中国畜禽粪便资源量评估相关参数取值商榷

包维卿，刘继军，安 捷，谢光辉



中国畜禽粪便资源量评估相关参数取值商榷

包维卿1,2，刘继军3，安 捷3，谢光辉1,2※

（1. 中国农业大学农学院，北京 100193； 2. 国家能源非粮生物质原料研发中心，北京 100193； 3. 中国农业大学动物科技学院，北京 100193）

畜禽粪便是重要的有机废弃物资源，但长久以来一直没有关于畜禽粪便资源量评估参数取值的系统性研究，因此该文旨在研究确定各种畜禽的年饲养周期、粪便含水率、养殖规模化系数的合理取值。该研究通过搜集1995年以来的国内外发表的相关文献获得这3个系数的取值，讨论并分析了前人取值的合理性与可靠性，纠正了可能存在的取值误区。最终确定了猪的年饲养周期为179 d，兔的年饲养周期为147 d，肉鸡、肉鸭和鹅的年饲养周期分别为59、59和80 d，而役用牛、肉牛、奶牛、羊、马、驴、骡、骆驼、蛋鸡以及蛋鸭的年饲养周期为365 d。各类畜禽粪便的含水率在51.0%～84.2%之间，其中鸭粪便含水率最低，猪粪便含水率最高。2015―2016年各主要畜禽的平均养殖规模化系数在28.1%～74.1%之间。该研究的结果将有助于更加准确地评估中国畜禽粪便的资源量，促进畜禽粪便的资源化利用的产业发展。

粪便；含水率；畜禽粪便资源量；年饲养周期；养殖规模化

0 引 言

当前，中国正处于城镇化快速发展的阶段，大量的农村人口进入城市就业居住，造成农村地区劳动力的缺失，种植业与养殖业朝着集约化与规模化的方向发展[1-2]。传统模式中的种养一体化系统正面临冲击，化肥的大量使用使得畜禽粪便中的养分无法得到利用[3]。中国是畜牧产品生产和消费大国[4]，大量的畜禽粪便带来的农业面源污染及其资源化综合利用正日益受到广泛的关注。一方面，农业面源污染规模大并且治理难度大[5]，另一方面，畜禽粪便是用作堆肥、厌氧发酵的优良原料[6-7]。因此，准确评估畜禽粪便资源量，对于促进面源污染的控制，循环利用政策的制定、学术研究和产业化发展具有重要意义。关于中国畜禽粪便资源量的研究报道有很多，但估算结果却存在很大差异。本研究的前文报导[8]讨论并完善了畜禽粪便及其产量计算中相关参数的定义，通过全面分析改进了的计算公式。但是，相关计算的系数取值差异大也是粪便资源量估算结果差异的主要原因[8-10]。因此，本研究根据近20 a来前人相关的研究结果，对畜禽粪便资源量计算所用的相关系数取值进行总结分析，并确定畜禽粪便资源量估算当中畜禽年饲养周期、畜禽粪便含水率以及畜禽养殖规模化系数的合理取值。

1 数据来源

本研究中，畜禽粪便的定义和研究范围参照本系列研究的前文报导[8]，综合了主流年鉴[11-14]中所有的畜禽种类，包括猪、牛（含役用牛、肉牛、奶牛）、羊、马、驴、骡、骆驼、兔、家禽（含肉鸡、蛋鸡、鸭、鹅）。数据来源于以下几个方面。

1.1 文献数据库

通过查阅1994―2018年间发表的畜禽粪便研究相关的原创性论文，着重分析前人对于畜禽年饲养周期以及含水率在中国不同省市自治区（不包括香港、澳门和台湾）的取值。

1.2 图 书

查阅已出版的图书，重点查询农业指导、相关教材等近生产实际方面的书籍资料。

1.3 政府部门

通过查询政府门户网站、相关报告等，获取畜禽粪便管理相关政策，对部分未完全公开的数据向有关管理部门提交信息公开申请以获取数据。

1.4 咨询专家

走访包括高校和科研院所、行业协会、养殖屠宰企业等方面的专家，进行了座谈与访问相结合的调研活动。

2 结果与分析

2.1 年饲养周期取值

畜禽的年饲养周期取值取决于其饲养期，而饲养期随着早年由散养为主向规模化养殖的转变发生了很大的变化。1999年全国农业技术服务推广中心[15]给出猪的饲养期为240 d、肉鸡为180 d；2001年彭里等[16]调研时，因散养占比大对于猪的饲养期的取值为300 d；2002年国家环保总局自然生态保护司的文件[17]中给出了肉鸡的饲养期为210 d。这些早期的取值都不符合当前养殖业发展的实际状况，因此，本研究重点从2006年以来前人报导（表1、表2）分析各类畜禽年饲养周期的取值。

表1 2006―2016年前人对牛、羊、马、驴、骡、骆驼、蛋鸡的年饲养周期取值及本研究取值

注：a：原文为蛋禽；b：原文为牛；c：原文为家禽；d：原文为出栏周期。

Note:a: Egg poultry in the cited literature;b: Cattle in the cited literature;c: Poultry in the cited literature;d: Feeding cycle in the cited literature.

2.1.1 牛、马、驴、骡、骆驼、蛋鸡的年饲养周期取值

根据中国养殖业实际状况，牛、马、驴、骡、骆驼、蛋鸡的饲养周期都大于1 a，因此年饲养周期取值为365 d，这与2006年以来前人对畜禽粪便研究的该系数取值基本一致（表1）。少数研究不一致的除主要因为没有将蛋鸡从蛋禽或家禽区分出来以外，只有极少研究取值明显错误，如对肉牛取值为120[37]、160[28]或300 d[23]，而一般肉牛22～24月龄出栏[22]。

2.1.2 羊的年饲养周期取值

以前养羊以成年羊出栏为主，饲养期一般要2 a以上[44]，所以多数研究羊粪便产量的报导将羊年饲养周期取值为365 d。当前，羔羊出栏占的比例越来越高，其饲养期一般5～8月龄[22,45]。这样，羊的年饲养周期取值应该考虑这2种不同出栏羊的饲养量比例，如果以羔羊出栏的饲养量大到一定程度，羊的年饲养周期就可能小于365 d，前人研究中确有少数报导[27,30,33,37,39]将羊的年饲养周期取值为120～240 d（表1）。这是今后准确评估羊的粪便产量研究的发展方向。

但是，出栏的羔羊质量要比成年羊小得多，其排泄系数也应该小得多，而当前对羊排泄系数的取值仍按成年的。因此，本研究认为，当前，在不能获得这2种出栏羊的数据，也不容易获得育肥羔羊的排泄系数时，羊的年饲养周期仍应取值为365 d。这样，计算羊粪便时饲养量仍按年末存栏量，比实际饲养量小，另一方面，由于羔羊个体质量小导致年末存栏数要比可能的成年羊数多、排泄系数也大，两者误差会部分抵消向实际值接近。实际上，本文统计的2006年以来前人研究中有79%的报导，对羊的年饲养周期取值为365 d（表1）。

综上所述，面对当前的经济背景，传统模式的抄核收管理工作已然无法适应现代化社会的发展需要。电力营销中抄核收作业的每项具体环节，都必不可少的会存在一定的管理问题，供电单位因此需要予以具体环节以重视，积极更新管理概念，提高抄核收的自动化以及智能化管理水平，不断提升供电企业的电力营销质量和生产量满足现代化社会的需要，推动电力抄核收工作的长期发展。

表2 2006－2016年以来前人对猪、兔、肉鸡、鸭和鹅的年饲养周期取值及本研究取值

注：a：原文为肉禽；b：原文为家禽；c: 本表中剔除“105～110”及1994年、2002年和2004年数据后平均值(=14)；d:基于中国不同种类兔饲养比例及其饲养周期（表3）加权平均得到；e：按当前肉鸡生产技术49 d饲养期加10 d空舍消毒期；f：按肉鸭和蛋鸭养殖数量比8∶1，将饲养周期加权平均取值；g：按鹅肉以10周龄出栏加上空舍消毒期10 d。

Note:a: Poultry for meat in the cited literature;b: Poultry in cited literature;c: The value (=14) was averaged, excluding annual statistical of 1994, 2002, 2004, and the value of “105~110”;d: The value was taken according to weighted average of the proportion and feeding cycle period of different rabbits;e: The value was taken in the consideration of 49 feeding days, and 10 purge and disinfection days of broiler chicken;f: The value was taken according to weighted average of the ratio of broiler duck to egg duck (8:1);g: The value was taken in the consideration of 10 feeding weeks, and 10 purge and disinfection days of goose.

2.1.3 猪的年饲养周期取值

2006年来畜禽粪便资源量研究中48%的报导对猪年饲养周期取值为199 d（表2），源于2002年发表的文献[17]，还有1份报导明显取值偏低（105～110 d），1份明显偏高（300 d）。此外的报导共14份（5%），对猪年饲养周期取值范围为150～180 d，其取值来源多样，有研究者明确为实际调研获得，来源不明确者本研究也默认为作者调研获得。这样，将这14份报导取值数据（=14）的平均值179 d作为当前猪的年饲养周期，与本研究在重庆与北京等地养殖场调研的结果一致，符合中国生猪品种和养殖技术不断改善提升的现状。

2.1.4 兔的年饲养周期取值

在所能查询到的文献中，75%的研究将兔年饲养周期取值为90 d，源于2002年出版的著作[41]（表2）。兔的饲养周期因不同类型而大为不同，据专家调研中国不同种类兔饲养比例及其饲养周期（表3），本研究按加权平均得到兔的年饲养周期取值应为147 d，该取值与前人研究[10,25]中的取值140 d接近。

表3 中国不同种类兔饲养比例及其饲养周期

注：数据来源为专家调研。

Note: Data were obtained by investigation from experts.

2.1.5 肉鸡、鸭和鹅的年饲养周期取值

前人研究的各种畜禽粪便产量报导中，对家禽年饲养周期取值差异最大（表1、表2），其错误主要表现在把蛋鸡年饲养周期按肉鸡取值，或将肉鸡按鸭、鹅取值，或反之将鸭、鹅按肉鸡取值，或对所有家禽不加区分统一取相同的年饲养周期。中国鸡饲养量较大，取值不当将是导致结果偏差较大的主要原因之一。

在本研究查到的文献中，64%的报导将肉鸡年饲养周期取值为55 d，其引用文献可溯源至2004年张克强的报导[42]（表2）。10多年以来肉鸡饲养技术的提高，有可能缩短了其饲养期，确实也有12%的报导（共3份）对肉鸡取值为42～49 d。而且，根据当前普及的养殖技术确定肉鸡出栏最佳期平均为7周龄[46-47]。但是，在实际规模饲养过程中，家禽分批出栏，前批出栏后需要对圈舍进行空置消毒，不同的养殖户所实施的空舍消毒期一般介于5～40 d不等，一般养殖户多采取10 d，因此将肉鸡的年饲养周期取值定为59 d。

2006―2012年的报导将鸭和鹅的年饲养周期取值为210 d（表2），也是源于2002年的文献[41]。自2013年，除了相同取值外，有部分研究者对鸭取值为39.5～80 d，对鹅取值为55～89 d。鸭分蛋鸭和肉鸭，根据国家和行业推广的技术，蛋鸭在达到500日龄或者72周龄，产蛋率降低，无饲养价值后淘汰[48-49]。肉鸭一般于7周龄出栏上市[50]，同肉鸡一样，加上空舍消毒期将饲养周期取值应为59 d。因此本研究将蛋鸭的年饲养周期确定为365 d，肉鸭的年饲养周期确定为59 d。同时，本研究依当前水禽生产现状的报导[51-52]推算，中国肉鸭和蛋鸭养殖数量的比值为8∶1，以加权平均法将鸭年饲养周期取值为108 d。鹅以肉用仔鹅为主，一般以中鹅于10周龄出栏[53-55]作为鹅的饲养周期，加上空舍消毒期10 d，确定鹅的年饲养周期取值为80 d。

2.2 含水率取值

前人报导畜禽粪便含水率的文献很少。黎运红[34]报导了南方6省部分畜禽粪便的含水率，文中既没有明确是否含尿，也没有明确采用鲜样还是放置一定时间的样，所以尽管其样本量较大，但数据可靠度有待考证，同时该研究与贾伟报导[32]中应用的含水率皆忽视了畜类粪便中的尿。由于禽类的粪与尿液在体内经泄殖腔混合后再排出体外[56]，所以禽类没有尿产生，其粪的含水率即是粪便的含水率。因此本研究根据前人对畜类粪和尿的含水率（表4、表5）、粪和尿的日排泄量（表6）计算畜类粪便含水率。

表4 前人报导的畜禽粪的相对含水率

注：a：该文献未报导样本量；b：为本研究采用的数据；c：原文为家禽。

Note:a: No sample size in cited literature;b: The results adopted by this research;c: Poultry in cited literature.

%

表5 前人研究报导的畜类尿的相对含水率

注：a：所有引用文献均未报导样本量；b：对于猪、牛和马尿的含水率分别取全国农业技术推广服务中心、彭里等和向壔[15,58-59]数据的平均值，对羊尿含水率取全国农业技术推广服务中心和向壔[15,59]数据的平均值，对驴和骡的尿含水率取全国农业技术推广服务中心[15]的数据。

Note: a: No sample size in all cited literature; b: The urine moisture content of pig, cattle and horse were according to the average of references[15,58-59], the urine moisture content of sheep was according to the average of references[15,59], the urine moisture content of donkey and mule were according to reference[15].

张景略等[57]和彭里等[58]报导了畜类粪的含水率（表4），但是，文中没有样本量，而且含水率数值偏高。全国农业技术推广服务中心[15]报导的含水率，样本量较大，畜禽种类也全面，因此，其数据可信度高而本研究决定采用，不采用其他文献数据。对尿的含水率也有3个报导（表5），全国农业技术推广服务中心[15]的数据较为全面，另外2份文献[58-59]的数据也合理。由于均没有报导样本量，本研究对于猪、牛和马尿的含水率分别取3个报导数据的平均值，对羊尿含水率取向壔[59]和全国农业技术推广服务中心[15]数据的平均值，对驴和骡的尿含水率取全国农业技术推广服务中心[15]的数据，由于目前未能查询到兔尿含水率的研究，故以羊尿含水率代表兔尿含水率进行计算（咨询专家所得）（表5）。

前人研究中粪尿日排泄量的报导较多（表6），同一动物种类的数据差异较大也是合理的，因为不同地区、不同时间、动物不同饮食和饮水量，都会带来排泄粪和尿的差异。但是所报导的文献多，本研究采用平均值，应用公式[8]计算出畜类粪便的含水率，禽类粪便的含水率采用全国农业技术推广服务中心[15]数据，一并列于表7。各类畜禽粪便的含水率分布在51.0%～84.2%之间，其中，猪粪便的含水率最高，而鸭（包括肉鸭和蛋鸭）粪便的含水率最低。

表6 前人研究中畜类的粪和尿的日排泄量

注：a：平均值为本研究采用的数据。

Note:a: Mean values were selected for this research.

表7 本研究对各类畜禽粪便含水率的取值

2.3 养殖规模化系数取值

近年中国各主要畜禽的养殖继续向规模化和专业化方向发展，规模化养殖程度逐年上升，近2 a中国主要畜禽养殖规模化系数在28.1%～74.1%之间（表8），其中，肉鸡养殖规模化系数的平均值最高，而肉牛最低。

表8 中国主要畜禽养殖规模化系数

注：本表数据由申请农业部畜牧业司政府信息公开获得。a：平均值为本研究采用的数据。

Note: The data were obtained through government information publicity from Ministry of Agricultural and Rural Affairs.a: mean values were selected for this research.

2.4 小 结

该研究通过搜集1994－2018年间发表的文献，走访政府部门以及行业专家，系统地分析了畜禽粪便资源量评估过程中畜禽的年饲养周期、畜禽粪便的含水率以及畜禽养殖规模化系数这3个系数的取值。结果表明，前人对于年饲养周期的取值未能将不同饲养时期，不同饲养用途的畜禽种类考虑全面，本研究追溯了前人研究畜禽年饲养周期取值的来源并对其进行了评价。考虑到不同饲养时期与用途的畜禽种类并结合了生产实际，确定了各类畜禽准确的年饲养周期（表9）。前人[32,34]对于畜禽粪便含水率的研究中皆忽视了粪便中尿的含水率，因此得出粪便的含水率偏低，本文分别考虑了粪与尿的含水率，得出各类畜禽粪便的含水率（表9）。前人研究中未能给出中国规模化养殖系数。本研究向主管部门申请了政府信息公开，得到了中国主要畜禽的规模化养殖系数（表9）。

表9 本研究确定的畜禽粪便资源量计算系数合理取值

3 结论与展望

该研究通过对前人研究结果的系统性分析与总结，明确了在评估畜禽粪便资源量时，畜禽的年饲养周期、粪便含水率以及养殖规模化系数的取值。确定了猪、兔、肉鸡、肉鸭和鹅的年饲养周期分别为179、147、59、59和80 d；役用牛、肉牛、奶牛、羊、马、驴、骡、骆驼、蛋鸡和蛋鸭的年饲养周期均为365 d，并且，该研究首次将禽类空舍消毒期纳入年饲养周期内。明晰了前人在研究畜禽粪便含水率时只研究了粪而忽视了尿的含水率这个误区，最终确定各类畜禽粪便的含水率在51.0%～84.2%之间，其中以鸭（包括肉鸭和蛋鸭）粪便的干物质含量最高，以猪粪便的干物质含量最低。该研究首次提出了中国畜禽养殖规模化系数的取值，在农业农村部统计的2015―2016年主要畜禽（包括猪、肉牛、奶牛、羊、肉鸡和蛋鸡）中，肉鸡的养殖规模化系数平均值最高，达到了74.1%，而肉牛最低，仅为28.1%。

在此基础之上，未来畜禽粪便资源量的研究还应该在以下方面进行深入研究。

1）需要明确畜禽粪便排泄系数的取值，该系列研究将另文系统分析前人对于畜禽粪便排泄系数的研究成果，确定其合理取值。

2）需要进一步确定骆驼粪便的理化性状以及马、驴、肉鸭、蛋鸭、鹅等畜禽的规模化养殖系数。

3）根据最合理的系数取值研究中国畜禽粪便的资源量以及处理利用现状，以期对畜禽粪便资源化管理政策的制定者提供科学依据。

致谢：本研究就兔的种群结构、饲养周期及其尿的含水率咨询了中国农业大学动物科技学院秦应和教授，就鸭、鹅粪便含水率相关问题咨询了中国农业大学动物科技学院王斐然博士，特致谢忱。

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Discussion on value-taking of relative parameters for assessment of livestock and poultry excrement resource in China

Bao Weiqing1,2, Liu Jijun3, An Jie3, Xie Guanghui1,2※

(1.100193; 2.100193; 3.100193)

Livestock and poultry excrement (LPE) is an important waste organic resource. An integrated evaluation of LPE quantity would significantly improve controlling the pollutant generated from livestock and poultry husbandry, however, for a long time, a consensus on LPE and an appropriate agreed-upon parameter selection were still lacking. Hence, this research aimed at determining the value of feeding cycle period, moisture content of LPE and commercial scale husbandry coefficient in evaluating LPE resource. This research collected the related literatures published in China or abroad since 1995 to gather various values of these parameters. Firstly, for the feeding cycle period of different kind of livestock and poultry, the rationality and reliability of the values from previous researches were collected and analyzed, and the possible wrong values were corrected. Noteworthy, this research firstly took the purge and disinfection period for poultry shed into consideration because it’s necessary in poultry husbandry industries. Secondly, the moisture content was of great importance for dry weight basis evaluation, because only the LPE in dry weight basis had comparability with other biomass. For a long time, researchers took the moisture content in feces into consideration only, however, ignored the moisture content in urine. This research gathered all related results in available publications, which were summarized to form a feasible conclusion. Thirdly, knowing the commercial scale husbandry coefficient would be helpful to LPE logistic, so this research required government information publicity from Ministry of Agricultural and Rural Affairs. Hence, our results showed that the annual feeding cycle period of the pig was 179 days, the rabbit was 147 days, the broiler chicken, broiler duck and goose was 59, 59 and 80 days (including the purge and disinfection period of 10 days), respectively, the feeding cycle period of draft cattle, beef cattle, dairy cow, sheep, horse, donkey, mule, camel, egg chicken and egg duck was 365 days. The moisture content of LPE ranged from 51.0% to 84.2%, among which, duck excrement exhibited the lowest moisture content, and pig excrement showed the highest moisture content. In 2015－2016, the commercial scale husbandry coefficient of the major livestock and poultry (including pig, beef cattle, dairy cow, sheep, broiler chicken and egg chicken) ranged between 28.1%-74.1%, thereinto, the broiler chicken was the highest while the beef cattle lowest. With the up-dated coefficients, LPE production could be evaluated more precisely and the results of this research would help livestock farmers to manage and recycle LPE and facilitate related legislation to achieve the ecological agriculture in China.

manures; moisture content; livestock and poultry excrement resource; feeding cycle period; commercial scale husbandry coefficient

包维卿，刘继军，安 捷，谢光辉. 中国畜禽粪便资源量评估相关参数取值商榷[J]. 农业工程学报，2018，34(24)：314－322. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.038 http://www.tcsae.org

Bao Weiqing, Liu Jijun, An Jie, Xie Guanghui. Discussion on value-taking of relative parameters for assessment of livestock and poultry excrement resource in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(24): 314－322. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.038 http://www.tcsae.org

2018-05-14

2018-12-16

中国清洁发展机制基金赠款项目“中国有机废弃物能源化利用的碳减排潜力与管理政策研究”（2014083）

包维卿，主要从事中国有机废弃物能源化利用潜力研究。Email：baowq@cau.edu.cn

谢光辉，教授，主要从事非粮生物质原料和能源植物研究。Email：xiegh@cau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.038

X713

A

1002-6819(2018)-24-0314-09