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      山東畜禽糞便產(chǎn)生量及其環(huán)境效應(yīng)分析

      2013-06-11 01:11:02侯世忠山東省畜牧總站濟(jì)南250022
      山東畜牧獸醫(yī) 2013年2期
      關(guān)鍵詞:限量耕地養(yǎng)分

      侯世忠(山東省畜牧總站 濟(jì)南 250022)

      本研究通過對(duì)山東全省及各市目前主要的畜禽類別的糞便產(chǎn)生總量進(jìn)行估算,并通過計(jì)算耕地畜禽糞便和養(yǎng)分負(fù)荷量,對(duì)畜禽糞便產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行分析。

      1 材料與方法

      1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

      畜禽養(yǎng)殖數(shù)量來源于山東省畜牧獸醫(yī)局行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料《山東畜牧業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》,數(shù)據(jù)截至?xí)r間是2010年底。根據(jù)各類畜禽的生長(zhǎng)周期分別確定2010年度畜禽飼養(yǎng)量。在當(dāng)年畜禽的飼養(yǎng)數(shù)量確認(rèn)中,平均飼養(yǎng)期低于一年的,按當(dāng)年出欄量作為當(dāng)年的飼養(yǎng)量;平均飼養(yǎng)期一年以上的,按年末存欄量作為當(dāng)年飼養(yǎng)量。

      1.1.1 豬 平均飼養(yǎng)期一般為199d[1],因此豬的飼養(yǎng)數(shù)量就是當(dāng)年的出欄數(shù),全省總計(jì)7560.69萬頭。

      1.1.2 牛 主要有用作役畜的水牛和黃牛,以及肉牛和奶牛。肉牛統(tǒng)計(jì)在了黃牛中。水牛、黃牛和奶牛一般當(dāng)年不出欄,各自的年末存欄數(shù)即可視為當(dāng)年飼養(yǎng)數(shù)量。黃牛為726.22萬頭,水牛為1064頭,奶牛為129.05萬頭。

      1.1.3 羊、馬、驢和騾 生長(zhǎng)期一般長(zhǎng)于一年,因此采用年末存欄量作為當(dāng)年的飼養(yǎng)數(shù)量。羊全省總計(jì)3084.56萬頭,馬為4.46萬頭,驢為17.12萬頭,騾為3.14萬頭。

      1.1.3 家禽 蛋雞一般當(dāng)年不出欄,因此采用年末存欄量作為當(dāng)年的飼養(yǎng)量;肉雞的生長(zhǎng)期一般為55d[1],因此肉雞的飼養(yǎng)數(shù)量就是當(dāng)年的出欄數(shù)。肉雞全省總計(jì)232082.45萬只,蛋雞為35947.93萬只。鴨和鵝的生長(zhǎng)期一般為210d[2],因此鴨和鵝的飼養(yǎng)數(shù)量就按當(dāng)年的出欄數(shù)量,鴨為107836.20萬只,鵝為1046.90萬只。

      1.1.4 兔 兔的生長(zhǎng)期一般為90d[3],以當(dāng)年出欄數(shù)計(jì)為飼養(yǎng)數(shù)量,全省總計(jì)10851.72萬只。

      1.2 計(jì)算參數(shù)

      1.2.1 畜禽糞便排泄系數(shù) 畜禽糞便的日排泄量與品種、體重、生理狀態(tài)、飼料組成和飼喂方式等相關(guān)[4,5]。我國(guó)目前尚沒有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),本文按王方浩等[6]總結(jié)的畜禽排泄系數(shù)及其中的養(yǎng)分含量計(jì)算(表1)。

      1.2.2 畜禽糞便養(yǎng)分含量系數(shù) 本研究在估算畜禽產(chǎn)生的糞便總量時(shí)采用的是畜禽直接排泄的新鮮糞便,因此在選用畜禽糞便養(yǎng)分含量系數(shù)時(shí)也僅選擇新鮮糞便樣品的養(yǎng)分含量(表1)。

      1.3 估算方法

      1.3.1 畜禽糞便產(chǎn)生總量的估算 畜禽的年度糞便產(chǎn)生量計(jì)算公式為:Q=N·T·P日=N·P期。式中:Q為年度糞便產(chǎn)生量;N為飼養(yǎng)量;T為飼養(yǎng)期(飼養(yǎng)期超過1年的按365d計(jì)算);P日為日排泄系數(shù);P期為飼養(yǎng)期排泄系數(shù)(P期=T·P日)。

      1.3.2 畜禽糞便中純養(yǎng)分量的估算 畜禽糞便中純養(yǎng)分量的計(jì)算公式為:A=q·C。式中:A為畜禽糞便中養(yǎng)分量;q為畜禽糞便產(chǎn)生量;C為單位質(zhì)量畜禽糞便養(yǎng)分含量。

      表1 畜禽糞便排泄系數(shù)及其中的養(yǎng)分含量

      2 結(jié)果與討論

      2.1 2010年全省畜禽糞便產(chǎn)生量(表2) 2010年山東省畜禽糞便產(chǎn)生量約為2.85億t,遠(yuǎn)超過當(dāng)年工業(yè)固體廢棄物l.60億t的總量[7]。畜禽糞便中的總氮量為144.51萬t,總磷量為41.25萬t。受多種因素影響,估算畜禽糞便產(chǎn)生量與實(shí)際情況會(huì)存在一定的誤差。首先,畜禽飼養(yǎng)數(shù)量、飼養(yǎng)期、日排泄量及糞便中的各種營(yíng)養(yǎng)元素成分含量是一組動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),特別是日排泄量和糞便中養(yǎng)分含量主要取決于畜禽個(gè)體大小和飼料成分,同時(shí)也與環(huán)境如季節(jié)、氣候、管理水平等因素有關(guān)[8];其次,黃牛統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中包括肉牛,而黃牛和肉牛的排泄系數(shù)是不同的。

      2.2 畜禽糞便的環(huán)境效應(yīng)

      2.2.1 畜禽糞便耕地負(fù)荷(表2) 目前,還田是我國(guó)畜禽糞便處理的主要出路,許多畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家也將農(nóng)田作為畜禽糞便的負(fù)載場(chǎng)所。農(nóng)田消納畜禽糞便的能力,受土壤的質(zhì)地、肥力和作物收獲時(shí)籽粒和秸稈吸收量等多方面影響。因此采用耕地畜禽糞便負(fù)荷量這一指標(biāo)可以直接反映該地區(qū)耕地消納畜禽糞便的能力,而單位面積耕地土壤的氮、磷養(yǎng)分負(fù)荷反映了畜禽糞便對(duì)于耕地土壤的污染風(fēng)險(xiǎn)。

      表2 2010年山東畜禽糞便產(chǎn)生量及畜禽糞便、氮素養(yǎng)分、磷素養(yǎng)分耕地負(fù)荷

      我國(guó)還沒有全國(guó)性的單位面積耕地土壤的畜禽糞便及其氮、磷養(yǎng)分限量標(biāo)準(zhǔn)。有學(xué)者認(rèn)為每hm2耕地能夠負(fù)擔(dān)的畜禽糞便為30t左右[9]。根據(jù)全省耕地面積數(shù)據(jù)[7],可以得出全省耕地負(fù)荷的畜禽糞便平均值為37.91t/hm2,濟(jì)南市居全省之首,高達(dá)51.44t/hm2,除威海、棗莊、日照和萊蕪4市外,其余13個(gè)市都超過30t/hm2這一糞便還田的限量值。

      2.2.2 畜禽糞便純氮養(yǎng)分耕地負(fù)荷(表2) 單位耕地面積上畜禽糞便氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素的負(fù)荷反映畜禽糞便對(duì)于耕地土壤的污染風(fēng)險(xiǎn)。朱兆良[8]的研究表明,大面積化肥年施氮(N)量應(yīng)該控制在150~180kg/hm2,超過這一水平就會(huì)引起環(huán)境污染。糞便年施氮量與土壤質(zhì)地、肥力和氣候等自然條件有關(guān),綜合考慮這些影響因素,歐盟的農(nóng)業(yè)政策規(guī)定,糞肥年施氮(N)量的限量標(biāo)準(zhǔn)為170kg/hm2,研究表明,超過這個(gè)極限值將會(huì)帶來硝酸鹽的淋洗[10]。

      2010年本省單位面積耕地負(fù)荷的畜禽糞便純氮(N)養(yǎng)分的平均值是192.40kg/hm2,濟(jì)南市最高達(dá)到235.65 kg/hm2,除威海、棗莊和日照3市外,其余14個(gè)城市耕地純氮負(fù)荷都超過了歐盟的限量標(biāo)準(zhǔn),可以認(rèn)為畜禽糞便已在這14個(gè)市造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

      2.2.3 畜禽糞便純磷養(yǎng)分耕地負(fù)荷(表2) 磷在土壤中的移動(dòng)性較差,易在土壤中累積。因此評(píng)價(jià)糞便磷養(yǎng)分的環(huán)境效應(yīng)時(shí),既要考慮到因施用糞便磷養(yǎng)分的量,也要兼顧土壤的供磷水平。過量的磷會(huì)通過土壤的淋洗而進(jìn)入地表徑流造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化[11]。土壤的糞便年施磷(P205)量不能超過80kg/hm2(約35kg P/hm2),過量會(huì)引起土壤磷的淋洗,造成環(huán)境的污染。2010年全省耕地負(fù)荷的畜禽糞便純磷(P)養(yǎng)分平均值為54.92kg/hm2,濰坊最高,達(dá)到了70.94kg/hm2,除威海外,其余16個(gè)市的單位耕地面積負(fù)荷的糞便純磷養(yǎng)分量超過了極限值35kg/hm2,造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

      3 結(jié)語

      2010年本省畜禽糞便的產(chǎn)生量已經(jīng)超過工業(yè)固體廢物,成為環(huán)境污染的主要來源。全省共13個(gè)市單位面積的畜禽糞便耕地承載量超過30t/hm2還田限量;14個(gè)市耕地畜禽糞便氮的負(fù)荷超過170kg/hm2這一環(huán)境污染限量標(biāo)準(zhǔn);16個(gè)市耕地畜禽糞便磷負(fù)荷超過了35kg/hm2的歐盟還田限量值。全省普遍存在著畜禽糞便過載問題、土壤和水體的氮、磷嚴(yán)重污染問題,應(yīng)該引起對(duì)全省畜牧業(yè)發(fā)展方式和發(fā)展戰(zhàn)略的高度重視。

      [1]張克強(qiáng),高懷有.畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物處理與處置[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

      [2]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局自然生態(tài)保護(hù)司.全國(guó)規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對(duì)策[M].北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

      [3]李建國(guó).畜牧學(xué)概論[M].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.2002.

      [4]全省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心.山東省有機(jī)肥料養(yǎng)分志[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1999.

      [5]王新謀.家畜糞便學(xué)[M].上海: 上海交通大學(xué)出版社,1999.

      [6]王方浩,馬文奇,竇爭(zhēng)霞等.山東省畜禽糞便產(chǎn)生量估算及環(huán)境效應(yīng),中國(guó)環(huán)境科學(xué).2006,26(5): 614-617.

      [7]山東統(tǒng)計(jì)年鑒—2012.

      [8]朱兆良.農(nóng)田中氮肥的損失與對(duì)策[J].土壤與環(huán)境,2000,9(1): l-6.

      [9]張玉珍,洪華生,曾悅等.九龍江流域畜禽養(yǎng)殖業(yè)的生態(tài)環(huán)境問題及防治對(duì)策探討[J].重慶環(huán)境科學(xué),2010,25(7): 29-34.

      [l0]Anonymous.Code of good agricultural practice for the protectionof water[M].London,UK: MAFF Environment Matters,1991.1-8.

      [11]Roland D A,Gordon R W Rao S K.Phosphoras solubilizationand its efect on the environment[J].Proc.MD1993,(4): 138-145.[20]Oenema O,Van Liere E,Plete S,el a1.Environmental efects ofmanure policy options in the Netherlands[J].Water Sci.Tehno1.,2004,49: 101-108.

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