長沙市農業廢棄物年度存量研究

劉朝暉，劉 瓊

（1.湖南省農業科學院農業生物資源利用研究所，湖南 長沙 410125；2.長沙市農業機械化技術推廣站，湖南 長沙 410004）

農業廢棄物是指在整個農業生產過程中被丟棄的有機類物質，主要包括作物生產過程中的植物殘余類廢棄物，漁牧業生產過程中產生的動物廢棄物，農業加工過程中產生的加工類廢棄物和農村生活垃圾等[1]。按其成分分類，主要包括植物纖維性廢棄物（農作物秸稈、谷殼、果殼及甘蔗渣等農產品加工廢棄物）和畜禽糞便兩大類。狹義的農業廢棄物特指秸稈和畜禽糞便。我國是一個農業大國，農業廢棄物產生量極其巨大，其主要來自于種植業和養殖業。據估算，每年我國農作物秸稈總產量約為6.5億t，其中稻草2.3億t，玉米秸稈2.2億t[2]。畜禽糞便每年產生量約為17.3億t[3]。長期以來，由于沒有得到應有的重視，大量的農業廢棄物嚴重侵蝕和污染了生態環境，加劇了我國人類與資源環境危機。“十二五”期間，中央政府明確提出發展節能減排及可持續發展型生態農業，加大農業廢棄物資源化利用效率和范疇。為此，對長沙市范圍內主要農業廢棄物資源存量進行了調查估算，旨在為長沙市農業廢棄物高效資源化利用等方面的宏觀決策提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地區概況

長沙市位于湖南省東部，湘江下游長瀏盆地西緣。地理坐標為東經 111°53'~114°5'，北緯 27°51'~28°40'，總面積約 11 820 km2，常年居住人口約 704萬，屬亞熱帶季風性氣候。受氣候、地形與河流等因素影響，長沙土壤形成紅土和河流沖積土兩大類，土質肥沃，適干耕種。糧食生產是長沙農業的優勢，年產量超過 300萬t；長沙畜牧業興旺，寧鄉縣“流沙河豬”、長沙“大圍子豬”、瀏陽黑山羊均為全國聞名的牲畜品種，寧鄉縣生豬出欄量居全國第一。

1.2 方 法

1.2.1 數據來源 農作物秸稈產量和畜禽飼養量數據源于《長沙市統計年鑒（1998/2002/2006/2010）》已公布的統計資料，依據各類畜禽的生長周期分別確定其各年度飼養量及飼養時間。

豬：出欄肉豬平均飼養期一般為199 d[4]，出欄肉豬飼養量即當年的出欄數量，能繁殖母豬被歸為年末存欄量，按365 d生育期計算糞便排放量；牛、羊：生長期一般為365 d[5]，采用年末存欄量作為當年的飼養數量；家禽：平均飼養期為55 d[4]，家禽飼養量即當年的出欄數量。

1.2.2 畜禽糞便排泄系數 畜禽糞便排泄系數與畜禽的品種、體重、生理狀態、飼料組成和飼喂方法等有關。該研究參考武深樹等[6]結合洞庭湖區畜禽養殖的實際情況推薦的排泄系數（表1），對畜禽糞便排放量進行估算。

表1 畜禽糞便日排泄系數

1.2.3 畜禽糞便排放量估算 畜禽糞便年度產生量計算公式[5]為：

Q=N×T×P×10-6

式中，Q為年糞便產生量，t；N為飼養量，頭（只）；T為生長期，d；P為日排泄系數，g/頭（只、羽）。

2 結果與分析

2.1 農作物秸稈產生量及趨勢變化

長沙市近幾年主要的農作物構成有谷類（包括稻谷、小麥、玉米、雜糧）、豆類（包括大豆和雜豆）、薯類（包括紅薯和馬鈴薯）、油料作物（包括花生、油菜籽、芝麻）、經濟作物（包括棉花、麻類、甘蔗、煙草、藥材、蔬菜、瓜果）。如表 2所示，1998、2002、2006年和2010年長沙市主要農作物秸稈的產生量為235.33萬～299.84萬t，其中，2006年和2010年秸稈產生量最大，分別為297.34萬t和299.84萬t，而2002年秸稈產生量最小（235.33萬t），1998年秸稈產生量居中（265.97萬t），年度間秸稈產生量無明顯變化規律。

在農作物秸稈產生量中，以稻谷秸稈產生量最大，占農作物秸稈總量的71.98%～82.67%，其次是蔬菜作物秸稈，占農作物秸稈總量的8.37%～14.69%，其他作物秸稈年度產生量均低于9.42萬t（即不到秸稈總量的3.2%）。此外，研究還發現，隨著時間推進，小麥、雜糧兩種作物秸稈產生量呈下降趨勢，而蔬菜、芝麻兩種作物秸稈產生量呈上升趨勢，其他作物秸稈產生量未發現規律性變化。這主要是由于長沙市農業產業供需關系的變化及政府部門農業產業結構的調整等導致蔬菜等作物種植量逐年增加的結果。這也導致2006、2010年兩年秸稈總量相比2002年直接增加60萬t以上。

表2 1998～2010年長沙市主要農作物秸稈產生量 （萬t）

2.2 主要畜禽養殖量及趨勢變化

如表 3 所示，1998、2002、2006、2010 年長沙市主要畜禽養殖種類有生豬、母豬、牛、羊、家禽等。其中，生豬年度養殖量為1 034.95萬～1 283.47萬頭，且隨著年度推進，養殖總量呈增加趨勢，能繁殖母豬年度養殖量為38.55萬～51.81萬頭；牛（包括肉牛、奶牛、耕牛等）年度養殖量為24.99萬～51.70萬頭；羊年度養殖量為100.73萬～157.46萬只；家禽年度養殖量為1 783.18萬～5 807.27萬只，且隨便年度變化，養殖總量呈增加趨勢。這四年之間，長沙市主要畜禽糞尿產生量為1 377.08萬～1 713.07萬t，年平均產生量為1 485.78萬t（表4）。其中，糞尿產生量最大的是肉豬及繁殖母豬，年產量為896.94萬～1 100.34萬 t，占畜禽糞尿總產量的 64.23%～75.04%；牛糞尿年度產生量次之，為155.27萬～397.59萬 t，占畜禽糞尿總產量的10.64%～27.45%；家禽糞尿年度產生量居第三位，為46.88萬～152.67萬t，占畜禽糞尿總產量的3.40%～10.46%；羊糞尿年度產生量最低，為55.27萬～63.55萬t，占畜禽糞尿總產量的3.71%～4.45%。

畜禽糞尿排放量與動物種類、性別、生長期、飼料、天氣條件等因素有關[7]。受多種因素共同交互影響，估算畜禽糞便產生量與實際情況會存在一定誤差，年度間畜禽糞便產生量變化相對較大。但總體表明，年均糞尿產生量最大的是生豬，占年均畜禽糞尿總量的67.46%；其次是牛，年均糞尿量占總糞尿量的21.33%；而羊和家禽糞尿量均相對較低，依次僅占總量的3.99%、7.22%。因此，長沙市今后一段時間內，在糞尿污染治理中仍然以豬、牛糞尿為治理重點，相關研究[4-6，8]表明，畜禽糞尿中含有豐富的養分及有機質，經適當處理后可作優質有機肥，政府部門應加強政策引導將糞尿肥料化還田，促進養殖業與種植業協同發展。

表3 1998～2010年長沙市主要畜禽養殖量

表4 1998～2010年長沙市畜禽糞尿產生量概算 （萬t）

3 討論與結論

“十二五”期間，中央政府明確提出發展節能減排及可持續發展型生態農業，加大農業廢棄物資源化利用效率和范疇。而長沙地區氣候環境適宜，土質肥沃，種養產業發達，農業糞便產生量大。調查統計年度間比較發現，長沙市主要農作物秸稈的產生量為235.33萬～299.84萬t，其中稻谷秸稈產生量最大，占農作物秸稈總量的71.98%～82.67%；主要畜禽糞便產生量為1 377.08萬～1 713.07萬t，肉豬及繁殖母豬糞尿產生量最大，占畜禽糞尿總產量的64.23%～75.04%，其次是牛，年均糞尿量占總糞尿量的21.33%。長沙市主要農業廢棄物中秸稈僅占12.1%～17.9%，而畜禽糞便占82.1%～87.9%。因此，畜禽糞尿污染治理及資源化利用仍然是研究重點。

畜禽糞尿含有豐富的氮、磷、鉀成分[5]。目前，畜禽糞便主要利用方式仍然是發酵腐熟后肥料化還田[3-4]，許多發達國家大型養殖場也將周邊農田作為畜禽糞便主要利用和消納場所，以消化吸收其中的養分，這一途徑不僅能減少畜禽糞便肆意排放帶來的環境污染，而且可減少工業化肥大量應用對耕地質量的負面影響，節約工業能耗。因此，長沙市今后一段時間內，在糞尿污染治理中應仍以豬、牛糞尿為治理重點，同時，政府部門應加強政策引導，組織相關科研部門研究開發及產業化示范推廣，將作物秸稈及畜禽糞尿經適當處理（聯合堆肥腐熟、脫鹽、脫毒、脫重金屬等無害化處理）后作優質有機肥還田，促進養殖業與種植業協同發展。

[1]孫永明，李國學，張夫道，等.中國農業廢棄物資源化現狀與發展戰略[J].農業工程學報，2005，21（8）：169-173.

[2]孫振鈞，袁振宏，張夫道，等.農業廢棄物資源化與農村生物質資源戰略研究報告[R].國家中長期科學和技術發展戰略研究，2004.

[3]李國學，張福鎖.固體廢物堆肥化與有機復混肥生產[M].北京：化學工業出版社，2000.

[4]嚴愛蘭，李 鋒.杭州市生物質能源畜禽糞便產生量估算及利用建議[J].科技創新導報，2011，（5）：214.

[5]王方浩，馬文奇，竇爭霞，等.中國畜禽糞便產生量估算及環境效應[J].中國環境科學，2006，26（5）：614-617.

[6]武深樹，譚美英，黃 璜，等.湖南洞庭湖區農地畜禽糞便承載量估算及其風險評價 [J].中國生態農業學報，2009，17（6）：1245-1251.

[7]丁疆華.廣州市畜禽糞便污染與防治對策[J].環境科學研究，2000，13（3）：7-19.

[8]彭 里，王定勇.重慶市畜禽糞便年排放量的估算研究[J].農業工程學報，2004，（1）：288-292.