云浮市畜禽粪污土地承载力估算及环境风险评价

何雅南 林伟彪 林彰文

摘要：本研究通过对2021年云浮市畜禽粪污土地承载力进行估算，对云浮市畜禽粪污资源化利用环境风险进行评价和分级。结果表明：云浮市畜禽粪污土地承载力预警级别为Ⅱ级，对周围环境稍有威胁；新兴县单位播种面积氮、磷养分负荷超出欧盟标准，预警级别为Ⅲ级，对周围环境有一定威胁。结合当地养殖规划，建议新兴县加大畜禽粪肥商品化程度，其他县（市、区）可通过控制养殖总量、制定种养结合规划和粪肥还田计划等措施，降低畜禽粪污环境风险。以期为云浮市创造更加绿色生态的环境。

关键词：畜禽；粪污；土地承载力；风险

随着农业农村现代化持续推进，我国畜牧业逐渐朝着标准化、规模化发展，畜禽养殖规模化率从2015 年的54.4%[1]提升至2022 年的70%以上，大量又集中产生的畜禽废弃物对环境构成不容忽视的威胁。从两次全国污染源普查情况可以看出，养殖业污染排放强度大幅下降[2]，但养殖业污染，尤其是畜禽养殖业污染依旧是农业源污染的重要组成部分。“十四五”以来，国家印发关于《“十四五”全国农业绿色发展规划》《“十四五”全国畜禽粪肥利用种养结合建设规划》等文件中可以看出，以粪肥还田、种养结合为主的畜禽粪污资源化利用是近年来畜禽养殖污染治理的主流方向。粪肥还田虽然能一定程度上解决畜禽养殖废弃物污染问题，但过量施用会对土壤、水环境造成污染，导致土壤板结、水体富营养化等不良后果[3-4]。云浮市是“十四五”期间广东省畜牧业发展重点区域，下辖的5 个县（市、区）中新兴县畜牧业发达，属于畜牧大县。及时、有效处理利用畜禽粪污，对当地畜牧业高质量发展具有重要意义。为此，本研究在综合分析云浮市种养现状的基础上，开展畜禽粪污土地承载力估算和风险评价，有针对性地提出对策建议，为提升粪肥还田安全性，科学开展畜禽粪污资源化利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本研究数据主要来源于《2022年云浮统计年鉴》《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》[5]（以下简称《技术指南》）。

1.2 计算方法

1.2.1 畜禽养殖量计算

本研究畜禽养殖量以猪当量计，按照不同畜种氮、磷排泄量分别进行折算，

式中：A为各种畜禽折算成猪当量的饲养总量，单位猪当量；APi为第i 种畜禽年均存栏量，单位头或只；MPi为第i种畜禽粪便中氮（磷）日排泄量的数值，参照《技术指南》和相关文献，单位g/头或g/只；MP为猪排泄粪便中氮（磷）的日排泄量的数值（表1），

单位g/头。

1.2.2 畜禽粪污氮（磷）养分供给量估算

综合考虑畜禽粪污养分在收集、处理和贮存过程中的损失，估算各县（市、区）畜禽粪污氮（磷）养分供给量。按以下公式计算。

式中：Q供给为粪污中氮（磷）的供给量，单位t；C为单位猪当量粪污氮、磷养分供给量，分别为7 kg、1.2 kg；以10-3为换算系数。

1.2.3 作物氮（磷）养分需求量估算

选取各县（市、区）种植面积最大、分布最广的12 种作物估算作物氮（磷）养分需求量。公式如下：

式中：Q需求为粪污中氮（磷）的需求量，单位t；Yi为辖区内第i种作物总产量，单位t；q为辖区内第i种作物形成100 kg产量所需要的吸收的氮（磷）养分量，参照《技术指南》和相关文献，单位：kg·100 kg-1；以10 為转换系数。

1.2.4 畜禽粪污氮（磷）养分可施用量

根据农作物氮（磷）养分需求量、土壤氮磷养分水平、粪肥施用比例对畜禽粪污可施用量进行估算。计算公式如下：

式中：Q可用为区域内畜禽粪污可施用量，单位t；FP为农作物氮（磷）养分需求中施肥供给养分占比，参考云浮市耕地质量监测报告和《技术指南》取值35%；MP为畜禽粪污施用量占施肥养分总量的比例；MR为粪肥中氮（磷）当季利用率，参考《技术指南》，氮素当季利用率取值25%，磷素当季利用率取值30%。

1.2.5 畜禽粪污土地承载力估算和风险评价

根据畜禽粪污氮（磷）养分可施用量和猪当量粪污氮（磷）养分供给量估算畜禽粪污土地承载力R，单位为猪当量。计算公式如下：

为进一步评价畜禽粪污还田利用对环境的影响风险，参考前人研究经验[7-9]，对畜禽粪污土地承载力预警值进行计算和分级（表2）。畜禽粪污土地承载力预警值计算公式如下：

式中：r为畜禽粪污土地承载力预警值；Rmax为辖区内畜禽粪污土地承载力理论最大值。

2 结果与讨论

2.1 云浮市畜禽养殖和主要作物种植现状分析

以不同畜种氮、磷排泄量分别进行计算，全市畜禽养殖量约为274.22 万猪当量、280.11 万猪当量，各畜种之间及各县（市、区）之间养殖量差异较大。家禽养殖量最大，其次是生猪、蛋鸡、家兔、肉牛、肉羊。新兴县养殖量最多，占比超过53%；其次是罗定市、郁南县、云城区、云安区。

全市作物播种面积约22.52 万hm2，以水稻、蔬菜、油料作物等农作物为主，各县（市、区）作物播种面积差异较大。罗定市作物播种面积最大，占比约34%，其次是郁南县、新兴县、云安区、云城区。郁南县作物类型与其他县区差异较大，是云浮市园地种植面积最大的县（图1）。

总体来看，云浮市种养区域分布不均衡，畜禽养殖主要集中在新兴县，农作物种植主要集中在罗定市，果树的种植主要集中在郁南县。对照欧盟限量标准，单位面积氮、磷负荷应不超过170 kg/hm2和

35 kg/hm2，新兴县单位播种面积氮、磷负荷全市最高，已超过欧盟限量标准（表3）。建议当地结合区域种养情况，差异化开展畜禽养殖污染防治工作。

2.2 畜禽粪污土地承载力估算和风险评价

还田利用是当前畜禽粪污资源化的重要途径之一，但单独施用粪肥不能为作物提供均衡养分，因此一般不推荐完全施用粪肥。本研究以粪肥施用比例50%（合理施肥）和100%两种情况，氮、磷2种养分，估算云浮市畜禽粪污承载能力，并进行风险评价。从图2中可以看出氮养分是粪污土地消纳的主要限制因素，后续分析围绕氮养分相关计算结果开展。

云浮市理论上能消纳564.87 万猪当量畜禽产生的粪污，全市预警值为0.49，属于Ⅱ级，有较低的环境风险；合理施肥情况下，能消纳282.44 万猪当量畜禽产生的粪污，接近全市养殖量。分县区看，云城区和新兴县养殖量超过合理施肥情况下的土地承载力，需重点关注。

从长期发展来看，在农业农村现代化“十四五”发展规划中，云浮市2025年养殖目标折算成猪当量约为529.11万猪当量（以氮计），逼近全市畜禽粪污土地承载力理论最大值，预警值将升至0.94，属于Ⅲ级，有一定的环境风险。

3 结论

（1）从畜禽粪污全量还田利用的角度出发，云浮市能完全消纳2021年产生的畜禽粪污。但新兴县单位播种面积氮、磷养分负荷超过了欧盟限定标准，粪污全量还田存在一定的环境风险，需要重点关注。其次，在粪肥施用比例50%的情况下，云城区的养殖量超过了土地承载力，建议持续关注。

（2）从长期来看，云浮市农业产业发展以畜牧业为主，结合当地发展规划，2025 年全市粪污土地承载力预警值将升为0.94，粪污全量还田将会产生一定的环境风险。建议根据当地产业结构和种养特点，合理规划控制养殖总量，提升畜禽粪污资源化利用水平。云城区和云安区建议通过限制养殖总量、制定种养结合规划等方式，降低畜禽粪污超量还田的风险；畜牧大县新兴县建议合理规划养殖空间布局，加大畜禽粪肥商品化程度；作物播种面积较大的罗定市和郁南县，建议抓好粪肥还田计划制定和技术培训，减少施肥不当导致的污染问题。

（3）本研究估算结果会与实际情况存在一定差异，畜禽养殖场户根据本研究方法进行计算时，需根据实际情况选择系数。一方面，不同养殖场户饲养方式和粪污清理、处理方式等会有所不同，会导致粪污量和氮、磷留存率存在差异，本研究采用的经验数值具有一定的代表性，但并不适用于所有养殖场。另一方面，土壤中氮、磷养分并非均匀分布，本研究参考云浮市耕地质量监测报告，使用统一的土壤氮磷养分分级和对应的参数进行计算，畜禽粪肥的可施用量会与实际情况有所差异。

参考文献

[1] 中华人民共和国国务院.国务院关于印发“十四五”推进农业农村现代化规划的通知 国发〔2021〕25号.中华人民共和国中央人民政府网.https：//www.gov.cn/gongbao/content/2022/content_5675948.htm.2021-11-12

[2] 胡钰，林煜，金书秦.农业面源污染形势和“十四五”政策取向——基于两次全国污染源普查公报的比较分析[J].环境保护，2021（1）：31-36.

[3] 宋江燕，吴根义，苏文幸，等.惠州市畜禽养殖污染耕地承载负荷估算及风险评价[J].农业资源与环境学报，2021（2）：191-197.

[4] 洪欣，卢秋，姚苏芝，等.畜禽养殖粪污还田對土壤和地下水的影响[J].农村经济与科技，2020（15）：1-3+36.

[5] 佚名.畜禽粪污土地承载力测算技术指南[J].甘肃畜牧兽医，2018，48（1）：18-20.

[6] 段恩泽，麻剑雄，常楚晨，等.兔粪的物理化学性质与发酵有机肥利用[J].中国养兔，2018（6）：36-39.

[7] 张晓华，王芳，郑晓书，等.四川省畜禽粪便排放时空分布及污染防控[J].长江流域资源与环境，2018（2）：433-442.

[8] 王恩玲，张永翠，王元臻，等.枣庄市畜禽粪污土地承载潜力及畜禽粪便环境污染预警分析[J].家畜生态学报，2021（7）：73-77.

[9] 张靖雨，汪邦稳，夏小林，等.安徽省畜禽养殖粪污土地承载力的时空分布特征[J].水土保持通报，2021（3）：357-364.

作者简介：何雅南（1994—），女，硕士研究生，助理工程师，主要从事农业农村污染治理政策和技术研究。

通讯作者：林彰文（1976—），男，博士研究生，主要从事农业农村污染防治研究。