东北地区畜禽粪污还田氮减排技术概述

王振 张淑芬 付龙 丁听颖

摘要：龚污还田技术是东北地区近年来主推的粪污资源化处理技术。分析粪污还田整个过程中氮元素的损失，可以使粪污还田更加科学，产生更高的经济效益和生态效益。本文现简要概述畜禽粪污还田氮损失途径及氮减排措施。

关键词：畜禽;粪污;还田;氮减排

中图分类号：X713 文献标识码：B 文章编号：2095-9737（2018）10-0105-02

目前，我国畜牧业养殖趋势是由分散养殖向规模养殖转变，规模养殖造成的畜禽养殖量大和养殖地域集中，导致畜禽粪污的处理工作面临巨大的挑战。东北地区是我国畜牧业重点发展的潜力区，拥有得天独厚的地理优势和气候条件，拥有发展畜牧业的雄厚基础和环境承载力，地域辽阔，饲料资源丰富，也是畜产品的优势产区。长期以来，受饲养方式粗放、畜产品加工和运销能力不足等各种因素的影响，东北畜牧业的发展遇到了一定的瓶颈，但玉米价格的下降，有机、绿色畜产品等高端消费需求不断增加，创造了更大的消费空间;环境整治工作的扎实推进，沿海地区、水网地带禁养限养，畜牧生产北移西进等因素的出现，东北畜牧业快速健康发展的条件已经具备。

粪污还田将畜禽粪污作为有机肥施人土壤中，降低了处理粪污的经济压力，优化了土质，实现了物质和能量在动植物之间的良好交换及循环，是一种符合循环经济理念的粪污处理方式。同时粪污还田整个过程都伴随着氨气的释放，据估计养殖场在粪污储存过程中有60%的氮损失;粪污在抛洒过程中，氮以氨的形态损失;在粪污施放到田地3～5天的时间内，有20%～80%的氮以挥发和径流的方式损失[1]。这不仅造成了粪污的肥力下降，作物产量难以达到预期，还给环境带来了压力。提高养分利用率，减少资源损失，是粪污还田得以推广的基础。因此，现探究养殖场粪污还田模式下各环节氮损失的情况，并从经济和氮减排效果角度分析比较减少氨排放的措施，为养殖场粪污还田氨减排提供参考。

1 氮损失途径

畜禽粪便中的氮元素主要来自于饲料中的蛋白质，日粮蛋白质含量过高，氨基酸水平不平衡，存在难消化的含氮物质或含有抗营养因子，都会导致粪便中的氮元素含量异常[2]，间接导致更多的氮进入环境中。

由于粪污还田的时效性和养分利用的要求，粪污必然要经过无害化和储存的过程，粪中氮主要以有机物形式存在，若不及时处理，其中的铵态氮将以氨气的形式挥发进入空气中;尿中的氮主要以尿素的形式存在，易水解产生氨气，可见无害化和储存过程关系到氮的损失。

粪污还田根据不同的方式，氨损失也不一样。固体粪污还田的方式相对单一，通过抛洒翻耕即可以实现，若及时翻耕，可尽可能降低氮损失;液体粪污根据具体方法及设备的不同，可分为喷洒施肥、浅土施肥和深土施肥。喷洒施肥中由于粪液直接与空气接触，氮的损失率很高，浅土施肥次之，深土施肥氮的利用率最高。

2 氮减排措施

2.1 调整饲料配比

缺乏管理经验的养殖场或养殖户过于追求肉、蛋、奶产量，饲喂的日粮中蛋白质过高，未消化的氮随粪便排出的也更多。研究表明，日粮蛋白水平平均每降低1个百分点，可减少8%～10%的氮排泄量[3]，减少了氮排放，还节约了饲养成本，降低日粮蛋白，补充合成氨基酸还对提高生产性能有积极作用。总之，根据不同畜种、不同生长阶段调节日粮中能量和蛋白质用量，提高养分利用效率，避免营养过剩，可以有效的降低氮的排放，进而避免氮的损失。

2.2 优化无害化与存储工艺

粪污还田过程中的无害化特指堆肥，堆肥过程中的高温不仅可以杀灭粪便中的各种病原微生物和杂草种子，还能生成可被植物吸收利用的有效养分，使其具有土壤改良和调节作用。在堆肥过程中会产生氨气和其他臭气，通常在堆体表面增加覆盖物，降低太阳直射和风对粪堆的扰动以减少氨气的排放，是一种较简便的促进氮减排方法，常见的覆盖材料有塑料布、稻草、秸秆等。研究表明[4-5]，根据不同材料的性质，稻草等透气材料需要达到一定厚度才能有较好效果，有效性短，塑料布等隔水材料需要排氣系统来降低堆肥过程产生的气体;有效期较长，减排效果比透气材料好，成本比较高。也有使用腐熟好的粪做覆盖材料，经济实用，无需后续处理，但覆盖的过程比较繁琐。

2.3 选择合适的还田时间与方式

还田时间主要考虑温度、风速和降水[6]。温度越高、风速越快，氮以氨的形式挥发的速度越快;降水可有效减少氨的挥发，但过量的降水会导致氮随径流流失，污染河流和地下水。故应根据土质、土壤养分和作物情况，合理地人工灌溉，最大限度的提高利用率，保证氮元素停留在土壤中。粪污的还田方式对氮减排起到了更加决定性的作用。喷洒和浅土施肥的设备相对简单、廉价，大量的氮会在这种还田过程中以氨气的形式挥发，严重污染大气环境。深耕施肥的营养效率较高，但需要的机械设备更复杂，投资高，同时也会造成需要更大的土地来消纳粪污的问题，运营成本也更高。

3 结论与建议

根据氮元素在环境中的变化途径，以下措施可以提高氮的减排率：提高氮元素的利用率，降低在粪便中的含量，从饲换速率，减少氨气的排放，从储存环节减少氮的损失;合理选择还田时间，采取深耕或还田后及时覆土翻耕的方式，从还田环节减少氮的损失。结合地区气候特点，从有效性和经济性上考虑，可对以上措施进行改良，如用玉米秸秆或腐熟的粪覆盖，减少处理成本;修建地下粪污池，既少了氨气挥发，又避免冬季粪污冻结。总之，提高氮的利用率，降低氮损失，一方面降低农田的化肥施用量，改良土壤提高了作物产量，间接提高了经济效益;另一方面减少了通过挥发和径流损失到环境中氮，具有生态效益，为畜牧业的健康发展奠定好基础。

参考文献：

[1]Vanderzaag A，Amon B.Bittman S，et al.Ammonia Abatementwith Manure Storage and Processing Techniques[M].Costs ofNetherlands，2015.

[2]孔源，韩鲁佳.我国畜牧业粪便废弃物的污染及其治理对策的探讨[J].中国农业大学学报，2002， 7（6）：92-96.

[3]岳隆耀，谯仕彦.低蛋白补充合成氨基酸日粮对仔猪氮排泄的影响[J].饲料与畜牧，2007（3）：10-12.

[4]Vanderzaag A C，Gordon R J，Glass V M，et al.Floating Cov-ers to Reduce Gas Emissions from Liquid Manure Storages：AReview[J].Applied Engineering in Agriculture，2008，24（5）：657-671.

[5]Guarino M，Fabbri C，Brambilla M，et al.Evaluation of simpli-fied covering systems to reduce gaseous emissions from livestockmanure storage[J].Transactions of the Asabe，2006，49（3）：737.

[6]李晨艳，乔玮，严新荣，等.养殖场粪污还田模式下氨减排技术比选[J].四川环境，2017，36（4）：55-61.