陳鑫潔

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，大慶 163319）

畜牧業(yè)是一個(gè)以植物性生產(chǎn)為基礎(chǔ)的過(guò)腹增值的產(chǎn)業(yè)，由于畜牧業(yè)自身所存在的這樣的特點(diǎn)，所以黑龍江具有得天獨(dú)厚的畜牧業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)畜禽糞便污染已成為許多畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家所需要解決的嚴(yán)峻問(wèn)題，尤其是對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展較快、人口密度高的國(guó)家危害更大。如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模畜禽的生產(chǎn)發(fā)展已經(jīng)成為環(huán)境衛(wèi)生與保護(hù)領(lǐng)域中一個(gè)全球性問(wèn)題。大慶市自實(shí)施“農(nóng)轉(zhuǎn)牧”戰(zhàn)略以來(lái)，畜牧業(yè)已經(jīng)成為大慶市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，已經(jīng)成為了大慶市農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村發(fā)展的主要手段。大慶市畜牧生產(chǎn)總體上是標(biāo)準(zhǔn)化的，但是缺乏合理的環(huán)境管理措施和技術(shù)，而其控制處理畜牧養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生的糞、尿、廢棄物等方式不當(dāng)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅。如果排泄物處理不當(dāng)，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成潛在的影響和壓力。同時(shí)，畜牧業(yè)的環(huán)境污染也成為制約畜牧業(yè)發(fā)展的瓶頸。糞便和污水的隨意排放將會(huì)嚴(yán)重污染四圍的環(huán)境，直接或間接影響農(nóng)場(chǎng)本身，并且容易引起傳染病，降低畜產(chǎn)品的質(zhì)量和繁殖效率[1]。溫室氣體（Greenhouse gas，GHG）指大氣中的一種特定波長(zhǎng)輻射微量氣體成分，其可由自然產(chǎn)生或人為創(chuàng)造，它能夠吸收和反射從地球表面、大氣和云射出的熱紅外輻射譜段[2]。甲烷是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的重要因素之一，這也是反芻動(dòng)物發(fā)酵過(guò)程中能量損失的重要原因之一。運(yùn)用有效措施控制并且減少甲烷產(chǎn)生量，不僅可以減少畜牧業(yè)排放溫室氣體，而且畜牧業(yè)的生產(chǎn)效率、盈利能力和風(fēng)險(xiǎn)承受能力均會(huì)被提高，從而為我國(guó)的節(jié)糧型農(nóng)業(yè)和可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。據(jù)估計(jì)，牲畜糞便向大氣貢獻(xiàn)了約2.4 億t 相當(dāng)于甲烷的二氧化碳，是最大的人為甲烷來(lái)源之一。甲烷是僅次于二氧化碳導(dǎo)致全球變暖的第二大因素[3]。動(dòng)物在大腸腸道內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵所產(chǎn)生的CH4的排放量主要通過(guò)對(duì)不同動(dòng)物種類年終存欄量乘以對(duì)應(yīng)CH4排放因子獲得，對(duì)于動(dòng)物在大腸道內(nèi)進(jìn)行的發(fā)酵，建議利用當(dāng)?shù)靥匦詤?shù)來(lái)計(jì)算獲得CH4的排放因子，如果沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，則可以使用《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》中的建議排放因子[4]。據(jù)估計(jì)，在目前導(dǎo)致全球變暖的其他自然和人為來(lái)源的甲烷中，以糞肥為基礎(chǔ)的甲烷占4%。因此，對(duì)大慶畜禽糞尿和溫室氣體排量進(jìn)行了科學(xué)研究和分析，估算黑龍江省大慶市畜禽糞便產(chǎn)生的總含量及溫室氣體等有害物質(zhì)的含量[5]，以期能夠?qū)Υ髴c市畜牧業(yè)的發(fā)展和環(huán)境衛(wèi)生保護(hù)工作提供有益的指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)與方法

數(shù)據(jù)來(lái)源于2019 年大慶市統(tǒng)計(jì)年鑒及實(shí)地調(diào)研。

1.1 畜禽糞便排泄系數(shù)與生長(zhǎng)周期

畜禽糞便排泄系數(shù)是一個(gè)運(yùn)算各種畜禽糞便產(chǎn)生量的基本指標(biāo)，它與個(gè)體畜禽的健康狀態(tài)、生長(zhǎng)階段、生長(zhǎng)季節(jié)、飼料組成成分等密切相關(guān)，用來(lái)計(jì)算每天個(gè)體動(dòng)物平均產(chǎn)生的排泄糞便量[6]。畜禽糞便日排泄系數(shù)是根據(jù)國(guó)家環(huán)保總局以及有關(guān)研究機(jī)構(gòu)建議的估算系數(shù)[7]，每日排泄系數(shù)是一組動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。黑龍江省平均生長(zhǎng)期分別是豬180 d、牛365 d、羊180 d、禽為80 d[8]。畜禽糞便的日排泄系數(shù)和年排泄系數(shù)見表1。

表1 畜禽糞便的日排泄系數(shù)和年排泄系數(shù)Table 1 Daily excretion coefficient and annual excretion coefficient of livestock and poultry manure

1.2 糞污排放量計(jì)算方法

研究估算的畜禽的糞便和尿液，每年的糞便產(chǎn)量是根據(jù)牲畜和家禽的日排泄系數(shù)其攝食和生長(zhǎng)期計(jì)算的。計(jì)算公式為：

1.3 溫室氣體的排放量

運(yùn)用《低碳發(fā)展及省級(jí)溫室氣體清單編制培訓(xùn)教材》中的方法估算該地溫室氣體排放量[9]，公式為：

式中：Eenteric為某種GHG 的排放量，t/a；EFenteric為某種氣體的排放因子，kg·頭-1·a ；AP 為生豬年平均飼養(yǎng)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 2019 年不同家畜糞尿產(chǎn)生量

利用上述的估算公式，對(duì)2019 年大慶市不同畜禽產(chǎn)生的糞便量進(jìn)行了估算，結(jié)果見表2。

表2 2019 年大慶市不同畜禽糞便產(chǎn)生量（單位：萬(wàn)t）Table 2 Daily excretion coefficient and annual excretion coefficient of livestock and poultry manure

從表2 可知，2019 年黑龍江省奶牛、生豬、繁殖母豬、肉牛、羊和家禽的糞尿量分別為801.19、530.35、59.28、1 306.87、301.8 萬(wàn)t 和225.38 萬(wàn)t。同時(shí)，畜禽的糞尿產(chǎn)生量按大小排列依次為：肉牛＞奶牛＞生豬＞羊＞家禽＞繁殖母豬，其中糞尿產(chǎn)生最小的是羊，僅僅在畜禽糞尿總量中占據(jù)約2%；而糞尿產(chǎn)生最大的就屬豬和牛，這兩種動(dòng)物產(chǎn)生的糞尿量在總量中占據(jù)90% 以上。豬和牛糞尿產(chǎn)生量大是因?yàn)樾笄蒿曫B(yǎng)量、個(gè)體年產(chǎn)生量是影響畜禽糞尿總量的主要因素。因此，有必要密切注意牛糞和豬糞的污染，加快節(jié)糧型畜牧業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大奶牛，牛，羊肉羊等食用牲畜的繁殖規(guī)模[10]。此外，大慶市實(shí)施了“一頭豬兩頭?！钡男竽翗I(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，帶動(dòng)了養(yǎng)牛和養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展，養(yǎng)殖量逐年增加，直接帶動(dòng)了畜禽糞尿產(chǎn)量的持續(xù)增長(zhǎng)。

2.2 2019 年不同家畜溫室氣體產(chǎn)生量的計(jì)算

通過(guò)查閱有關(guān)資料，確定了溫室氣體的排泄系數(shù)。具體的參數(shù)見表3。利用表3 的系數(shù)，估算了大慶市溫室氣體的排放量，見表4。

表3 溫室氣體排放因子Table 3 Greenhouse gas emission factor kg·（頭·a）-1

表4 大慶地區(qū)溫室氣體排放量估算結(jié)果Table 4 Estimates of greenhouse gas emissions in the Daqing Region（t·a-1）

排放結(jié)果見表4，大慶2019 年畜禽腸道甲烷排放、糞便甲烷排放、氧化亞氮排放分別為1.78 萬(wàn)t、654.83 t、289.79 t。由此可見，在滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化消費(fèi)需求的前提下，我們應(yīng)該適當(dāng)減少養(yǎng)殖畜禽數(shù)量，從而可以降低養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。這也為實(shí)現(xiàn)畜牧行業(yè)的節(jié)能減排提供更多的可能[11]。

2.3 影響溫室氣體排放估算的因素

估算溫室氣體排放量存在一些不確定性。首先，估算溫室氣體的主要參數(shù)是排放系數(shù)，它受許多因素影響，包括畜禽的生長(zhǎng)和發(fā)育水平、繁殖的具體環(huán)境條件、日常飲食組成、糞尿的儲(chǔ)存和利用等原因上存在偏差，導(dǎo)致估計(jì)值也會(huì)有一定的偏差。鑒于牲畜和家禽的數(shù)量中死亡淘汰數(shù)量與繁殖母豬計(jì)入生豬相互抵消，但是該數(shù)據(jù)與溫室氣體排放潛力的比例仍然具有不確定性。

畜禽的糞便成分、儲(chǔ)存其溫度和濕度等都會(huì)影響溫室氣體的排放，實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排可以通過(guò)改善糞便存儲(chǔ)條件、選用固體糞便的處理方法、減少糞便儲(chǔ)存時(shí)間等方式。規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)可以使用除肥技術(shù)來(lái)收集肥料，在有效使用糞尿的基礎(chǔ)上，使用新的沼氣技術(shù)、工藝，來(lái)實(shí)現(xiàn)減少溫室氣體的排放[12]。

2.3 發(fā)展低碳畜牧業(yè)

發(fā)展低碳養(yǎng)殖是減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)資源再利用的重要手段。低碳牲畜是一種將生態(tài)循環(huán)利用，綠色和低排放結(jié)合在一起的牲畜發(fā)展模式，同時(shí)考慮到在現(xiàn)代牲畜發(fā)展模式的基礎(chǔ)上產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)，生態(tài)和社會(huì)的影響。期望在追求高質(zhì)量、高產(chǎn)量和安全性的基礎(chǔ)上提高對(duì)低碳排放的認(rèn)識(shí)，并在過(guò)程中盡可能減少能源消耗和溫室氣體排放。低碳牲畜的本質(zhì)是節(jié)能減排，最大限度地利用畜禽廢物，發(fā)揮可再生價(jià)值，減少污染物排放以及在先進(jìn)技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)資源回收。為了促進(jìn)大慶市畜牧業(yè)的溫室氣體減排和治理，有必要從大城市的溫室氣體減排和畜牧業(yè)角度評(píng)估溫室氣體排放，并根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)進(jìn)行溫室氣體減排技術(shù)的研究促進(jìn)畜牧業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

3 結(jié)論

畜禽糞尿的產(chǎn)生量可以直接表達(dá)黑龍江省的污染程度。2019 年，黑龍江省的豬，牛，綿羊和家禽糞便和尿液產(chǎn)量最高。黑龍江省內(nèi)大慶市的承載量最高，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于我國(guó)最合適的糞便負(fù)荷量。主要原因是因?yàn)榇髴c市耕地面積小，平均每單位耕地面積糞便承載量多，這將對(duì)該地區(qū)的畜禽糞便產(chǎn)生重要的影響。此內(nèi)容需要進(jìn)行進(jìn)一步研究。畜禽養(yǎng)殖規(guī)模之間的差異表明，導(dǎo)致畜禽糞便排放量存在明顯差異。近年來(lái)，黑龍江省實(shí)施“1 豬、2 牛、3 禽”的畜牧養(yǎng)殖發(fā)展戰(zhàn)略，直接影響了牲畜的組成和家禽糞便的排泄量。2019 年黑龍江省奶牛、生豬、繁殖母豬、肉牛、羊和家禽的糞尿量分別為 801.19、530.35、59.28、1 306.87、301.8 萬(wàn)t 和225.38 萬(wàn)t。同時(shí)，畜禽的糞尿產(chǎn)生量按大小排列依次為：肉牛＞奶牛＞生豬＞羊＞家禽＞繁殖母豬。

大慶市通過(guò)積極執(zhí)行國(guó)家和地區(qū)對(duì)畜禽糞便資源利用的要求，并與環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)委員會(huì)等12 個(gè)組織聯(lián)系，制定方案、落實(shí)層級(jí)責(zé)任，經(jīng)不斷努力，全市符合省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)282 個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)中有132 個(gè)建設(shè)配套設(shè)施，糞污處理設(shè)施裝備配套率達(dá)到46.81%。糞污產(chǎn)生量1 082.2 萬(wàn)t，通過(guò)堆肥發(fā)酵、干濕分離回床墊料、制作有機(jī)肥等方式實(shí)現(xiàn)資源化利用的有744.9 萬(wàn)t，占總量的68.82%。

禽糞尿是全球變暖氣體甲烷的最大人為來(lái)源之一。全面評(píng)估大慶市范圍動(dòng)物溫室氣體排放得出以下結(jié)論。在大慶市畜牧業(yè)的溫室氣體排放量與畜牧養(yǎng)殖數(shù)量成正比；大慶市畜牧業(yè)溫室氣體排放的主要排放源來(lái)自于牛，對(duì)溫室氣體排放的影響最大，其次是豬；農(nóng)戶散養(yǎng)的畜禽動(dòng)物比大規(guī)模繁殖的畜禽腸道發(fā)酵甲烷排放量更高。甲烷不僅具有的燃料價(jià)值，期望能夠?qū)ふ业椒绞胶头椒▉?lái)捕獲糞便產(chǎn)生的甲烷作為能源。我國(guó)鼓勵(lì)使用沼氣廠來(lái)從糞便中收集甲烷，這些沼氣廠主要是“家庭規(guī)?！钡膮捬跸鳎幚砥胀彝ワ曫B(yǎng)的牲畜糞便。還使用了幾個(gè)規(guī)模較大的“社區(qū)消化器”[3]。通過(guò)增加畜牧業(yè)規(guī)?；B(yǎng)殖，減少反芻動(dòng)物腸道發(fā)酵甲烷的排放、合理使用畜禽糞便和沼液以及通過(guò)綠化增加碳吸收等方法，可以使畜牧業(yè)的溫室氣體排放量減少。有多種糞便管理方式，例如放牧、每日施肥、自然風(fēng)干、液體貯存、氧化塘、舍內(nèi)糞坑貯存、沼氣池、燃燒、墊草墊料、堆肥和漚肥、好氧處理等方法[13]。糞污具有極大的影響力，要有必要加強(qiáng)糞污資源化利用回收。堅(jiān)持“源頭減量、過(guò)程控制、末端利用”基本理念，促進(jìn)農(nóng)牧對(duì)接、種養(yǎng)結(jié)合、綠色循環(huán)發(fā)展[14]。根據(jù)土地的情況，糞便污染的處理方式包括種養(yǎng)結(jié)合、深度處理、發(fā)酵床養(yǎng)殖等糞污處理模式；支持規(guī)?；髨?chǎng)配套相應(yīng)數(shù)量的土地，實(shí)現(xiàn)糞污的自產(chǎn)自消。協(xié)助社會(huì)服務(wù)機(jī)構(gòu)和專業(yè)公司在奶牛養(yǎng)殖集中的地區(qū)建立糞便集約化處理中心或有機(jī)肥料加工廠，奶牛糞便的儲(chǔ)存、收集、運(yùn)輸、加工和綜合利用產(chǎn)業(yè)促進(jìn)整個(gè)發(fā)展。發(fā)展現(xiàn)代化畜牧業(yè)，用科技和生態(tài)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一要推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化飼養(yǎng)。積極引導(dǎo)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)開展標(biāo)準(zhǔn)化的創(chuàng)建，加快場(chǎng)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施改造提升，提高生產(chǎn)設(shè)施裝備水平。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行行業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)，結(jié)合以奶業(yè)技術(shù)合作項(xiàng)目，大力推廣先進(jìn)應(yīng)用，實(shí)用配套化生產(chǎn)技術(shù)，加快畜禽養(yǎng)殖從粗放經(jīng)營(yíng)向高科技含量的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)畜禽良種化、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化、防疫制度體系化、糞污處理無(wú)害化和監(jiān)管常態(tài)化。