鸡肉蛋白质生命周期评价

(武汉理工大学 湖北 武汉 430070)

鸡肉作为廉价方便的蛋白质来源是居民日常餐桌上的常客，也深受健身人士以及推崇健康生活方式的年轻人喜爱。随着我国肉鸡养殖业的快速发展，肉鸡养殖规模日益扩大，其排放的污染物对环境造成的破坏也越来越不容忽视。

生命周期评价(LCA)是一种“从摇篮到坟墓”对产品的全过程、系统性、定量化的评价方法。一般分为四个部分：即目的与范围确定、清单分析、生命周期影响评价和结果解释。本文通过鸡肉蛋白质生命周期评价的研究为消费者购买选择以及相关农业部门政策制定提供依据与数据基础。

一、目的与范围确定

鸡肉蛋白质生产的系统边界包括化肥生产、饲料原料生产和肉鸡饲养阶段。不考虑饲料加工过程，肉鸡养殖场电能消耗及运输消耗。本文将功能单位设为1kg鸡肉蛋白质。

二、清单分析

(一)化肥生产阶段

(二)饲料作物种植阶段

肉鸡的饲料原料以玉米和豆粕为主[2]，其他成分本文不计算在内。2013年小麦、玉米、大豆全国平均每亩产量为374.32kg、488.01kg以及138.04kg。每亩小麦消耗化肥：氮肥9.03kg，磷肥0.50kg，钾肥0.05kg；每亩玉米消耗化肥：氮肥8.95kg，磷肥0.45kg，钾肥0.20kg；每亩大豆消耗化肥：氮肥1.33kg，磷肥0.23kg，钾肥0.26kg[3]。

(三)肉鸡饲养阶段

1.饲料消耗

以山东省某规模化肉鸡养殖基地为例，选择平均体重为43.6g的1日龄商品代肉鸡鸡苗进行全程笼养，品种为罗斯308，数量共40800只。肉鸡饲养38天后出栏，出栏平均体重为2.47kg[5]。

肉鸡生长前期(1-3周)、中期(3-5周)和后期(5周-出栏)各阶段饲料比例不同。前期饲料中，玉米占55.3%，豆粕占38%；中期饲料中，玉米占58.2%，豆粕占35%；后期饲料中，玉米占60.2%，豆粕占30%。

示例肉鸡养殖基地肉鸡饲养前期平均料肉比1.235，前期共增重927.4g；中期料肉比1.637，共增重1309g；中期后期料肉比3.042，共增重190g[5]。

由以上数据可以得出肉鸡从出生到屠宰的一个周期内共消耗玉米90.92t，大豆饼粕55.43t。根据大豆饼粕对大豆的折合系数为1.19[6]，计算得到肉鸡场一个周期内共消耗玉米90.92t，大豆65.96t。

2.产污系数排放

根据《第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册》中华东区肉鸡的产污系数数据：商品肉鸡参考体重2.4kg，粪便量为0.22kg/(head·d)，化学需氧量排放量为42.33g/(head·d)，全氮为1.02g/(head·d)，全磷为0.50g/(head·d)。

肉鸡场肉鸡的平均体重为1.26kg，按照折算公式，污染数据按手册的0.62倍计。由此可算出肉鸡场一个周期共排放粪便211.47t，化学需氧量40.69t，全氮0.98t，全磷0.48t。

3.呼吸作用排放

1只小鸡因呼吸作用排放的二氧化碳量是1.7LCO2/h[2]，则肉鸡场一个周期的CO2排放量为124.28t CO2。

4.粪便处理过程排放

鸡粪便处理过程中，CH4的排放因子为0.02kg CH4/(head·a)[2]，可得到肉鸡场排放的CH4的量为0.085t CH4。根据产污系数的计算，肉鸡场排放出的全氮为0.98t N，根据IPCC专家组的裁决，在鸡粪便处理过程中N2O的排放占总氮排放量的0.0010，NH3的排放占总氮的30.4%，NH3和NOX的排放量之和占总氮的40%[2]。由此可计算得出肉鸡场一个周期中排放出的N2O为0.00098t，NH3为0.30t NH3，NOX为0.094t NOX。

5.鸡肉蛋白质产出

肉鸡饲养38天后，以2.47kg的均重出栏，肉鸡的全净膛率为73.35%[5]，笼养肉鸡的蛋白质含量为23.225%[7]。由此可知肉鸡场一个周期共产出17.17t鸡肉蛋白质。

(四)清单分析结果

将各个阶段的污染物排放进行汇总和分析，可以得到生产每kg鸡肉蛋白质所排放的污染物，如下表1所示：

表1 鸡肉蛋白质生命周期污染物排放清单(g)

三、生命周期影响评价

(一)污染物影响的分类与特征化

(二)污染物影响的特征化结果分析

由于各环境影响类型的特征化数值结果差距较大，故采用直接贡献率来表示各阶段对各环境影响类型的贡献大小。鸡肉蛋白质不同阶段的直接贡献率见下图1：

图1 鸡肉蛋白质各阶段直接贡献率

(三)环境影响潜值的归一化

归一化就是用特征化结果除以归一化基准值的排放总量，从而得到猪肉蛋白质生产对全国不同环境影响类型的贡献大小。本文采用eBalance软件计算得到鸡肉蛋白质环境影响潜值归一化数值，酸化潜值为2.721×10-12，富营养化潜值为4.836×10-11，全球变暖潜值为9.717×10-13，可吸入无机物为4.740×10-13。

四、结果解释

根据清单分析以及特征化结果，鸡肉蛋白质的生产过程中，肉鸡饲养阶段的总体贡献最大，在富营养化潜值，全球变暖潜值方面有较突出贡献；饲料作物种植阶段次之，在酸化潜值，可吸入无机物部分有较多贡献；化肥生产阶段总体贡献最小，各环境影响类型的贡献都较少。

根据归一化数值结果，其环境影响对于全国范围内富营养化贡献最大，酸化其次，可吸入无机物最小。富营养化潜值中的主要贡献来源是COD、N和P，分别贡献了28.68%、13.19%和47.06%，因此在肉鸡饲养阶段一定要注意养殖污水处理，杜绝污水直排。

【参考文献】

[1]胡志远,谭丕强,楼狄明等.不同原料制备生物柴油生命周期能耗和排放评价[J].农业工程学报,2006,22(11):141-146.

[2]高雪.黑龙江省集约化蛋鸡场的生命周期评价[D].东北农业大学,2012.

[3]中国农业年鉴编辑委员会.中国农业年鉴[R].北京：中国农业出版社,2014.

[4]魏云.基于生命周期评价的禽畜产品环境影响评价及对策探讨[D].兰州大学,2016.

[5]马威.山东地区笼养肉鸡养殖技术与效益分析[D].南京农业大学,2014.

[6]马宗虎,王美芝,丁露雨等.规模化肉牛场温室气体排放的生命周期评估[J].农业环境科学学报,2010,29(11):2244-2252.

[7]邢素霞,郭培源,向灵孜等.基于近红外光谱的散养土鸡与笼养肉鸡的营养成分预测[J].食品安全质量检测学报,2015,(8):2994-3001.