分需求量（W）一定，則植物的糞肥養(yǎng)分需求量下降，區(qū)域最大養(yǎng)殖量下降，因此R1I0。

10年間W0P和W1P的變化范圍分別為1.01萬～1.25萬和0.54萬～0.71萬t，R0P和R1P的變化范圍分別為837.81萬～1041.16萬和448.75萬～587.63萬頭豬當量（表6）；相對于W0P與R0P，W1P、R1P的降幅均為43.56%～46.44%。

表6 煙臺市10年間以單位豬當量磷養(yǎng)分供給量計算土地承載力

2017、2018、2019年3年的I0P均大于1，10年的所有I0N都小于1，而10年的I1N、I1P都大于1。相對于I0N、I0P的10年間平均值，I1N和I1P分別提高了55.41%和80.22%。

2.2.2 2019年不同縣市區(qū)的糞污土地承載力分析

芝罘區(qū)、福山區(qū)、萊山區(qū)、開發(fā)區(qū)、長島縣和高新區(qū)為煙臺市的商業(yè)、工業(yè)或旅游業(yè)區(qū)，昆崳區(qū)以昆崳山自然保護區(qū)為主體［23-24］，這些地區(qū)的畜禽養(yǎng)殖量、農(nóng)田和果園面積低于其他縣市區(qū)，因此本研究不考慮此7縣市區(qū)的W值、R值與I值。

2019年煙臺市W0N、W1N、R0N、R1N前3位的地區(qū)分別為萊州市、萊陽市與海陽市，其中三者的W0N、R0N占全市的53.70%，W1N與R1N占全市的57.04%。萊陽市只有I1N超過1，牟平區(qū)、龍口市和蓬萊市的I0N與I1N均超過1（表7）。

表7 2019年煙臺市各縣市區(qū)以單位豬當量氮養(yǎng)分供給量計算的土地承載力

2019年 煙 臺 市W0P、W1P與R0P、R1P前3位的地區(qū)分別為萊州市、萊陽市與海陽市，三者的W0P、R0P均占全市的50.92%，W1P、R1P均占全市的60.06%；牟平區(qū)、蓬萊市、萊陽市、海陽市的I0P均超過1；而I1P超過1的有7個縣市區(qū)（表8）。

表8 2019年煙臺市各縣市區(qū)以單位豬當量磷養(yǎng)分供給量計算的土地承載力

3 討論

3.1 果樹修剪枝條、秸稈還田與不還田對糞污土地承載力的影響

《指南》與鄭莉等［4］、王琳琳等［5］、閆熠峰等［6］的研究在計算畜禽糞污土地承載力時未考慮種植業(yè)有機廢棄物還田后對畜禽糞污土地承載力的影響，而本文在計算畜禽糞污氮、磷土地承載力時納入了果樹修剪枝條與秸稈還田因素。區(qū)域內(nèi)植物養(yǎng)分需求量一定，果樹修剪枝條、農(nóng)作物秸稈還田養(yǎng)分量與糞肥還田的養(yǎng)分量存在“此消彼長”的關(guān)系。果樹修剪枝條、秸稈還田降低了土地糞污消納量，進而降低了糞污土地承載力（最大養(yǎng)殖量）。

2019年煙臺市種植業(yè)產(chǎn)生的果樹修剪枝條、農(nóng)作物秸稈和養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞污排泄量分別為109.67萬、205.60萬、816.67萬t，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)有機廢棄物還田可提供氮分別為2.39萬、2.68萬t，磷分別為0.45萬、1.03萬t。種植業(yè)產(chǎn)生的有機廢棄物還田進入土壤中的氮、磷減少了農(nóng)田、果園土地對畜禽糞污的氮、磷承載量。在2類種植業(yè)有機廢棄物還田的情況下，2010～2019年煙臺市10年間糞肥養(yǎng)分需求量、糞污土地承載力降低了33.63%～36.10%（以氮素計）、43.56～46.44%（以磷素計），糞污氮、磷土地承載力指數(shù)分別升高了50.68%～56.49%、77.18%～86.70%。

在2類種植業(yè)有機廢棄物未還田情況下，2019年煙臺市所有縣市區(qū)中萊州市、招遠市、棲霞市具備養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展?jié)摿Γㄒ缘土诪榛鶞视嬎愕募S污土地承載力指數(shù)I值均小于1）。而對于種植業(yè)有機廢棄物還田情況，則只有萊州市具備養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展?jié)摿ΓS污氮、磷土地承載力指數(shù)分別為0.74、0.85），其他縣市區(qū)的糞污氮、磷土地承載力指數(shù)至少有一項超過1。本研究中由于果樹修剪枝條、秸稈還田導(dǎo)致土地承載力降低甚至一些地區(qū)由具備畜禽養(yǎng)殖發(fā)展?jié)摿Φ牡貐^(qū)變成畜禽養(yǎng)殖量超負荷的地區(qū)，因此建議種植規(guī)模大、種植業(yè)有機廢棄物產(chǎn)量高的地區(qū)計算土地承載力時納入種植業(yè)有機廢棄物還田的因素。

種植業(yè)有機廢棄物還田降低了畜禽糞污的土地承載力，為提高農(nóng)田、果園土地的畜禽糞污消納量可考慮果樹修剪枝條與秸稈的多元化利用。“十三五”以來國家提出了多項關(guān)于秸稈綜合利用（肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化）的政策［25-26］，在畜禽糞污還田為種植業(yè)提供養(yǎng)分和有機質(zhì)的前提下可提高果樹修剪枝條、秸稈用作飼料、燃料、基料和原料的比例，從而提高農(nóng)田、果園土地的糞污消納能力。

3.2 10年間農(nóng)業(yè)有機廢棄物的產(chǎn)生與糞污土地承載力的變化

2010～2019年煙臺市養(yǎng)殖規(guī)模呈逐漸上升趨勢（畜禽養(yǎng)殖總豬當量由795.42萬增至1007.35萬頭），種植規(guī)模呈逐漸下降趨勢（農(nóng)田、果園面積由70.69萬減至61.16 萬hm2）；養(yǎng)殖規(guī)模的擴大與種植規(guī)模的減小，導(dǎo)致畜禽糞污的產(chǎn)生量超過土地的承載量：2017、2018、2019年果樹修剪枝條、秸稈未還田時磷的土地承載力指數(shù)大于1，2010～2019年果樹修剪枝條、秸稈還田時氮、磷的土地承載力指數(shù)則均大于1。因此建議煙臺市控制養(yǎng)殖規(guī)模，擴大種植面積從而減少農(nóng)田、果園土地的糞污負荷量。

3.3 煙臺市種養(yǎng)布局規(guī)劃建議

煙臺市種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)分布相對集中，但存在種養(yǎng)分離的問題。養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模前4位的地區(qū)分別是萊陽市、牟平區(qū)、蓬萊市、萊州市，畜禽養(yǎng)殖量共占全市的63.97%；種植業(yè)主要集中在萊陽市、萊州市、海陽市、棲霞市，農(nóng)田和果園面積占全市的63.13%。牟平區(qū)和蓬萊市養(yǎng)殖量大（養(yǎng)殖規(guī)模分別占全市的17.33%和14.36%），而兩地區(qū)的種植面積小（農(nóng)田與果園面積分別占全市的7.85%和8.19%）導(dǎo)致種植業(yè)不能完全消納養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的糞污（I>1）。針對煙臺市存在的種養(yǎng)分離問題進行種養(yǎng)布局規(guī)劃時，應(yīng)根據(jù)各縣市區(qū)的農(nóng)田、果園面積和糞污土地承載力來限定各縣市區(qū)的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模。糞污土地承載力指數(shù)大于1的縣市區(qū)應(yīng)擴大種植規(guī)模、限制養(yǎng)殖業(yè)畜禽養(yǎng)殖數(shù)量從而降低農(nóng)田、果園土地的糞污承載量。

種養(yǎng)布局規(guī)劃時也需考慮種植業(yè)有機廢棄物的還田對養(yǎng)殖量的影響。不考慮果樹修剪枝條、秸稈還田因素時，棲霞市具備養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展?jié)摿Γǖ⒘准S污土地承載力指數(shù)分別為0.50、0.63）；而棲霞市作為我國蘋果的主產(chǎn)區(qū)［27］，（果園面積4.86萬hm2、產(chǎn)量202.88萬t［1］）果樹枝條修剪量大（30.78萬t），在還田情況下糞污磷土地承載力指數(shù)為1.51，需控制畜禽養(yǎng)殖規(guī)模。

為減少區(qū)域內(nèi)糞污的還田量，鼓勵糞污處理公司將處理產(chǎn)物商品化（糞便堆肥生產(chǎn)有機肥料［28］，糞水厭氧處理后的沼液生產(chǎn)水溶肥料［29-30］），運輸至種植量大、養(yǎng)殖量小、糞肥需求量大的地區(qū)（如濰坊壽光蔬菜大棚產(chǎn)區(qū)）進行異地銷售。

3.4 土地承載力氮、磷養(yǎng)分測算原則

根據(jù)陳廣銀等［31］的研究，各地區(qū)養(yǎng)殖類型、作物種類和產(chǎn)量存在差異導(dǎo)致各地區(qū)基于氮和磷估算出的土地承載力存在差異，在計算土地承載力時應(yīng)采用以氮或磷為基準計算值的較小數(shù)。本研究中，除龍口市、蓬萊市外其余地級市以磷為基準計算的土地承載力均小于以氮為基準的計算值。

4 結(jié)論

10年間煙臺市養(yǎng)殖規(guī)模逐漸上升、種植規(guī)模逐漸下降，導(dǎo)致畜禽糞污的產(chǎn)生量超過土地的糞污安全消納量；煙臺市存在種養(yǎng)分離和養(yǎng)殖布局不合理的問題。在禁止秸稈和果樹枝條焚燒、保護環(huán)境的背景下，果樹修剪枝條、秸稈還田供給的養(yǎng)分進一步降低了植物對糞肥養(yǎng)分的需求量，進而降低了區(qū)域內(nèi)的養(yǎng)殖潛力。