动物饲料国际贸易、养殖密度与环境氮磷平衡的关系

王学鹏

（1.中原工学院外国语学院，河南郑州 450007；2.德岛文理大学，日本香川 769-2193）

粮食和饲料的国际贸易对全球粮食安全和资源可持续性有很大的影响。农产品贸易在过去60年里增长了10倍以上，在不久的将来可能还会继续增长。不断增长的人口和人类饮食中动物蛋白比例的提高是食品和饲料国际贸易增长的主要驱动力，同时也降低了贸易运输、交易成本及贸易自由化协定。农业贸易对粮食供应越来越重要，并对全球经济增长和减贫做出了贡献。但农产品贸易的迅速发展导致森林砍伐、矿物开采及向环境排放更多的温室气体和活性氮。食品和饲料贸易促进了农业生产系统的专业化和集约化，特别是动物生产。作物和动物生产的空间分离也促进了动物生产廉价的可用性合成肥料，使动物粪便几乎对土壤和作物的施肥冗余。作物和动物生产的空间分离和农产品贸易的增加对养分循环、养分利用效率和养分流失有很大影响。在过去的50年里，世界各大区域（如北美、欧洲、中国等）之间的作物产品中所含氮肥的全球贸易量从1.6 t/年增加到 12.1 t/年（Lassaletta等，2016）。动物饲料在农产品总氮贸易量中占比例最大，大豆和玉米在动物饲料贸易中所占比例较大。饲料中近25%的作物蛋白是通过长途运输，饲料的进口使一些国家（如日本、荷兰）能以较高的养殖密度来支持动物生产。虽然食品和饲料的全球贸易在过去几十年里大大增加，但参与食品和饲料贸易的国家数量还相当有限。各国进出口粮食和饲料有许多原因，如一个国家的农业用地无法为国内动物养殖提供足够的饲料原料时，或者当进口饲料比国内生产的饲料更便宜或质量更高时，就会发生动物饲料或原料进口。与从出口国进口动物产品相比，饲料进口国的动物生产必须具有经济优势。本综述首先分析了近几十年世界上参与主要农作物和动物商品贸易国家的数量变化。其次，介绍了部分国家的养殖密度变化与主要饲料原料进出口变化之间的关系。最后，综述养殖密度变化与氮磷平衡之间的关系。

1 饲料贸易和养殖密度的变化

1.1 粮食和饲料贸易的变化 在过去40年，主要食品和饲料商品的贸易增长了5～20倍。在谷物贸易中，大米贸易最少，而玉米贸易增长最大。油料作物和动物产品贸易的变化比谷物贸易变化大得多。大豆增幅最大，2007～2011年大豆贸易几乎与小麦贸易持平。禽肉是增加最多的动物产品，禽肉贸易已超过牛肉贸易。食品和饲料的进出口贸易占比见表1（FAO，2016）。

由表1可知，参与食品和饲料进口贸易的国家大于出口，这表明一些国家粮食和饲料生产更加专业化，其他国家更加依赖粮食和饲料进口。油棕、大豆和玉米生产国之间的分工特别明显。2007～2011年，世界上大约72%的大豆和57%的玉米被用来饲喂动物。由于越来越多地使用玉米作为生物燃料，特别是在美国和巴西，用于动物饲养的玉米比例已从1961～1965年的71%下降到2007～2011年的57%。此外，饲料需求的增加极大促进了大豆和玉米贸易增长。大豆贸易总量从20世纪60年代初的800万t增加到2007～2011年的1.56亿t。在此期间，玉米贸易从2000万t增加到1.1亿t。大豆和玉米的出口仍集中在少数国家，只有2～5个国家占大豆出口总量的90%，8～10个国家占玉米出口总量的90%。相比之下，大豆和玉米进口国的数量大幅增加。1961～1965年共有14个国家占大豆进口总量的90%，2007～2011年共有36个国家占大豆进口总量的90%。1961～1965年17个国家占玉米进口总量的90%，2007～2011年41个国家占玉米进口总量的90%。2007～2011年，美国、阿根廷、巴西共占大豆出口总量的81%，占玉米出口总量的69%。有趣的是，印度在20世纪60年代是大豆和玉米的净进口国，但在2007～2011年成为第5大大豆出口国和第6大玉米出口国。2007～2011年中国、荷兰、日本、德国、西班牙和印度尼西亚是最大的大豆和玉米进口国。2007～2011年中国占大豆进口总量的31%。2000年中国超过日本成为亚洲大豆和玉米的主要进口国。

1.2 饲料进出口与养殖密度的变化 Liu等（2017）详细介绍了动物养殖密度与饲料进出口的变化。世界动物养殖密度中值从1961～1965年 的 0.72 LU/ha（ha表 示 公 顷）增 加 到2007～2011年的0.95 LU。与大多数其他国家相比，大豆和玉米进口国养殖密度的增长速度更快。如荷兰的养殖密度从1961～1965年的平均2.0 LU/ha增加到2007～2011年的平均4.9 LU/ha。同期，日本养殖密度从0.8提高到2.2LU/ha，中国从0.5提高到1.5LU/ha。2011年各国进口大豆121～1814 kg/LU，进口玉米15～600 kg/LU，数据表明，大豆和玉米进口占这些国家饲料总需求的3%～60%以上。在主要大豆和玉米出口国，如阿根廷、巴西和美国，养殖密度变化相对较小，与大豆和玉米出口不相关，这些国家的人均农业利用面积相对较大。

表1 食品和饲料的进出口贸易占比

1.3 饲料进出口与营养平衡的变化 根据FAO（2016）报道，1961～2011年，动物养殖密度变化与大豆和玉米进口国粮食系统氮磷平衡呈正相关。在这些进口国家，当牲畜密度增加1 LU/ha时，氮平衡增加了75～306 kg/ha，磷平衡增加了2～49 kg/ha。随着时间的推移，大豆和玉米出口国的氮和磷值变化较小，而且绝对平衡比主要进口国低得多。一些出口国家（如阿根廷）和一些进口国家（如印度尼西亚）倾向于负的磷平衡。氮和磷的平衡与进口国玉米和大豆进口量呈正相关。因此，在大豆和玉米贸易对氮磷平衡的影响中，进口国家远远大于出口国家。

2 玉米和豆粕贸易

在过去的50年里，大豆和玉米的国际贸易呈指数级增长。70%～80%的大豆和玉米来自美国、巴西、阿根廷和印度。主要出口国家的数量在1961～2011年并没有改变多少。

Kastner等（2012）报道，在许多发达国家和发展中国家，动物蛋白在人类饮食中的比例显著增加，因此，世界动物养殖密度中值从1960年的0.72 LU/ha增加到2010年的0.95 LU/ha。在西班牙，50年里人类饮食中动物蛋白的比例从33%增加到64%，动物养殖密度从0.2 LU/ha增加到0.6 LU/ha，大豆进口从0增加到300 kg/ha（Lassaletta等，2014）。但动物生产的增加并不总与国内对动物性食品消费的增加有关，还与专业化和出口导向的增加有关。如荷兰一半以上的动物产品是出口的。此外，大量农作物和动物产品被进口、加工，然后再出口。

大豆和玉米进口增加的另一个原因是单胃动物相对于反刍动物的数量增加。越来越多的猪和家禽被饲养在无农作物养殖的畜牧场中，那里基本所有的饲料原料都是从其他地方进口。2007年配合饲料中豆粕的平均份额为24%，猪饲料为29%、肉鸡饲料为37%，均高于牛的10%～14%（Bues等，2013）。中国和日本的现代养猪场和家禽场也越来越依赖从美洲进口大豆和玉米。此外，国家层面的政治协议也促进了粮食和饲料贸易的增长。同时，育种和改良的农艺措施对玉米产量的增加有很大贡献，如美国在玉米和小麦方面完全可以自给自足（USDA，2015）。玉米产量的强劲增长也解释了为什么一些国家成为玉米出口国，而猪和家禽产量同时也在增长（如法国）。育种和改良措施提高了主要大豆出口国（如美国、阿根廷和巴西）的大豆产量，尽管大豆种植面积增加也促进了总产量的增加。在这些国家中，大豆和玉米产量的增长速度通常大于动物养殖量的增长速度（Bertheau和 Davison，2011）。但也有一些特殊例子，如印度。尽管印度人口众多，牛群众多，但它已成为大豆和玉米的出口国。畜牧业是印度农业系统的一个组成部分，牛和小型反刍动物是最主要的动物种类，这些动物主要通过放牧、作物残渣和副产物来获得食物（Kumar和Singh，2008）。

3 畜牧业生产的集约化与营养平衡

氮、磷平衡是食物系统对环境污染的指标。Van Dijk等（2016）报道，国家层面的非粮食产量中的氮可能＜10%，非粮食产量中的磷可能＜20%。因此，由于忽视了非粮食产出，氮磷平衡通常会被高估。Velthof等（2014）从国家水平和地区水平来看，动物养殖密度与氮、磷平衡呈正相关关系，这表明在食品系统中，肥料和加工业及零售部门的残留物中的氮、磷没有得到有效的循环利用。国与国之间磷平衡的变化比氮平衡的变化更大，这主要是由于磷肥使用的差异。如日本的磷肥投入从1961年的26 kg/hm2增加到2011年的63 kg/hm2，而荷兰则从1961年的23 kg/hm2减少到2011年的8kg/hm2。后者与提高对动物粪便和土壤磷的施肥价值的认识有关，与环境法规有关。环境法规提高了动物肥料的氮和磷的价值，减少了农业对肥料氮和磷的投入。

食品和饲料国际贸易促进了进口地区和出口地区农业系统的进一步专业化和集约化，从而使畜牧业生产和农作物生产在空间上分离。从传统家族式混合系统到大型工业化专业生产系统的转变，尤其是在中国养猪业和家禽业上。专业化的生产系统能对不断增长的动物性食品需求做出更快反应，但由于物流方面的原因，猪和家禽生产也越来越集中在人口密集地区和城市周围，特别是在东南亚快速发展的国家（Gerber等，2005）。这种集约化造成许多国家动物养殖密度不均，这些专业的畜牧场不得不从其他地方进口大部分或全部饲料原料，同时使氮和磷过剩（Bai等，2014）。

尽管畜牧生产对市场需求的反应在很大程度上不受监管，政府确实通过实施环保禁令来控制动物饲养密度，特别是在欧盟。在中国动物养殖密度很高的地区，政府法规也限制了动物饲养区域。政府监管畜牧业生产强度的动机最初主要基于对环境污染的担忧，但也越来越多地基于人类健康、环境污染和资源使用。寻求建立动物源食品的可持续生产系统，必须符合基本原则，即环境友好型和资源节约型。

4 结论

食品和饲料产品的国际贸易在过去50年中强劲增长，大多数贸易在几个稳定的出口国和越来越多的进口国之间进行。大豆和玉米的专业化程度越来越高，主要是因为它们在动物养殖方面的作用越来越大。大豆和玉米进口的增加反映在进口国氮磷过剩的增加上，同时各国动物养殖密度在空间上极不平衡。