不同種植模式下的土地適宜載畜量

沙 茜，楊仁燦，胡清泉，常雅潔，鮑曉偉，張 斌，韓 敏，趙智勇

（云南省畜牧獸醫科學院 650224）

隨著國內農業不斷規?；耶a業程度化提升，對畜牧養殖為傳統副業并發展至農業主導產業[1]。依據2007年第一次全國污染源普查公布結果顯示，我國每年畜禽養殖所產生糞便量總計為38億t左右。調查得出，我國對畜牧糞便資源化利用率上，不足60%，未經過高效處理，往往會對水體、空氣以及土壤污染程度高[2]。目前國內種植業中，施用肥料過多，畜牧飼養不集中且糞污排放量過多等，為此，為有效解決上述問題，合理利用畜牧糞便中氮、磷養分，減少化肥用量尤為重要[3]。國內外學者基于不同角度出發，基于畜禽營養成分及糞便理化指標、近紅外光譜分析等，對畜禽糞便主要污染產生量預測模型快速建立，對禽畜糞便中主要污染物產生量進行估算和預測，并實現畜禽糞便合理資源化及無害化，并提供科學依據。文章就不同種植模式下的土地適宜載畜量情況做如下分析。

1 材料與方法

1.1 土地種植模式確定

目前對種植作物中，常見以下三類土地利用模式，包括糧食、果樹（蘋果）以及蔬菜，依據上述三項進行計算。糧食種植模式選擇：水稻-油菜，果樹種植：蘋果，蔬菜：大白菜、西紅柿、茄子、菜椒等。并對蔬菜種植模式分為下列兩類：溫室大棚蔬菜栽培、露地蔬菜栽培。大棚蔬菜栽培模式：菜椒-茄子、菜椒-西紅柿，露地栽培模式：茄子-大白菜、西紅柿-大白菜。

1.2 不同種植模式下土地氮磷需要量計算

土地養分需求量定義：單位土地面積下，通過計算產出作物、水果及蔬菜中土壤中所需要氮磷量，單位為kg/hm2，計算公式如下：LR=Y×A×10-2。Y定義：產物預期單位種植面積下作物產量，A為100kg產量中對營養元素需求量。水稻種植模式中，A作為秸稈、籽粒中對氮磷元素所需輸出量，將秸稈還田考慮進去，依據公式，對籽粒、秸稈中氮、磷含量計算：A=x×b×10-2。X：籽粒（秸稈）產量，b：籽粒（秸稈）中氮（磷）含量。依據籽粒以及秸稈中所含有氮、磷含量，對收獲物中氮、磷含量進行計算。

1.3 畜禽糞污氮磷提供量的計算

依據豬當量，對畜禽養殖中排污量計算，對豬當量定義：衡量情況下，畜禽氮磷排泄量計算度量單位，1頭豬為1個豬當量。計算豬場中不同年齡階段、營養水平及飼養條件，對豬場中糞尿中所得出氮磷每日平均產出量計算，對畜群結構綜合考慮下，對各個階段中欄豬、出欄豬總的糞便氮、磷產生量計算，對每年每頭豬所排出氮、磷量折斷，公式為下述方式：PM=Σ（Ni×Mi×ci×di）/Nbs×103，Ni：出欄豬、繁殖母豬以及后備公豬及母豬數量，Mi：對各類型豬生長過程中，糞便以及尿量排泄總量，ci：對各個類型豬及正常階段下，糞便及尿液中N、P排泄系數，di：各個類型豬生長階段中飼養天數，Nbs：存欄豬數量。

1.4 土地適宜載畜量計算

單位土地面積下，對一年中土地所消耗畜禽糞便中氮磷含量進行計算，總計所需豬單位。對農作物生長階段所需氮磷鉀需求比例以及畜禽糞便中氮磷鉀養分比例進行計算，當施肥過程中，一旦超出作物所需量，養分過量流失造成環境污染。由于國內土壤普遍缺鉀，本文文章中僅計算氮磷養分作為農田載畜量標準，遵循養分木桶效應，依據最小養分需求量并決定畜禽糞便施用量原則，以氮磷養分所需最小比例，作為最小農田載畜量，最終為農田匹配生態系統土地載畜量。水稻生態系統中，將生產中秸稈全部還田，并不考慮其他輸入以及輸出途徑，并計算氮、磷輸入量對作物載畜量。果樹種植模式：依據果實氮磷輸出，落葉還田計算，氮磷輸出量等同于果實輸出量。蔬菜種植模式下，輸出量為需求，并計算氮、磷需要量。輸入氮、磷全部由畜禽糞便提供，對不同種植模式下，下一公頃地所需量進行計算，對土地最大載畜量進行計算，具體公式如下：N=LR/PM，N：單位農田種植面積下，作物下一年可消納畜禽糞便量所對應豬當量，單位：豬當量/hm2；LR：預期單位面積下，作物所需氮、磷量。PM：1個豬當量能供給的氮、磷養分量。

2 結果

2.1 不同植物單位面積畝產量及氮磷吸收量

不同作物在單位面積內產量不同，每種作物所需養分量也不同，《畜禽糞污土地承載力測算技術指南》給出了參考值，詳見表1。

表1 不同植物目標產量及氮磷需要量

2.2 豬當量氮磷值

以2018年農業部（農業農村部）發布《畜禽糞污土地承載力測算技術指南》數據作為依據，國家統計局中對2016年云南省豬統計數據作為基礎，并依據不同生長階段以及生理階段中，對豬糞、尿、氮以及磷排泄系數進行計算，以繁殖母豬作為基礎計算一年排泄物中所含有氮、磷量，1個豬當量氮、磷排泄量分別為11kg、1.65kg，對畜禽糞污養分收集及處理和貯存過程中所造成損失綜合考慮及計算后，單位豬當量折算成養分供給，可分為7.0kg、1.2kg。

2.3 不同土地利用模式載畜量計算

以豬當量氮7.0kg、磷豬當量1.2kg計算，計算出不同利用模式下土地的最小載畜量作為適宜載畜量。蔬菜種植載畜量偏高，大棚種植模式下，平均66.86豬當量/hm2，露天種植模式下，平均為53.36豬當量/hm2左右；水稻種植模式下（不考慮秸稈還田），載畜量為39.4豬當量/hm2；蘋果種植模式下載畜量最低，為12.86豬當量/hm2，見表2。

表2 不同利用模式土地載畜量（豬當量/hm2/y）

2.4 糞便完全消納匹配土地面積-以1000頭存欄豬場為例

依據1000頭存欄自繁自養豬場為例，此時對土地可消納養殖糞污所匹配最小土地面積進行計算，選取1000頭存欄豬自繁自養豬場為例，此時蔬菜種植模式下，所需面積最低，蘋果所需匹配土地面積最多，其次為水稻-油菜種植模式，詳見表3。

表3 1000頭存欄豬場糞便完全消納需匹配土地面積

3 討論

目前畜禽糞便生產估算多選擇排泄系數法。因上述數據統計較為粗略，未將其他外界因素考慮其中，如畜禽生長階段不同排泄量差異性、土地載畜量環境以及氮磷負荷基礎等。本次研究開展中，對其土地利用模式上以作物輪作形式為基礎，并開展不同種植模式，分析不同作物對氮、磷養分需求分析，評估畜牧糞便對土地消納能力，進而確定適宜土地載畜量參數。

為有效降低畜牧養殖糞便污染及土地過多使用化肥現象，歐美等發達國家基于氮、磷畜牧糞便及農田面積規定，制定出適宜畜牧養殖數量，依據種植物不同以及所需氮磷需求量不同，選擇合適畜牧養殖數量。本次研究以豬作為例子，對不同階段中豬糞便排泄量折算為豬當量氮磷養分供給量，并構建不同種植模式下土地最小載畜量參數，結果得出，大棚蔬菜土地載畜量高達66.86 豬當量/hm2，果樹土地載畜量最低12.86豬當量/hm2。果樹中對氮肥利用率偏低，果園氮不足20%被果實帶走，蔬菜作物收獲部分可帶走55%的氮肥。以1000頭為例計算出不同種植模式下，需要匹配的土地面積為蔬菜作物最少16.86 hm2，其次是糧食種植模式25.38 hm2，果樹作物最多77.76 hm2。各地可根據該數據合理選擇養殖業數量，及所需匹配的土地面積，最大程度保障農業受益基礎上減少環境污染。

綜上所述，利用“養殖-種植”循環模式下能確定土地載畜量，規范區域養殖，且處理和利用養殖場廢棄物，增加土地分管理提供合理依據。