利用公益林消納規模化養豬場糞污的可行性研究

鄭志新 付博野 丁曉宇 劉利峰 王 偉 李 晨 孫建新 張曉霞 姚太梅 忻龍祚*

（1 河北北方學院農林科技學院 河北 張家口 075000；2 中糧家佳康(赤峰) 有限公司 內蒙古 赤峰 024000； 3 康保縣自然資源和規劃局 河北 康保 076650；4 中糧家佳康(張北) 有限公司 河北 張北 076450； 5 張北縣農業農村局 河北 張北 076450）

1 引言

“生態地緣主義”是基于人們對周邊環境的認識，根據地區的目標，轉變人們的思與行，使生態環境得到改善和永續發展，它是因地制宜的、非規定性的、實用導向的，而非標準化行為[1]。它源于扎根于一方水土的美好生活，也包括了人們的人文關懷，其最終目標是建立人與周圍環境的互惠互利關系。隨著“生態文明”的不斷完善及其在農林業發展理念中的逐漸滲透，“生態友好”越來越受專家學者及政府的關注，尤其是“地緣生態”[2]。我國農業集約化的發展，使得種植業和養殖業逐漸分離。目前我國的畜禽糞污綜合利用率極低，而糞污導致水體COD 值逐漸升高，且氨氮排放量相對較大，說明畜禽糞污嚴重污染了周邊環境，對居民的健康造成一定威脅，已成為農業面源污染之首[3]，這與“生態地緣主義”嚴重不符。筆者針對張家口壩上高寒高海拔地區規模化養豬場糞污消納現狀及公益林撫育現狀進行相關可行性分析，為當地的糞污消納和公益林撫育提供了新思路、新方向。

2 畜禽糞污消納方式

2.1 農田直接利用。這是最早的糞污消納方式，主要針對家庭及小型養殖場。家庭及小型養殖場產生的糞污數量少，人工處置起來相對容易。張家口壩上地區土地流轉之前，農戶基本采用該種方式消納自家的“農家肥”，土地流轉之后，種植、養殖結構的轉變使該種消納方式基本消失。

2.2 利用畜禽糞便生產有機肥或堆肥。該方法主要針對一些大型養殖場，且具備糞污干濕分離條件，可以有效的將糞污內液體和固形物分離。這種消納方式需要附近有對應規模的有機肥生產廠家及配套技術。

2.3 利用沼氣工程進行厭氧發酵，產生沼氣與沼肥，沼氣可以燃燒，用來發電、做飯等，沼液或沼肥因含有植物生長所必需的各種元素或有機物，可以作為經濟作物、糧食作物甚至林地的基肥或追肥，其良好的使用效果在各種作物上均已得到驗證[4～6]。

3 中糧家佳康(張北) 有限公司糞污消納方式及存在問題

3.1 中糧家佳康(張北)有限公司是中糧肉食投資公司在張北工會鎮新建的百萬頭生豬養殖基地，也是華北最大、河北省首家百萬頭現代化生豬養殖基地。在京津冀協同化發展的大背景下，該公司采用種植業與養殖業緊密結合的模式，全力打造了一條集健康、綠色、生態等特色于一體的循環農業產業鏈條。項目通過生豬養殖，利用糞污發展沼氣，沼液還田改良土壤，形成資源的循環利用，產業多級次增值的生態循環經濟鏈，為京津冀合作開創了一條的新思路，這是公司成立的初衷，也符合“地緣生態友好”的理念。

3.2 存在問題。目前，該公司在糞污處理上采取“水沖糞(水泡糞)”模式，產生的糞尿與水混合，體積大，數量多，難以干濕分離，只能靜置于集液池等待自然分層。因為露天堆放，糞污和廢水因臭味素等的存在，嚴重影響了周邊群眾的健康及生活環境。公司秉承“生態友好”理念，積極關注周邊環境及群眾生產生活，也開始效仿江蘇鎮江等地區采用的沼氣工程來實現糞污消納。但張家口張北縣地處高寒高海拔地區，年均溫度只有3.2 ℃，7 月平均溫度為19 ℃，最高溫度為33.4 ℃，而沼氣工程厭氧發酵的中溫溫度為35 ℃，高溫則要55 ℃，因此，在張北高海拔條件下本身并不具備沼氣工程的基本溫度條件。公司為了切實解決糞污的消納問題以及對周邊環境的影響，依然積極采用沼氣工程來對糞污進行資源化處理。由于溫度不滿足厭氧發酵要求，維持沼氣站運轉還需要額外使用電或者天然氣，使得沼氣工程成本大幅增加，而大量的沼液、沼渣等產物，因沒有合理利用方面的相關技術指導，依然在集液池內堆放，同樣對環境存在污染。

4 高寒半干旱區公益林消納糞污的可行性分析

4.1 高寒半干旱地區公益林亟待土壤養分混入。公益林是指以生態效益和社會效益為主體功能，依據國家有關規定劃定，經批準公布并簽有公益林保護協議的森林、林地及宜林地，包括防護林、特種用途林等。張家口壩上地區海拔高、西北風大、低溫酷寒、干旱少雨、蒸發量大，頂級群落為草甸草原，立地條件極差。吳云霞[7]等人對冀西北農牧交錯帶土壤養分狀況和理化性質進行分析，結果表明大部分土壤屬強堿性，除Ca、Mg、K 元素含量相對豐富外，其余大量元素均較為缺乏，有機碳、磷和微量元素也處于極度缺乏狀態。50 年代開始，張家口壩上地區就開展了大規模的以楊樹為主的農田林網建設，人工林從無到有，防護林面積得到了較快的發展，尤其是1978 年以后，國家先后在該地區實施了三北防護林、環首都周圍綠化、京津風沙源治理、退耕還林等重點生態工程。受客觀條件的制約，樹種選擇較少，基本以二青楊、毛白楊、榆樹為主，全部為純林，栽培技術粗放，以埋干、扦插為主，且造林密度大。由于大部分林分已經進入過熟期，生理功能逐漸喪失，加上持續干旱等因素導致的土壤肥力下降、地下水位下降等，導致林分質量極差，以楊樹為主的公益林體系亟待更新。目前，在林分樹種選擇上雖增加了樟子松等其它造林樹種，但張家口壩上地區的客觀條件仍然決定了楊樹還是主要樹種，土壤干旱、養分虧缺仍然是林分生長的限制因素。這就要求通過加強管理、多方投入、科學安排等措施來增加林分的土壤肥力，促進林分的自我更新和良好生長。在此過程中，合理引入含有各種營養元素的畜禽糞便，是實現公益林低成本撫育的可行性措施之一。

4.2 現有預試驗為公益林消納糞污提供了理論支持

4.2.1 豬糞的施肥試驗。為了對利用公益林消納糞污的可行性進行更深入的驗證，筆者前期進行了相關的預試驗研究。試驗地點位于張家口市張北縣二臺鎮金家村轄張家口市農科院種植資源圃內，試驗對象包括3 年生經濟林樹種杏扁、6 年生公益林樹種樟子松。試驗采用開溝方式，在試驗材料根系周圍以追肥方式澆施不同濃度的糞污上清液，以等量清水為對照。2個月后觀察其生長表現，發現所有處理的試驗材料均無死亡現象，且其葉片生長表現均優于對照。杏扁和樟子松的枝葉顏色明顯偏深綠，且生長勢健壯，樟子松更新針葉數量也明顯減少，即便是大濃度的處理(杏扁5 kg/株、樟子松120 kg/株)也可以消納。同時在附近其它地區，還嘗試了適中濃度對榆樹、柳樹等的影響試驗，均效果良好。該試驗持續時間相對較短，雖然生長狀況無具體數據支撐，但也可以說明由林地來消納豬糞糞污是可行的。

4.2.2 豬糞糞污的滲濾和重金屬測定試驗。團隊利用自制滲濾裝置，選擇張家口壩上地區常見的具有滲濾功能的沙土、浮石、沸石等做濾材，對糞污進行過濾，并測定其所含Pb、Cu、Zn、Cr 等重金屬含量。初期結果表明，滲濾物質的差異會導致滲濾深度出現不同，各種重金屬雖會出現累積和垂直遷移，但基本是出現在土壤的中層和表層，極少向下層移動。滲濾結束后，其濾液中總氮、銨態氮、總磷、Pb、Cu、Zn、 Cr 含量均在《地下水環境質量標準》(GB/T14848-93)和《農田灌溉水質標準》 (GB5084-92)范圍內，無明顯受污染指標，而其集液桶的自來水(用來模擬淺層地下水)未遭到破壞，水質符合農田灌溉水標準。就其對土壤的負面影響來講，目前的試驗結果顯示并不存在，初步認定用糞污進行林地灌溉是可行的。

5 總結

本文以“生態地緣友好”為視角，分別從規模化養殖場資源化利用糞污的迫切性、經濟性，以及公益林消納糞污的可行性等方面出發，通過對具體試驗和現有狀況進行分析論證，認為在高寒高海拔地區摒棄傳統的農田直接利用、沼氣工程等糞污消納途徑，利用公益林消納大量的豬糞糞污是可行的，既解決了規模化養豬場的糞污消納和環保問題，又給林地增加了養分供應，這是一條雙贏的符合“生態文明”發展理念的可持續發展道路，同時也為發展其它糞污消納途徑提供了相應思路。