侯世忠（山東省畜牧總站 濟南 250022）

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

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)計資料《山東畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒》，數(shù)據(jù)截至?xí)r間是2010年底。根據(jù)各類畜禽的生長周期分別確定2010年度畜禽飼養(yǎng)量。在當年畜禽的飼養(yǎng)數(shù)量確認中，平均飼養(yǎng)期低于一年的，按當年出欄量作為當年的飼養(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)量就是當年的出欄數(shù)，全省總計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)計在了黃牛中。水牛、黃牛和奶牛一般當年不出欄，各自的年末存欄數(shù)即可視為當年飼養(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 生長期一般長于一年，因此采用年末存欄量作為當年的飼養(yǎng)數(shù)量。羊全省總計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 蛋雞一般當年不出欄，因此采用年末存欄量作為當年的飼養(yǎng)量；肉雞的生長期一般為55d[1]，因此肉雞的飼養(yǎng)數(shù)量就是當年的出欄數(shù)。肉雞全省總計232082.45萬只，蛋雞為35947.93萬只。鴨和鵝的生長期一般為210d[2]，因此鴨和鵝的飼養(yǎng)數(shù)量就按當年的出欄數(shù)量，鴨為107836.20萬只，鵝為1046.90萬只。

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

1.2 計算參數(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]。我國目前尚沒有相應(yīng)的國家標準，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，遠超過當年工業(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)生量與實際情況會存在一定的誤差。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養(yǎng)元素成分含量是一組動態(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體大小和飼料成分，同時也與環(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 畜禽糞便耕地負荷(表2) 目前，還田是我國畜禽糞便處理的主要出路，許多畜牧業(yè)發(fā)達國家也將農(nóng)田作為畜禽糞便的負載場所。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荷量這一指標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)分負荷反映了畜禽糞便對于耕地土壤的污染風(fēng)險。

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)分耕地負荷

我國還沒有全國性的單位面積耕地土壤的畜禽糞便及其氮、磷養(yǎng)分限量標準。有學(xué)者認為每hm2耕地能夠負擔的畜禽糞便為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荷的畜禽糞便平均值為37.91t/hm2，濟南市居全省之首，高達51.44t/hm2，除威海、棗莊、日照和萊蕪4市外，其余13個市都超過30t/hm2這一糞便還田的限量值。

2.2.2 畜禽糞便純氮養(yǎng)分耕地負荷(表2) 單位耕地面積上畜禽糞便氮、磷營養(yǎng)元素的負荷反映畜禽糞便對于耕地土壤的污染風(fēng)險。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)量的限量標準為170kg/hm2，研究表明，超過這個極限值將會帶來硝酸鹽的淋洗[10]。

2010年本省單位面積耕地負荷的畜禽糞便純氮(N)養(yǎng)分的平均值是192.40kg/hm2，濟南市最高達到235.65 kg/hm2，除威海、棗莊和日照3市外，其余14個城市耕地純氮負荷都超過了歐盟的限量標準，可以認為畜禽糞便已在這14個市造成了嚴重的環(huán)境污染。

2.2.3 畜禽糞便純磷養(yǎng)分耕地負荷(表2) 磷在土壤中的移動性較差，易在土壤中累積。因此評價糞便磷養(yǎng)分的環(huán)境效應(yīng)時，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。過量的磷會通過土壤的淋洗而進入地表徑流造成水體的富營養(yǎng)化[11]。土壤的糞便年施磷(P205)量不能超過80kg/hm2(約35kg P/hm2)，過量會引起土壤磷的淋洗，造成環(huán)境的污染。2010年全省耕地負荷的畜禽糞便純磷(P)養(yǎng)分平均值為54.92kg/hm2，濰坊最高，達到了70.94kg/hm2，除威海外，其余16個市的單位耕地面積負荷的糞便純磷養(yǎng)分量超過了極限值35kg/hm2，造成了嚴重的環(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個市耕地畜禽糞便氮的負荷超過170kg/hm2這一環(huán)境污染限量標準；16個市耕地畜禽糞便磷負荷超過了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、磷嚴重污染問題，應(yīng)該引起對全省畜牧業(yè)發(fā)展方式和發(fā)展戰(zhàn)略的高度重視。

[1]張克強,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.

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

[4]全省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心.山東省有機肥料養(yǎng)分志[M].北京:中國農(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,竇爭霞等.山東省畜禽糞便產(chǎn)生量估算及環(huán)境效應(yīng),中國環(huán)境科學(xué).2006,26(5): 614-617.

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