恩施州畜禽粪污土地承载力估算及污染风险评估初探

于健龙 郭文丹

湖北省恩施州畜牧兽医服务中心，湖北恩施 445000

畜禽产品主要包括猪、牛、羊、禽肉以及奶、蛋等，是满足人民肉食需求的主要来源。随着生活水平的提高，畜禽产品在人民的饮食结构中占比逐渐增加。显然，畜禽产品在增加农民收入、促进经济社会发展等方面都起着更为重要的作用。

恩施土家族苗族自治州位于湖北省西南部，由于山地多而平地少，近年来，按照省委省政府打造特色增长极要求，恩施州把推动畜牧产业绿色发展作为重要任务来抓，畜牧产业绿色发展成效明显。其中,推动畜禽废弃物资源化利用工作是实现绿色发展的重要手段。2017年，恩施州完成畜禽养殖“三区”（禁养区、限养区、适养区）划定，畜禽养殖禁养区关闭了39家规模养殖场（小区），完成了339家畜禽规模养殖场的污染治理工作，畜禽废弃物资源化利用工作得到长足发展。

当前，根据现有畜禽废弃物资源制定全州种养结合、农牧循环农业规划已迫在眉睫。而摸清全州畜禽废弃物资源总量，分析土地承载能力是制定规划的前置条件。然而，目前并无恩施州畜禽废弃物承载量的相关数据支撑。鉴于此，本文通过统计年鉴数据，初步核算了恩施州畜禽废弃物土地承载能力，并进行了风险评估，以期为后期工作的开展提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 基础数据

畜禽养殖数量来源于《恩施州统计年鉴-2016》公布的统计资料[1]，因恩施州畜禽养殖主要是猪、肉牛、肉羊和肉禽，奶牛、马、骡、家兔均占少数，不做统计。参照张国印等[2]的研究方法，根据各类畜禽的生长周期，猪（包含母猪）以生猪出栏数和母猪存栏数之和计算，牛以存栏和出栏数之和计算，鸡以肉鸡出栏数和蛋鸡存栏数之和计算，确定2016年畜禽的饲养量。

如表1所示，2016年恩施州猪存、出栏数为510.86万头/年，肉牛出栏、存栏数为58.67万头/年，肉羊存栏数为93.72万只/年，鸡为1 799.82万只/年。

表1 2016年恩施州主要畜禽出栏和存栏量 （万头、只/年）

1.2 畜禽废弃物产生量

根据农业部《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》[3]，出栏1头猪即为1个猪当量，肉牛、肉羊和肉禽换算成猪当量。

1.3 植物养分需求量

区域植物养分需求量=∑ni=1植物总产量×单位产量养分需求量

植物单位产量养分需求量参照农业部《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》要求，恩施州人工种草以及青饲料面积未做统计。

区域植物粪肥养分需求量=（区域植物养分需求量×施肥供给养分占比×粪肥占施肥比例）/粪肥当季利用率

综合考虑恩施情况，粪肥占施肥比例取值30%～100%，粪肥中氮素当季利用率取值30%，磷素当季利用率取值35%。

2 结果与分析

2.1 畜禽粪污排放量

恩施州全年氮排泄总量、粪便氮素和粪肥氮养分供给量分别为 89 738.82 t、44 869.41 t和28 553.26 t，全年磷排泄总量、粪便磷素和粪肥磷养分供给量分别为 13 460.82 t、11 129.95 t和8 094.51 t。其中生猪氮排泄总量、粪便氮素和粪肥氮养分供给量分别为 56 194.6 t、28 097.3 t和17 880.1 t，生猪磷排泄总量、粪便磷素和粪肥磷养分供给量分别为 8 429.19 t、6 743.35 t和 4 904.25 t，均占排泄总量的62.62%，可见生猪粪便是氮磷排泄的主要来源（表2）。分县市看，恩施氮排泄总量占比达到12.64%，除来凤、鹤峰外，恩施、利川、宣恩、巴东、建始、咸丰的磷排泄总量、粪便磷及粪肥磷养分供给量占比超过10.00%，其中恩施磷排泄总量占比达到20.54%。

表2 恩施州畜禽粪氮、磷排泄量及养分供给量 t/年

2.2 恩施州主要作物氮、磷需求量

根据恩施州主要作物产量，单位氮磷需求量，按照粪肥占施肥总量的30%～100%计算得出，恩施州区域植物N、P养分需求量分别为57 236.44 t和11 560.55 t，利川市、恩施市和巴东县区域植物N、P养分需求量分列前3位，分别为12 861.81 t和2 862.49 t、11 033.78 t和 2 257.63 t、8 612.56 t和1 540.26 t，分别占比22.47%和24.76%、19.28%和19.53%、15.05%和13.32%。进一步分析，按照区域植物氮、磷全部来源于粪肥的前提条件，则全州区域植物粪肥N、P需求量为80 539.84 t和1 3487.31 t，远高于畜禽粪氮、磷养分供给量（表2）；在粪肥供给量占比30%前提下，全州区域植物粪肥N、P养分需求量分别为24 161.95 t和4 046.19 t，其中N不足，P过量（表3）。

表3 恩施州区域植物N、P和粪肥N、P养分需求量 t/年

2.3 畜禽粪污耕地负荷评价

畜禽粪肥N、P负荷量是反映区域畜禽粪便对区域耕地土壤潜在污染风险的重要参数。本文参照了张国印等[2]的研究成果，确定粪肥年施N量的上限为170 kg/hm2，年施P量的上限为35 kg/hm2。在认定全部畜禽粪肥都施入土壤的条件下，本文计算结果表明，全州N负荷量均未超过上限值，N负荷量最大值为135.09 kg/hm2。进一步根据畜禽粪便土地负荷警报值分级[5]，计算得出恩施、巴东和咸丰均表现出粪肥N、P对环境“有”影响（表4）。

3 讨论与结论

通过计算发现，若全州所有植物N、P供给都来源于畜禽粪肥，那是不能满足需要的（表2、3）。但是，若粪肥N、P供应占施肥总量的30%前提下，恩施州区域植物粪肥氮养分需求量为24 161.95 t/年（表2），只需畜禽粪肥氮养分供给量的84.62%就可满足需要（表3）。当然，因本文未分析青饲料、高粱、花生等少部分种植面积不大的作物，导致区域植物粪肥氮、磷养分需求量减少，这也是影响本文区域植物粪肥氮、磷养分需求量计算结果偏低的原因。但不可否认，分析发现，尽管恩施州国土面积较大，但因耕地面积有限，恩施州畜禽养殖污染土地承载负荷仍然对环境产生影响。类比发现，与同在武陵山区的重庆巫溪相似，尽管巫溪畜禽粪污总氮、总磷排放量只有0.55和0.18万t/年，但因耕地面积偏小，全县部分乡镇已超过N、P负荷上限[5]。进一步分析恩施州畜禽粪肥N、P负荷量就能明显发现，恩施州N、P负荷量分别达到92.25 kg/hm2和26.15 kg/hm2，N、P负荷评价均对环境有影响，而且因本文未考虑尿液N、P产生量，因此恩施州N、P负荷量计算值相对偏低。

表4 恩施州畜禽粪肥N、P负荷量及评价分值

近年来，通过走绿色养殖新道路，积极开展畜禽养殖“三区”划定和畜禽养殖场的污染治理，恩施州畜禽养殖废弃物污染防治工作已取得很大成效。但必须指出，恩施州畜禽粪污土地承载能力已有少部分接近或高于临界值，科学规划畜禽养殖分区，动态跟踪畜禽养殖粪污排放工作已不容忽视。