馮璞陽(yáng) ,謝恩澤 ,白亞妮 ,顏 宏 ,李文孝 ,梁建強(qiáng) ,趙文娟 *
(1.陜西省生物農(nóng)業(yè)研究所,西安 710043;2.陜西省酶工程技術(shù)研究中心,西安 710600;3.土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所,南京 210008)
隨著中國(guó)畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大,畜禽養(yǎng)殖糞污不當(dāng)處理,直接或間接導(dǎo)致土壤污染、大氣污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境污染問(wèn)題日益突出[1-3]。同時(shí),作為重要的有機(jī)肥資源,畜禽糞尿富含有機(jī)物和植物生長(zhǎng)所需的氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素,將其無(wú)害化處理后施入土壤,可有效增加土壤有機(jī)質(zhì)[4-5]、提高土壤肥力[6-8]、改善土壤結(jié)構(gòu)[5],進(jìn)而促進(jìn)作物生長(zhǎng)、增加作物產(chǎn)量[9-10]并改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[11]。2015年中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定了《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》,要求轉(zhuǎn)變施肥方式,增加有機(jī)肥資源利用,減少不合理化肥投入。
我國(guó)是化肥生產(chǎn)和使用大國(guó),存在施用量偏高、施肥不均衡、有機(jī)肥資源利用率低、“三重三輕”問(wèn)題突出等現(xiàn)象。長(zhǎng)期、盲目、單一施用化肥導(dǎo)致土壤退化、耕地板結(jié)、保水保肥能力下降[12-14]?!蛾兾魇∞r(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2014—2020年)》指出,陜西化肥施用量遠(yuǎn)超全國(guó)平均水平和發(fā)達(dá)國(guó)家的安全上限,造成日趨嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染,成為影響陜西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和食品安全的嚴(yán)重問(wèn)題。
目前,國(guó)內(nèi)相關(guān)科研院所在糞污資源、能源潛力、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)以及處理技術(shù)和裝備等方面已開(kāi)展了大量的研究,并在畜牧業(yè)較集中的地區(qū)開(kāi)展了糞污資源評(píng)估和環(huán)境承載力方面的研究[15]。賈偉等[16]針對(duì)京郊養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)用地面積現(xiàn)狀,提出應(yīng)外輸固體糞肥以減少農(nóng)田氮磷負(fù)荷及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。耿維等[15]評(píng)估了安徽省糞便資源作為有機(jī)肥對(duì)化肥的替代潛力,發(fā)現(xiàn)畜牧業(yè)廢棄物對(duì)農(nóng)用地環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)不高,但有6個(gè)縣(區(qū))屬于環(huán)境污染高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)。宋大利等[17]評(píng)估了2015年中國(guó)畜禽糞尿中養(yǎng)分資源數(shù)量及利用潛力,其中陜西畜禽糞尿量為4 840萬(wàn)t,養(yǎng)分總量為56.8萬(wàn)t。但關(guān)于陜西省在市級(jí)尺度上畜禽糞尿資源現(xiàn)狀及其替代化肥潛力的全面研究鮮有報(bào)道。
因此,科學(xué)、及時(shí)的評(píng)估陜西省各市(區(qū))畜禽糞尿及其養(yǎng)分資源量的分布特征和變化規(guī)律,分析有機(jī)肥對(duì)化肥的區(qū)域替代潛力,有助于為陜西省畜牧業(yè)糞尿資源化利用、統(tǒng)籌優(yōu)化布局、實(shí)現(xiàn)化肥零增長(zhǎng)目標(biāo)提供數(shù)據(jù)支撐及基礎(chǔ)實(shí)施方案,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.1.1 飼養(yǎng)量和飼養(yǎng)期
本研究所用陜西省各市(區(qū))畜禽存欄情況來(lái)源于《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒(2001—2019)》[18],畜禽主要種類(lèi)包括肉豬、妊娠豬、肉牛、奶牛、羊和家禽。畜禽飼養(yǎng)周期來(lái)源于《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編(2018)》[19],其中肉豬 159 d、肉牛 197 d、奶牛 365 d和羊184 d為陜西省不同規(guī)模飼養(yǎng)時(shí)間均值,家禽74 d為全國(guó)平均飼養(yǎng)時(shí)間,妊娠豬飼養(yǎng)時(shí)間為365 d。
1.1.2 產(chǎn)排污系數(shù)和養(yǎng)分含量
畜禽產(chǎn)排污系數(shù)參考《第一次全國(guó)污染源普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》[20]西北地區(qū)數(shù)據(jù),其中羊產(chǎn)排污系數(shù)及畜禽糞尿養(yǎng)分含量來(lái)自文獻(xiàn)[21]。肉豬產(chǎn)排污系數(shù)=1/3保育期產(chǎn)排污系數(shù)+2/3育肥期產(chǎn)排污系數(shù)[22],見(jiàn)表1。
表1 陜西省畜禽糞尿的產(chǎn)排污系數(shù)和養(yǎng)分含量(鮮基)Table 1 Daily excretion and nutrient content in livestock and poultry faeces in Shaanxi province (fresh based)
1.1.3 秸稈系數(shù)和養(yǎng)分含量
2018年陜西省主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量來(lái)自《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒(2019)》[18],秸稈系數(shù)來(lái)自文獻(xiàn)[23]的陜西或北方其余省區(qū)市平均值,秸稈養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)參考中國(guó)有機(jī)肥養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)集[24],見(jiàn)表2。
表2 2018年陜西省主要作物秸稈系數(shù)和養(yǎng)分含量Table 2 Straw factor and nutrient content in main crops of Shaanxi province in 2018
1.1.4 其他數(shù)據(jù)
中國(guó)、陜西省各市(區(qū))播種面積、農(nóng)用化肥施用量(折純,全文同)分別來(lái)自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒(2019)》[25]、《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒(2019)》[18]。
1.2.1 畜禽糞尿產(chǎn)生量及養(yǎng)分量
畜禽糞尿產(chǎn)生量(鮮質(zhì))計(jì)算公式如下。
式中:Q為畜禽糞、尿產(chǎn)生量(鮮質(zhì)),104t;i為畜禽種類(lèi);S為畜禽年內(nèi)存欄數(shù),104;T為飼養(yǎng)天數(shù),d;e為每只(頭)畜禽產(chǎn)排污系數(shù)kg/d。
畜禽糞尿養(yǎng)分計(jì)算公式如下。
式中:CN、CP、CK分別為畜禽糞尿 N、P2O5、K2O養(yǎng)分總量,104t;cN、cP、cK分別為畜禽糞、尿 N、P2O5、K2O養(yǎng)分含量,%。
1.2.2 單位面積畜禽糞尿環(huán)境分析
r=q/p
式中:r為區(qū)域畜禽糞尿負(fù)荷量承受程度有關(guān)的警報(bào)值,分為6級(jí)(表3);q為單位播種面積畜禽糞尿負(fù)荷量,t/hm2;為有機(jī)肥理論最大適宜施肥量,從環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)考慮,以最低限度30 t/hm2為最大理論適宜量[1,26]。
表3 畜禽糞尿土地負(fù)荷警報(bào)值分級(jí)的環(huán)境影響[26-27]Table 3 Environmental impact of livestock and poultry faeces classification of alarming values
1.2.3 作物秸稈還田量
作物秸稈產(chǎn)生量可基于作物產(chǎn)量和秸稈系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,如下。
式中:A為作物秸稈產(chǎn)生量,103t;l為作物種類(lèi);Y為作物產(chǎn)量,103t;K為秸稈系數(shù);NN、NP、NK分別為作物秸稈 N、P2O5、K2O 養(yǎng)分總量,t;nN、nP、nK分別為作物秸稈N、P2O5、K2O養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(干基),g/kg。
2000—2018年陜西省畜禽糞尿資源年產(chǎn)生量及其構(gòu)成變化如圖1所示。糞尿產(chǎn)生量經(jīng)歷了持續(xù)增長(zhǎng)(2000—2005年)、急劇下降(2006年)、較快增長(zhǎng)(2007—2008年)、先下降后平穩(wěn)波動(dòng)(2009—2018年)4個(gè)階段。各類(lèi)畜禽糞尿產(chǎn)生量占總量的比例大小依次為:牛>豬>羊>家禽。2005年陜西省糞尿產(chǎn)生量接近3 000萬(wàn) t,2005—2006年畜禽養(yǎng)殖總量突降,肉豬、妊娠豬、肉牛、奶牛、羊、家禽糞尿產(chǎn)生量依次降低 30.04%、37.98%、54.28%、12.15%、34.81%、36.02%。隨后動(dòng)態(tài)穩(wěn)定在2 000萬(wàn)t,除妊娠豬、羊、家禽為增長(zhǎng)趨勢(shì)、奶牛先增后驟降外,其他家畜糞尿產(chǎn)生量保持基本穩(wěn)定。
圖1 陜西省畜禽糞尿年產(chǎn)生量和結(jié)構(gòu)組成Figure 1 Annual production and composition of livestock and poultry faeces in Shaanxi province
2000—2018年畜牧業(yè)糞尿以牛糞尿?yàn)橹?,其?016年之前占比高達(dá)(50±3)%,2016—2018年占比約40%;豬糞尿占比接近1/3;羊糞尿在2016年之前占比約16%,2016—2018年占比增長(zhǎng)了46.02%,達(dá)到了24%;家禽糞尿占比最低約為4%。
以2018年為例,陜西省畜禽糞尿產(chǎn)生量及空間分布情況如圖2所示。陜西省畜牧業(yè)糞尿產(chǎn)生總量為2 034.47萬(wàn) t,不同市(區(qū))占全省總量的比例大不相同,其中,榆林市高達(dá)460萬(wàn)t,除延安市、西安市、銅川市、商洛市低于100萬(wàn) t,寶雞市和渭南市約為300萬(wàn) t外,其他市(區(qū))均為200多萬(wàn) t。區(qū)域角度上,關(guān)中地區(qū)占比量最大,占全省總量的46.51%,陜南、陜北接近,分別為26.74%與26.75%。關(guān)中地區(qū),寶雞市和渭南市糞尿產(chǎn)生量接近,兩者占關(guān)中地區(qū)總量的64.3%;銅川市糞尿產(chǎn)生量最低,占關(guān)中地區(qū)總量的2.0%。陜南地區(qū),漢中市糞尿產(chǎn)生量最高,占陜南地區(qū)總量的45.1%。陜北地區(qū),榆林市糞尿產(chǎn)生量最高,占陜北地區(qū)總量的84.5%。
圖2 2018年陜西省各市(區(qū))畜禽糞尿年產(chǎn)量分布Figure 2 Annual production of livestock and poultry faeces in each county of Shaanxi province in 2018
2018年陜西省畜禽糞尿總量來(lái)源依次為牛(899 萬(wàn) t)>豬(601 萬(wàn) t)>羊(437 萬(wàn) t)>家禽(97 萬(wàn) t),各地(市)數(shù)據(jù)略有差異,其中,陜北地區(qū),榆林市糞尿產(chǎn)生量:羊>牛>豬>家禽,延安市糞尿產(chǎn)生量:豬≈牛≈羊>家禽;關(guān)中地區(qū)糞尿產(chǎn)生量:牛>豬>羊≈家禽;陜南地區(qū)糞尿產(chǎn)生量:豬>牛>羊≈家禽。陜西省牛、豬、羊、家禽糞尿產(chǎn)生量最高的市(區(qū))分別為寶雞市(26.47%)、漢中市(19.47%)、榆林市(64.53%)、渭南市(21.65%)。
2018年陜西省、各市(區(qū))單位播種面積畜禽糞尿負(fù)荷量警報(bào)值r<0.4,為Ⅰ級(jí),無(wú)污染(表4)。從區(qū)域角度來(lái)看,單位播種面積N、P2O5、K2O養(yǎng)分含量最高的是陜北地區(qū),分別為36.37、7.34和26.12kg/hm2。市級(jí)單元上,單位播種面積N、P2O5養(yǎng)分含量最高的是榆林市,分別為38.11和7.59 kg/hm2,K2O養(yǎng)分含量最高的是寶雞市,為39.26 kg/hm2。在不考慮化肥施用、秸稈還田的前提下,糞尿養(yǎng)分資源可以安全、高效、充分消納,陜西省畜牧業(yè)對(duì)農(nóng)用地環(huán)境不存在污染。
表4 2018年陜西各市(區(qū))單位播種面積畜禽糞尿負(fù)荷及其警報(bào)分級(jí)和養(yǎng)分含量Table 4 Load capacity,alarm grading and nutrient content of livestock and poultry faeces per sowing area in each county of Shaanxi province in 2018
聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(Food and Agriculture Organization,F(xiàn)AO)規(guī)定的化肥施用限值為225 kg/hm2,2018年中國(guó)單位播種面積化肥施用量為341 kg/hm2,而同期陜西省為561 kg/hm2。從區(qū)域角度分布看(圖3-a),關(guān)中5市(區(qū))整體較高,均值為873.25 kg/hm2,其中,咸陽(yáng)市、渭南市最高,達(dá)到了1 000 kg/hm2左右;陜南地區(qū)整體較低,平均約為267 kg/hm2,接近FAO限值;陜北的延安市較高,約為826.64 kg/hm2左右,榆林市低于FAO規(guī)定限值,為174.56 kg/hm2??梢钥吹?,陜西省大部分地區(qū)化肥施用量大,其中關(guān)中地區(qū)、延安市化肥減施任務(wù)重,存在較大的節(jié)肥潛力。
在僅充分考慮畜禽糞尿養(yǎng)分替代化肥的情況下,陜西省單位播種面積化肥施用量可由561 kg/hm2降至507.3 kg/hm2,降幅約10%。而從區(qū)域角度分布看,各市(區(qū))畜禽糞尿替代化肥潛力存在較大差異(圖3-c)。其中陜北兩市差距較大,榆林市為全省最高,達(dá)到了41.68%,而延安市僅6.68%;陜南三市替代潛力較平均,約為17%左右;關(guān)中地區(qū)替代潛力最弱,僅寶雞市替代潛力達(dá)到了12.35%,咸陽(yáng)市為5.17%,其他三市均<5%。
2018年陜西省畜牧業(yè)糞尿養(yǎng)分資源總量為21.98萬(wàn)t(表5),同期化肥施用總量為229.6萬(wàn)t,占化肥施用量的9.57%。雖然家禽的糞便養(yǎng)分含量普遍高于豬、牛、羊(表1),但由于糞便產(chǎn)生總量較低(圖1),因此4類(lèi)畜禽糞尿養(yǎng)分的替代化肥潛力依次為牛糞尿(3.95%)>羊糞尿(3.25%)>豬糞尿(1.61%)>家禽糞便(0.76%),且羊糞尿?qū)Φ实奶娲鷿摿ψ畲?,牛糞尿?qū)︹浄实奶娲鷿摿ψ畲螅ū?)。
表5 2018年陜西省4類(lèi)畜禽糞尿養(yǎng)分含量及替代化肥潛力Table 5 Nutrient yield in livestock and poultry faeces and its alternative potential to chemical fertilizer
畜禽糞尿資源量的評(píng)估涉及畜禽種類(lèi)、飼養(yǎng)期、飼養(yǎng)量、日均產(chǎn)排污系數(shù)和糞尿養(yǎng)分含量,上述變量在不同的地區(qū)取值均不相同,且相同地區(qū)前人在系數(shù)選擇方面也各不相同,因而評(píng)估結(jié)果存在一定的差異性[15]。劉曉永和李書(shū)田[21]在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)畜禽糞尿產(chǎn)生量計(jì)算公式進(jìn)行了修正,得到2010年陜西省糞尿產(chǎn)生量分別為4 041.92萬(wàn)t,2 712.93萬(wàn)t,并加權(quán)均值分地區(qū)計(jì)算出各種畜禽糞尿的氮磷鉀養(yǎng)分資源總量在20萬(wàn)t~25萬(wàn)t。本文從市(區(qū))級(jí)尺度上,以年內(nèi)存欄數(shù)為飼養(yǎng)量,基于相關(guān)系數(shù)計(jì)算分析了陜西省區(qū)域畜牧業(yè)(包括豬、牛、羊、家禽)糞尿資源現(xiàn)狀及單位播種面積畜禽糞尿負(fù)荷,評(píng)估了陜西省畜禽糞尿養(yǎng)分替代化肥潛力,有助于以市(區(qū))級(jí)為單元,制定化肥減施方案和開(kāi)展有機(jī)肥替代項(xiàng)目的整體推進(jìn)。
陜西省不同市(區(qū))畜禽糞尿產(chǎn)生量及空間分布情況大不相同,其主要是受各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響和制約,以及農(nóng)業(yè)資源條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的不同,導(dǎo)致畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生了高度集中化的主產(chǎn)區(qū),不同畜禽品種主產(chǎn)區(qū)呈現(xiàn)出明顯的地域重合性及空間集中性的特點(diǎn)[28-29]。如:2018年畜牧業(yè)糞尿產(chǎn)生量榆林市最高,銅川市最低,這是因?yàn)橛芰质幸匝驗(yàn)楫a(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn),羊糞尿年產(chǎn)生量占全省羊糞尿年產(chǎn)生量的64.5%,而只占全省面積不到2%的銅川市農(nóng)業(yè)發(fā)展較弱,側(cè)重發(fā)展煤礦等第二產(chǎn)業(yè)。
長(zhǎng)期以來(lái),畜禽糞尿是我國(guó)農(nóng)田有機(jī)肥養(yǎng)分的主要來(lái)源,農(nóng)田也是消納畜禽糞尿所含養(yǎng)分的主要承載場(chǎng)所[1],單位播種面積(指實(shí)際種植農(nóng)作物的面積,不論是耕地或非耕地)上的畜禽糞尿負(fù)荷量,是衡量一個(gè)地區(qū)畜禽飼養(yǎng)密度大小、養(yǎng)殖業(yè)布局合理程度的重要依據(jù)[27]。農(nóng)用地對(duì)糞尿的消納能力與土壤肥力和種植結(jié)構(gòu)有關(guān),一般情況下,耕地、園地、林地、牧草地和水面對(duì)糞尿的消納能力不同[15],本文將其等同,以最低限量30 t/hm2為有機(jī)肥最大理論適宜量[1,26],存在一定誤差。國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局自然生態(tài)保護(hù)司編寫(xiě)的《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》中參考單位耕地面積,評(píng)估陜西省畜禽糞尿負(fù)荷量警報(bào)值r為0.23(Ⅰ級(jí))[26],與本文參考農(nóng)作物播種面積得出的r值接近。但仍需警惕由于畜牧業(yè)與種植業(yè)結(jié)合不緊密,或種植業(yè)對(duì)肥料的季節(jié)性需求與糞尿全年產(chǎn)生之間的矛盾,所造成的規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)的潛在點(diǎn)源污染問(wèn)題[15]。
中國(guó)是世界最主要化肥生產(chǎn)與施用大國(guó),2016年中國(guó)化肥總產(chǎn)量約7 004萬(wàn) t,施用量約5 984萬(wàn) t,占世界總施用量的1/3[30],目前主要存在化肥用量偏高、化肥增產(chǎn)邊際效應(yīng)逐漸明顯、施肥不均衡現(xiàn)象突出、過(guò)度依賴(lài)無(wú)機(jī)肥料、有機(jī)肥料資源利用率較低、施肥結(jié)構(gòu)不平衡等問(wèn)題[14]。如果能夠?qū)⑿笄菁S尿富含的氮磷鉀養(yǎng)分合理返還農(nóng)田,將大大減少化學(xué)肥料的施用[31]。結(jié)合陜西省化肥施用現(xiàn)狀,如果僅充分考慮畜牧業(yè)糞尿作為有機(jī)肥資源,陜西省單位播種面積化肥施用量將由561 kg/hm2降至507.3 kg/hm2,替代量為9.57%(表5)。而陜西省每年可產(chǎn)生豐富的秸稈、枝葉等農(nóng)業(yè)廢棄物,以2018年為例,陜西省主要作物秸稈養(yǎng)分總量為28.21萬(wàn)t,替代化肥潛力為12.28%(表6)。因此,可以考慮采用畜牧業(yè)糞尿養(yǎng)分與秸稈養(yǎng)分相結(jié)合的方式替代化肥。
表6 2018年陜西省主要作物秸稈養(yǎng)分含量及替代化肥潛力Table 6 Nutrient content in main crops and its alternative potential to chemical fertilizer of Shaanxi province in 2018
假設(shè)采用畜牧業(yè)糞尿養(yǎng)分與秸稈養(yǎng)分相結(jié)合的替代方式,陜西省各市(區(qū))化肥施用量均將不同程度減少(表7),其中,榆林市替代潛力高達(dá)69.15%,陜南三市替代潛力均值為38.35%,西安市與銅川市替代潛力提高幅度最大,分別達(dá)到3.69倍與3.09倍。依據(jù)現(xiàn)狀(圖3-a),咸陽(yáng)市、渭南市、延安市單位播種面積化肥施用量極高,僅依靠當(dāng)?shù)氐挠袡C(jī)肥資源,其化肥施用量仍為同期中國(guó)單位播種面積化肥施用量的2倍多;而榆林市和陜南地區(qū)單位播種面積化肥施用量本身低于或接近FAO限值,可考慮區(qū)域協(xié)作,將富余的畜禽糞尿與秸稈養(yǎng)分作為商品有機(jī)肥輸送到養(yǎng)分虧缺的區(qū)域。
表7 陜西省各市(區(qū))畜禽糞尿與秸稈養(yǎng)分替代化肥潛力Table 7 Alternative potential of nutrient in livestock and poultry faeces and crop straw to chemical fertilizer of Shaanxi province
因此,根據(jù)不同區(qū)域有機(jī)肥結(jié)構(gòu)和總量,科學(xué)確定有機(jī)肥綜合利用的技術(shù)途徑,其中,西安市、銅川市、寶雞市充分利用當(dāng)?shù)匦笄菁S尿和秸稈養(yǎng)分,可分別降低單位播種面積化肥施用量15.84%、16.17%、24.33%;陜南地區(qū)、榆林市的畜禽糞尿與秸稈養(yǎng)分依據(jù)跨區(qū)域調(diào)控,就近消納原則,對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)施于渭南市、咸陽(yáng)市、延安市(圖4),則可將此3市的單位播種面積化肥施用量分別降低28.88%、28.80%、41.18%,以達(dá)到充分利用有機(jī)肥資源,降低陜西省整體化肥施用量的效果。
圖4 區(qū)域調(diào)控降低陜西省單位播種面積化肥施用量Figure 4 Regional regulation and control reduce the amount of fertilizer applied per unit sown area
相關(guān)研究表明,若用有機(jī)肥替代化肥,全球變暖潛力、富營(yíng)養(yǎng)化潛力和環(huán)境酸化潛力將分別降低17.5%、52.9%、62.6%[17,32]。但要實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥對(duì)化肥的有效且充分替代,還應(yīng)考慮農(nóng)民的用肥習(xí)慣和經(jīng)濟(jì)效益,破除傳統(tǒng)有機(jī)肥腐熟周期長(zhǎng),營(yíng)養(yǎng)損失大,勞動(dòng)效益低、強(qiáng)度大等生產(chǎn)、應(yīng)用與發(fā)展瓶頸,積極探索有機(jī)養(yǎng)分資源利用的有效模式[15]:一是推進(jìn)有機(jī)肥資源化利用,支持規(guī)?;B(yǎng)殖企業(yè)利用畜禽糞便生產(chǎn)有機(jī)肥[33],推廣規(guī)?;B(yǎng)殖+沼氣+社會(huì)化出渣運(yùn)肥模式,加快開(kāi)發(fā)適用市場(chǎng)的商品化有機(jī)肥、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥等;二是推進(jìn)秸稈養(yǎng)分還田,推廣秸稈粉碎還田、快速腐熟還田、過(guò)腹還田等技術(shù)[34],研發(fā)具有秸稈粉碎、腐熟劑施用、土壤翻耕、土地平整等功能的復(fù)式作業(yè)機(jī)具[35],使秸稈取之于田、用之于田;三是種植綠肥作物,如豆科、禾本科、十字花科綠肥等[36];四是結(jié)合測(cè)土配方施肥技術(shù),實(shí)現(xiàn)糧食作物、設(shè)施農(nóng)業(yè)及蔬菜、果樹(shù)、茶葉等經(jīng)濟(jì)園藝作物全覆蓋應(yīng)用,創(chuàng)新肥料配方定制模式[14]。
①2000—2018年陜西省畜牧業(yè)主要畜禽糞尿產(chǎn)生量為:牛>豬>羊>家禽。
②2018年陜西省不同市(區(qū))畜禽糞尿產(chǎn)生量、來(lái)源不同,存在地域性特點(diǎn)。
③2018年陜西省、各市(區(qū))單位播種面積畜禽糞尿負(fù)荷量警報(bào)值r<0.4,為Ⅰ級(jí),對(duì)環(huán)境無(wú)污染風(fēng)險(xiǎn)。
④陜西省畜牧業(yè)糞尿養(yǎng)分替代化肥潛力約為10%。
⑤通過(guò)科學(xué)評(píng)估陜西省各市(區(qū))畜禽糞肥資源現(xiàn)狀及其替代化肥潛力,依據(jù)區(qū)域協(xié)作、就近消納原則,可提高陜西省資源循環(huán)利用效率,實(shí)現(xiàn)化肥減施。