长沙市农业废弃物年度存量研究

刘朝晖，刘 琼

（1.湖南省农业科学院农业生物资源利用研究所，湖南 长沙 410125；2.长沙市农业机械化技术推广站，湖南 长沙 410004）

农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括作物生产过程中的植物残余类废弃物，渔牧业生产过程中产生的动物废弃物，农业加工过程中产生的加工类废弃物和农村生活垃圾等[1]。按其成分分类，主要包括植物纤维性废弃物（农作物秸秆、谷壳、果壳及甘蔗渣等农产品加工废弃物）和畜禽粪便两大类。狭义的农业废弃物特指秸秆和畜禽粪便。我国是一个农业大国，农业废弃物产生量极其巨大，其主要来自于种植业和养殖业。据估算，每年我国农作物秸秆总产量约为6.5亿t，其中稻草2.3亿t，玉米秸秆2.2亿t[2]。畜禽粪便每年产生量约为17.3亿t[3]。长期以来，由于没有得到应有的重视，大量的农业废弃物严重侵蚀和污染了生态环境，加剧了我国人类与资源环境危机。“十二五”期间，中央政府明确提出发展节能减排及可持续发展型生态农业，加大农业废弃物资源化利用效率和范畴。为此，对长沙市范围内主要农业废弃物资源存量进行了调查估算，旨在为长沙市农业废弃物高效资源化利用等方面的宏观决策提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究地区概况

长沙市位于湖南省东部，湘江下游长浏盆地西缘。地理坐标为东经 111°53'~114°5'，北纬 27°51'~28°40'，总面积约 11 820 km2，常年居住人口约 704万，属亚热带季风性气候。受气候、地形与河流等因素影响，长沙土壤形成红土和河流冲积土两大类，土质肥沃，适干耕种。粮食生产是长沙农业的优势，年产量超过 300万t；长沙畜牧业兴旺，宁乡县“流沙河猪”、长沙“大围子猪”、浏阳黑山羊均为全国闻名的牲畜品种，宁乡县生猪出栏量居全国第一。

1.2 方 法

1.2.1 数据来源 农作物秸秆产量和畜禽饲养量数据源于《长沙市统计年鉴（1998/2002/2006/2010）》已公布的统计资料，依据各类畜禽的生长周期分别确定其各年度饲养量及饲养时间。

猪：出栏肉猪平均饲养期一般为199 d[4]，出栏肉猪饲养量即当年的出栏数量，能繁殖母猪被归为年末存栏量，按365 d生育期计算粪便排放量；牛、羊：生长期一般为365 d[5]，采用年末存栏量作为当年的饲养数量；家禽：平均饲养期为55 d[4]，家禽饲养量即当年的出栏数量。

1.2.2 畜禽粪便排泄系数 畜禽粪便排泄系数与畜禽的品种、体重、生理状态、饲料组成和饲喂方法等有关。该研究参考武深树等[6]结合洞庭湖区畜禽养殖的实际情况推荐的排泄系数（表1），对畜禽粪便排放量进行估算。

表1 畜禽粪便日排泄系数

1.2.3 畜禽粪便排放量估算 畜禽粪便年度产生量计算公式[5]为：

Q=N×T×P×10-6

式中，Q为年粪便产生量，t；N为饲养量，头（只）；T为生长期，d；P为日排泄系数，g/头（只、羽）。

2 结果与分析

2.1 农作物秸秆产生量及趋势变化

长沙市近几年主要的农作物构成有谷类（包括稻谷、小麦、玉米、杂粮）、豆类（包括大豆和杂豆）、薯类（包括红薯和马铃薯）、油料作物（包括花生、油菜籽、芝麻）、经济作物（包括棉花、麻类、甘蔗、烟草、药材、蔬菜、瓜果）。如表 2所示，1998、2002、2006年和2010年长沙市主要农作物秸秆的产生量为235.33万～299.84万t，其中，2006年和2010年秸秆产生量最大，分别为297.34万t和299.84万t，而2002年秸秆产生量最小（235.33万t），1998年秸秆产生量居中（265.97万t），年度间秸秆产生量无明显变化规律。

在农作物秸秆产生量中，以稻谷秸秆产生量最大，占农作物秸秆总量的71.98%～82.67%，其次是蔬菜作物秸秆，占农作物秸秆总量的8.37%～14.69%，其他作物秸秆年度产生量均低于9.42万t（即不到秸秆总量的3.2%）。此外，研究还发现，随着时间推进，小麦、杂粮两种作物秸秆产生量呈下降趋势，而蔬菜、芝麻两种作物秸秆产生量呈上升趋势，其他作物秸秆产生量未发现规律性变化。这主要是由于长沙市农业产业供需关系的变化及政府部门农业产业结构的调整等导致蔬菜等作物种植量逐年增加的结果。这也导致2006、2010年两年秸秆总量相比2002年直接增加60万t以上。

表2 1998～2010年长沙市主要农作物秸秆产生量 （万t）

2.2 主要畜禽养殖量及趋势变化

如表 3 所示，1998、2002、2006、2010 年长沙市主要畜禽养殖种类有生猪、母猪、牛、羊、家禽等。其中，生猪年度养殖量为1 034.95万～1 283.47万头，且随着年度推进，养殖总量呈增加趋势，能繁殖母猪年度养殖量为38.55万～51.81万头；牛（包括肉牛、奶牛、耕牛等）年度养殖量为24.99万～51.70万头；羊年度养殖量为100.73万～157.46万只；家禽年度养殖量为1 783.18万～5 807.27万只，且随便年度变化，养殖总量呈增加趋势。这四年之间，长沙市主要畜禽粪尿产生量为1 377.08万～1 713.07万t，年平均产生量为1 485.78万t（表4）。其中，粪尿产生量最大的是肉猪及繁殖母猪，年产量为896.94万～1 100.34万 t，占畜禽粪尿总产量的 64.23%～75.04%；牛粪尿年度产生量次之，为155.27万～397.59万 t，占畜禽粪尿总产量的10.64%～27.45%；家禽粪尿年度产生量居第三位，为46.88万～152.67万t，占畜禽粪尿总产量的3.40%～10.46%；羊粪尿年度产生量最低，为55.27万～63.55万t，占畜禽粪尿总产量的3.71%～4.45%。

畜禽粪尿排放量与动物种类、性别、生长期、饲料、天气条件等因素有关[7]。受多种因素共同交互影响，估算畜禽粪便产生量与实际情况会存在一定误差，年度间畜禽粪便产生量变化相对较大。但总体表明，年均粪尿产生量最大的是生猪，占年均畜禽粪尿总量的67.46%；其次是牛，年均粪尿量占总粪尿量的21.33%；而羊和家禽粪尿量均相对较低，依次仅占总量的3.99%、7.22%。因此，长沙市今后一段时间内，在粪尿污染治理中仍然以猪、牛粪尿为治理重点，相关研究[4-6，8]表明，畜禽粪尿中含有丰富的养分及有机质，经适当处理后可作优质有机肥，政府部门应加强政策引导将粪尿肥料化还田，促进养殖业与种植业协同发展。

表3 1998～2010年长沙市主要畜禽养殖量

表4 1998～2010年长沙市畜禽粪尿产生量概算 （万t）

3 讨论与结论

“十二五”期间，中央政府明确提出发展节能减排及可持续发展型生态农业，加大农业废弃物资源化利用效率和范畴。而长沙地区气候环境适宜，土质肥沃，种养产业发达，农业粪便产生量大。调查统计年度间比较发现，长沙市主要农作物秸秆的产生量为235.33万～299.84万t，其中稻谷秸秆产生量最大，占农作物秸秆总量的71.98%～82.67%；主要畜禽粪便产生量为1 377.08万～1 713.07万t，肉猪及繁殖母猪粪尿产生量最大，占畜禽粪尿总产量的64.23%～75.04%，其次是牛，年均粪尿量占总粪尿量的21.33%。长沙市主要农业废弃物中秸秆仅占12.1%～17.9%，而畜禽粪便占82.1%～87.9%。因此，畜禽粪尿污染治理及资源化利用仍然是研究重点。

畜禽粪尿含有丰富的氮、磷、钾成分[5]。目前，畜禽粪便主要利用方式仍然是发酵腐熟后肥料化还田[3-4]，许多发达国家大型养殖场也将周边农田作为畜禽粪便主要利用和消纳场所，以消化吸收其中的养分，这一途径不仅能减少畜禽粪便肆意排放带来的环境污染，而且可减少工业化肥大量应用对耕地质量的负面影响，节约工业能耗。因此，长沙市今后一段时间内，在粪尿污染治理中应仍以猪、牛粪尿为治理重点，同时，政府部门应加强政策引导，组织相关科研部门研究开发及产业化示范推广，将作物秸秆及畜禽粪尿经适当处理（联合堆肥腐熟、脱盐、脱毒、脱重金属等无害化处理）后作优质有机肥还田，促进养殖业与种植业协同发展。

[1]孙永明，李国学，张夫道，等.中国农业废弃物资源化现状与发展战略[J].农业工程学报，2005，21（8）：169-173.

[2]孙振钧，袁振宏，张夫道，等.农业废弃物资源化与农村生物质资源战略研究报告[R].国家中长期科学和技术发展战略研究，2004.

[3]李国学，张福锁.固体废物堆肥化与有机复混肥生产[M].北京：化学工业出版社，2000.

[4]严爱兰，李 锋.杭州市生物质能源畜禽粪便产生量估算及利用建议[J].科技创新导报，2011，（5）：214.

[5]王方浩，马文奇，窦争霞，等.中国畜禽粪便产生量估算及环境效应[J].中国环境科学，2006，26（5）：614-617.

[6]武深树，谭美英，黄 璜，等.湖南洞庭湖区农地畜禽粪便承载量估算及其风险评价 [J].中国生态农业学报，2009，17（6）：1245-1251.

[7]丁疆华.广州市畜禽粪便污染与防治对策[J].环境科学研究，2000，13（3）：7-19.

[8]彭 里，王定勇.重庆市畜禽粪便年排放量的估算研究[J].农业工程学报，2004，（1）：288-292.