畜禽粪尿产生量及其环境效应分析

雷亚非

（新乡市畜牧技术推广站，河南 新乡 453003）

试验研究

畜禽粪尿产生量及其环境效应分析

雷亚非

（新乡市畜牧技术推广站，河南 新乡 453003）

为探讨新乡市畜禽粪尿污染现状，在确定畜禽粪尿排放量估算方法和排泄系数的基础上，根据新乡市2015年畜禽存出栏量，估算了新乡市各县（市、区）畜禽粪尿产生量，并就由此对环境产生的影响进行了评价。结果表明，2015年新乡市畜禽粪产生量为367.13万t，尿产生量237.80万t，粪尿总产生量为604.93万t，牛、猪粪尿产生量占比合计75%，是畜禽粪尿污染的主要来源。

以新乡市统计局发布的《新乡市统计年鉴（2015年）》中的畜禽养殖量数据为基础，对新乡市及其各县（市、区）主要畜禽粪尿产生量进行估算，通过计算单位耕地面积粪尿和氮、磷养分负荷量，对畜禽粪尿产生的环境效应进行分析。

1 材料与方法

1.1 数据来源及计算

畜禽养殖量数据来自《新乡市统计年鉴（2015年）》，其中畜禽养殖量统计数据分为存栏和出栏，由于其各畜禽生产期和排污量不同，应根据畜禽品种及其生长期区别计算。

猪：统计数据中，猪分为生猪和能繁母猪，存栏生猪会作为下一年度的出栏生猪，生猪应按照出栏量计算，单头生猪饲养周期为199 d；能繁母猪饲养周期较长，按照其存栏量确定。

牛羊：由于牛、羊饲养周期均在1年以上，牛、羊饲养量按照当年存栏量确定。

家禽：家禽分为蛋、肉禽，蛋禽饲养周期一般在1年以上，蛋禽按照当年存栏量确定；肉鸡生长周期一般在55 d，肉鸭生长周期一般在50 d，肉禽按照当年出栏量确定。

蛋鸡存栏：由于统计年鉴中没有蛋鸡存栏，按照每只年产蛋16.5 kg，由蛋产量推算确定。[1]

兔：兔分为毛用和肉用，毛用兔饲养周期一般为1年以上，按照年末存栏数计算；肉用兔的饲养周期为90 d，按照当年出栏数计算。

由以上方法经计算可得2015年新乡市各县市区畜禽存出栏量数据（表1）。

表1 2015年新乡市各县市区畜禽存出栏量 （单位：头、只）

耕地面积：来源于新乡市第2次土地调查主要数据成果公报。

1.2 参数确定

畜禽粪污排放量因品种、饲养阶段不同而存在较大的差异，其排泄物中各类污染物在粪和尿中含量又不同，因此该试验所用畜禽日排泄系数和其中各类污染物平均含量由国家环保部公布的数据及查阅到的文献资料中数据综合而得。

1.3 污染物测算

1.3.1 畜禽年粪尿产生量计算公式

畜禽年粪尿产量=各类畜禽饲养量×饲养周期×排泄系数。由此公式经计算可得2015年新乡市各县市区畜禽粪尿排泄量（表2）。[3]

表2 2015年新乡市各县市区畜禽粪尿排泄量 （单位：t）

1.3.2 猪粪当量的换算

不同畜禽粪尿中各类养分含量不同，土壤对其消纳能力也不同，为准确衡量畜禽粪尿对耕地的影响，根据各类畜禽粪尿中氮含量，将其统一换算成猪粪当量。综合国内外有关文献资料，畜禽粪尿猪粪当量换算系数见表3。

表3 畜禽粪尿猪粪当量换算系数

1.3.3 耕地畜禽粪尿负载预警值计算[4]

耕地畜禽粪污负载量只能间接反映一个地区畜禽养殖密度和养殖业布局，不能全面反映该地区畜禽养殖是否过载及对环境构成威胁，为客观反映这一问题，对新乡市及各县（市、区）畜禽粪尿负载量进行预警分析。根据上海市农业科学院环境科学研究所提出的畜禽粪尿负载警报值分级标准（表4），采用耕地畜禽粪尿负载预警值计算公式：r=q/p。r为预警值；q为区域内畜禽粪尿产生总量；p为耕地畜禽粪尿负载量标准。

表4 畜禽粪尿负载量预警值分级

2 分析与讨论

2.1 畜禽粪尿年产生量分析

由表3可以看出，2015年新乡市畜禽粪产生量为367.13万t，尿产生量237.80万t，粪尿总产生量为604.92万t，其中牛粪尿排放量最高241.13万t，占比40%；其他畜禽粪尿排放量占比依次为：猪35%，羊13%，鸡10%，鸭0.1%。由此可见，新乡市畜禽粪尿主要来源于牛和生猪养殖业。但新乡市各县（市、区）畜禽粪尿污染源又有较大差异，如凤泉区、获嘉县、封丘县、原阳县主要污染源是养牛业，其粪尿产生量占比分别为61%、60%、58%、42%。而延津县、辉县市主要污染源是生猪养殖业，其粪尿产生量占比为58%和45%。[2]

2.2 新乡市各县市区畜禽粪尿对耕地负载分析

从国内外畜牧业发展模式来看，畜禽粪尿主要利用方式还是以有机肥还田为主，耕地对畜禽粪尿的消纳能力受土壤性质、种植作物类型、地域特点、地形地势、光照、雨水等多种条件影响。因此用耕地畜禽粪尿负荷量可以反映一个地区耕地消纳畜禽粪尿的能力，而单位耕地面积上氮、磷负荷量反映了畜禽粪尿对耕地的污染程度。目前，我国还没有统一的耕地畜禽粪尿负载量标准。近年来，国内不少学者对耕地畜禽粪尿负载量进行了研究，提出了不同的负载量标准，一般认为土地畜禽粪尿负荷量为30～45 t/hm2。如果单位耕地面积上，畜禽粪尿负荷量高出这个水平就会造成土壤富营养化，对环境产生影响。2002年，国家环保局自然生态保护司制定的《全国规模化畜禽养殖业污染情况调查及防治对策》中将耕地畜禽粪尿负载量定为30 t/hm2。综合有关文献资料，为确保数据的科学性、权威性，笔者以国家环保局自然生态保护司确定数作为耕地负载量标准。从计算结果来看（表5），新乡11个县（市、区）单位面积负载量最大的为辉县市30.71 t/hm2，已超过负载限值。最小的为新乡县1.34 t/hm2，全市平均16.01 t/hm2。10 t/hm2以下的县（市、区）3个，10～20 t/hm24个，20～30 t/hm23个。

2.3 耕地畜禽粪尿负载预警值分析

预警分析结果表明（表5），新乡市及辖区卫滨区预警级别为Ⅱ，对环境稍有影响。延津县、原阳县等6个县（区）预警级别为Ⅰ，对环境无影响。卫辉市、封丘县、牧野区3个县（市、区）预警级别为Ⅲ，对环境有影响。辉县市预警级别为Ⅳ，对环境影响较严重。

表5 畜禽粪尿负载量及预警分级

2.4 畜禽粪尿中总氮负载分析

畜禽粪尿纯氮、磷在单位耕地上的负载水平反映了畜禽粪尿对耕地的污染风险。畜禽粪尿年施氮量受耕地土壤特性、气候等多种自然条件影响，综合这些自然因素，欧盟将粪尿年施氮量的限定标准定为170 kg/hm2，我国虽然没有限定标准，但研究认为，在配施磷和钾的条件下，考虑增产潜力等因素，大面积上的施氮量可控制在150～180 kg/hm2，若超过限值会带来硝酸盐的淋洗而污染环境。由表5可以看出，新乡市平均畜禽粪尿氮养分负载量91.88 kg/hm2，未高出限值。但有2个县（市、区）高出限值：辉县市183.45 kg/hm2，牧野区181.29 kg/hm2，已经威胁到了耕地土壤环境。[5]

2.5 畜禽粪尿中总磷负载分析

磷在土壤中移动性较差，易累积在土壤中，过量的磷会因土壤淋洗而进入地表径流，造成水体富营养化，污染环境。据国外试验研究表明，土壤的畜禽粪尿年施磷量限值为35 kg/hm2。由表5可以看出，新乡市平均畜禽粪尿磷养分负载量34.2 kg/hm2，已经接近限值，将要威胁耕地土壤环境。11个县（市、区）中辉县市、牧野区、卫辉市、封丘县等4个县（市、区）磷负载量超过了限值，分别为63.92 kg/hm2、56.98 kg/hm2、51.95 kg/hm2、51.49 kg/hm2，畜禽粪尿磷对环境的污染程度较大。

3 结论

通过对新乡市畜禽粪尿产生量和环境效应分析，可以看出新乡市畜禽粪尿污染主要来自于牛和生猪养殖业，排放量合计占比75%。在今后的畜禽粪污综合治理中，应调整畜禽养殖业结构，重点做好牛场、猪场的污染防治。从畜禽粪尿负载量和预警值来看，新乡市畜禽粪尿平均负载量低于限值，尚有一定的畜禽承载量，但各县（市、区）负载量差异显著。从数据分析上看，红旗区、卫滨区、凤泉区、新乡县、获嘉县等城市近郊区负载富余量较大，原阳县、延津县、封丘县等黄河滩区次之，辉县市、卫辉市等山地丘陵地区已超限值或近乎满载。随着近年来城市近郊禁养区的划设和黄河流域水污染防治力度加大，城市近郊和黄河滩区已被列为禁（限）养区，新乡市已无畜禽发展空间。今后在畜牧业发展上，应摒弃数量扩张模式，控制畜禽养殖总量，提高畜禽养殖生产水平和质量，走质量效益路线。鉴于农业生产中畜禽粪尿利用率较低，从畜禽粪尿氮、磷负载量来看，新乡市畜禽养殖业已经对环境造成了一定污染，今后应加大畜禽粪尿进行无害化处理和生态化利用。

[1]曹光乔，潘丹.我国蛋鸡养殖成本收益及其影响因素分析[J].中国家禽，2011，33（17）：26-28.

[2]国家环境保护总局自然生态保护司.全国规模化畜禽养殖业污染情况调查及防治对策[M].北京：中国环境科学出版社.2002：77-78.

[3]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.

[4]宋福忠.畜禽养殖环境系统承载力及预警研究[D].重庆大学，2011.

[5]朱兆良.农田中氮肥的损失与对策[J].生态环境学报，2000，9（1）：1-6.

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1004-5090（2017）10-0003-03

2017-08-01）