張魯濱 徐敬恩 臧麗青 崔羅丹 劉家斌

（①山東省五蓮縣畜牧獸醫(yī)局 262300 ②山東省五蓮縣農(nóng)業(yè)局）

五蓮縣位于山東半島東南部丘陵地帶，山多地少，是國家重點生態(tài)功能區(qū)。近年來縣域畜牧業(yè)健康發(fā)展，同時也存在畜禽糞尿污染環(huán)境問題。因此，做好畜禽糞尿治理與綜合利用工作，須對縣域內(nèi)畜禽糞尿資源量和利用潛力做一次計算分析，給畜牧業(yè)管理工作提供科學決策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和系數(shù)來源

1.1.1 畜禽飼養(yǎng)量及飼養(yǎng)周期 2016年縣域畜禽主要飼養(yǎng)種類是豬、牛、羊和禽，畜禽出欄量和存欄量數(shù)據(jù)來自《2016年五蓮縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》[1]。畜禽飼養(yǎng)周期受飼養(yǎng)水平及經(jīng)濟效益等因素影響，數(shù)據(jù)參考國家環(huán)保總局文件《關(guān)于減免家禽排污費等有關(guān)問題的通知》[2]，見表1。

表1 五蓮縣畜禽飼養(yǎng)量及周期

表2 畜禽排泄物系數(shù)

1.2 計算方法

1.2.1 畜禽糞尿產(chǎn)生量、COD產(chǎn)生量、總氮(磷)產(chǎn)生量(算式1)，式1，Q表示糞尿產(chǎn)生量、COD產(chǎn)生量、總氮(磷)產(chǎn)生量，噸(t)；Ni為飼養(yǎng)量，萬頭/只；Ti為飼養(yǎng)周期，天(d)；Pi為排泄物系數(shù)，i為第i種畜禽。

1.2.2 單位面積耕地的總氮(磷)負荷 LN/P=QN/P/A(算式2)，式2，LN/P表示單位面積耕地的總氮(磷)負荷，千克/公頃(kg/hm2)；QN/P是總氮(磷)產(chǎn)生量，噸(t)；A耕地面積，公頃(hm2)。

1.2.3 耕地承載總氮(磷)限量和總氮(磷)實際量TN/P=A·CN/P(算式3)，式3，TN/P為耕地承載總氮(磷)限量，A為耕地面積，公頃(hm2)，CN/p為糞肥施氮(磷)限量標準，CN=170kg/hm2、CP=35kg/hm2[5-6]。RN=ΣQN/P/r(算式4)，式4，RN為耕地承載飼養(yǎng)實際量，QN/P是總氮(磷)產(chǎn)生量，噸(t)，r為單位豬飼養(yǎng)期糞尿總氮(磷)排放量，噸(t)，i為第i種畜禽。PN=TN/P/r(算式5)，式5，PN為耕地承載飼養(yǎng)限量，萬頭豬當量。

1.2.4 畜禽糞尿產(chǎn)沼氣潛力計算 式中，畜禽糞尿可產(chǎn)沼氣潛力以糞尿COD量來計算。E=Q·W·G(算式6)，式中，E為畜禽糞尿產(chǎn)沼氣量，m3；Q為COD產(chǎn)生量，t；W為COD去除率，W=80%;G為產(chǎn)沼氣系數(shù)，0.538m3/kg (以COD計)[4]。

1.1.2 耕地面積 本文將糧食作物與經(jīng)濟作物的總播種面積，作為耕地面積，因為縣域內(nèi)總播種土地是畜禽糞尿消納的主要場所。糧食作物播種面積54.85萬畝，經(jīng)濟作物播種面積32.70萬畝，總播種面積87.55萬畝，換算約58366.68公頃，播種面積數(shù)據(jù)取自《2016年五蓮縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》[1]。

1.1.3 畜禽糞尿排泄物系數(shù) 個體畜禽每日糞尿排泄系數(shù)、COD及氮(磷)的排泄系數(shù)，參考《畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》[3]、《中國區(qū)域畜禽糞便能源潛力及總量控制研究》[4]中，華東地區(qū)的畜禽糞尿排泄系數(shù)，見表2。

2 結(jié)果

2.1 畜禽糞尿、COD、總氮(磷)產(chǎn)生量

全縣畜禽飼養(yǎng)期內(nèi)糞尿產(chǎn)生量651006.24t、COD產(chǎn)生量38238.04t、總氮產(chǎn)生量3689.31t、總磷產(chǎn)生量901.25t，以及各種畜禽排泄產(chǎn)量，見表3。比較不同畜禽糞尿產(chǎn)生量，禽糞尿產(chǎn)生量最大，達到250265.4t，約占畜禽糞尿產(chǎn)量的38.44%；其次是豬糞尿產(chǎn)生量，達到233220.44t，約占35.83%。

表3 畜禽糞尿年排泄量 (t)

2.2 耕地的總氮(磷)負荷

假設(shè)所有畜禽糞尿資源還田，五蓮縣單位面積耕地的總氮負荷量是63.21kg/hm2，磷負荷量是15.44kg/hm2。

2.3 耕地承載畜禽飼養(yǎng)量控制

按照糞肥施氮(磷)限量標準170kg/hm2(35kg/hm2)，縣域耕地承載總氮(磷)限量為9922.34t(2042.83t)。以氮(磷)為標準，耕地承載飼養(yǎng)限量240.25萬頭豬當量(392.85萬頭豬當量)；耕地承載飼養(yǎng)實際量89.33萬頭豬當量(173.33萬頭豬當量)；耕地承載飼養(yǎng)實際量占飼養(yǎng)限量的比例是37.18%(44.12%)，見表4。

表4 實際飼養(yǎng)豬當量和耕地可承載豬當量比較

2.4 糞尿的產(chǎn)沼氣潛力

全縣年糞尿可產(chǎn)沼氣量是1645.77萬m3，換算成每日平均4.5萬m3。

3 討論

系統(tǒng)計算畜禽糞尿產(chǎn)生量及利用潛力，是分析本文數(shù)據(jù)的出發(fā)點；給畜禽糞尿治理和資源化利用工作提供信息支撐。

3.1 畜禽糞尿治理與產(chǎn)業(yè)升級并舉

五蓮縣畜禽糞尿產(chǎn)生量651006.24t，禽糞尿產(chǎn)生量最大，達到250265.4t，占畜禽糞尿產(chǎn)量的38.44%；其次是豬糞尿產(chǎn)生量，達到233220.44t，占35.83%。禽、豬糞尿應(yīng)當是本縣畜禽糞尿資源化利用的重點。縣域肉雞、蛋雞飼養(yǎng)規(guī)?；瘶藴驶捷^高，但是豬飼養(yǎng)方面散養(yǎng)戶多，對環(huán)境造成污染，損害村民切身利益。所以治理畜禽糞尿污染和提升飼養(yǎng)水平是畜牧業(yè)健康發(fā)展的一體兩面。挖掘飼養(yǎng)潛力，合理布局產(chǎn)業(yè)。總氮(磷)負荷量是63.21kg/hm2(15.44kg/hm2)，氮(磷)負荷量均沒有超出耕地氮(磷)限量。耕地承載飼養(yǎng)實際量占飼養(yǎng)限量的比例是37.18%(44.12%)，可見，縣域耕地畜禽承載潛力有一定挖掘空間。但應(yīng)當注意到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)養(yǎng)殖量不均衡，導(dǎo)致畜禽氮(磷)量可能超標，造成局部污染。在今后工作中，應(yīng)當思考環(huán)境承載能力，詳細分析各鄉(xiāng)鎮(zhèn)畜禽糞尿資源，協(xié)調(diào)綜合利用，合理布局畜牧產(chǎn)業(yè)，降低環(huán)境污染風險。

3.2 注重開發(fā)利用沼氣資源

本縣年產(chǎn)沼氣的理論值1645.77萬m3，但利用率偏低。原因可能是養(yǎng)殖場戶缺乏環(huán)保意識，沼氣設(shè)備購置少，且運轉(zhuǎn)管理不善；沼氣設(shè)備產(chǎn)沼氣量不穩(wěn)定，隨季節(jié)溫度變化大，導(dǎo)致推廣難；縣域內(nèi)未形成商業(yè)化、服務(wù)性強的糞尿利用市場，對沼渣沼液消納能力弱；同時，缺少資源化利用畜禽糞尿監(jiān)督機制，應(yīng)將環(huán)保納入養(yǎng)殖場戶日常飼養(yǎng)監(jiān)管記錄，與防疫、檢疫并重[7]。

3.3 有機肥加工結(jié)合耕地改良，科學消納畜禽糞尿

畜禽糞尿加工成有機肥，是綜合利用畜禽糞尿的有效途徑。能夠?qū)崿F(xiàn)氮(磷)資源的生態(tài)循環(huán)利用，減少化學肥料的施加，防制土壤酸化、硝化，保持地力。有機肥的加工應(yīng)當考慮當?shù)馗匦再|(zhì)，因地制肥、施肥。五蓮縣域內(nèi)棕壤土是分布最廣的土類，呈酸性、微酸性，約占土壤面積的87.1%[8]，因此防制土壤酸化顯得尤為重要。按照山東省農(nóng)業(yè)廳的要求，在膠東地區(qū)(包括五蓮縣)施用有機肥時，有機肥種類應(yīng)以高碳氮比有機肥為主，如以秸稈、牛糞、羊糞類有機原料制成的有機肥。要配合生石灰或貝殼粉類堿性(弱堿性)物質(zhì)，調(diào)理土壤，改良酸性土壤，提高收益。具體用量根據(jù)土壤有機質(zhì)含量、施肥習慣、作物目標產(chǎn)量等因素確定[9]。

3.4 需要說明的問題

（1）本文中，耕地總氮(磷)負荷按照糞尿一起計算的，就目前的養(yǎng)殖狀況，尿往往不被重視，尿氮容易導(dǎo)致土壤的硝化。在養(yǎng)殖過程中，應(yīng)做好干濕分離，即糞與尿、污水分離工作，充分應(yīng)用3級沉淀池和發(fā)酵池，將畜禽尿、污水達標排放，降低對環(huán)境污染和土壤的硝化。（2）當前，本縣正在進行畜禽糞污治理，此文章對工作的開展起到理論參考作用。雖然養(yǎng)殖數(shù)據(jù)會波動，但是本文把畜禽氮磷產(chǎn)生量、可產(chǎn)沼氣量的計算、分析和評估等思路，引入一線畜牧管理和糞尿治理工作中，希望能有益于提高行業(yè)發(fā)展的前瞻性、科學性和可持續(xù)性。