规模奶牛场养殖用地承载力测算及提升耕地消纳能力途径的研究分析

规模奶牛场养殖用地承载力测算及提升耕地消纳能力途径的研究分析杨新建1，孙玉娟2（1.阿克苏地区农业农村局，新疆

阿克苏

843000；乌鲁木齐

830004）

2.新疆维吾尔自治区畜牧厅畜牧科技资料编译室，新疆

摘要:种植业与养殖业结合是畜禽养殖废弃物防治和资源化利用最为理想的处理途径和方式。本文以存

栏100头奶牛规模养殖场为例,依据《畜禽粪污土地承载力测算指南》,计算出规模养殖场需要配套消纳种植小

麦的耕地面积约为33hm2,并对影响消纳耕地面积的几个因素进行探讨,如果减少排污量20%,则可减少所需耕地面积20%；采用沼气发酵方式处理污水,则可减少所需耕地面积4.5%；种植固氮量的玉米作物,比种植小麦减少所需耕地面积16%；配套耕地含氮量较高,由Ⅲ级变为Ⅱ级多需要25%的耕地面积。

关键词:用地承载力；耕地消纳能力；途径

中图分类号:X503.22

文献标识码:B

表1百头规模化奶牛场畜群种类

牛群种类

饲养头数各群占总存栏(头)的比例(%)

103060100

10.0030.0060.00100

饲养周期

(月)

61212

文章编号:1003-4889(2019)02-0035-03

应用种养结合模式是畜禽养殖粪污防治和资源化利用最为理想的处理途径和方式。在建场选址初期,就应科学规划养殖场生产布局,规范养殖行为,充分考虑养殖场周边有无与养殖规模相适应的农作物或果树种植等耕地,按照“种养结合、生态还田”的原则,作为发展种养结合生态循环模式的行为准则,避免因布局不合理而造成环境污染。下面,以100头养殖规模的奶牛场为例,依据《畜禽粪污土地承载力测算指南》,就规模养殖场消纳粪污所需耕地面积进行测算,并根据影响消纳面积的几个因素进行分析,探讨减少消纳耕地所需采取的途径。

1奶牛规模养殖场畜禽粪便养分供应量1.1规模奶牛场牛群种类及养殖数量

年存栏100头奶牛的规模奶牛场,其牛群养殖结构及饲养周期见下表1。1.2规模奶牛场粪肥养分供给量

根据奶牛场饲养不同种类存栏数、粪尿排

收稿日期：2018-01-25

第一作者：杨新建(1980-),男,汉族,大学本科,

畜牧师,主要从事畜牧业工作。

犊牛育成牛成年牛合计

泄量、养分留存率,测算出一个百头规模化奶牛场提供的粪肥养分供给量,计算公式1如下：

公式1：MN(总)=MN1×P

式中：MN(总)—规模养殖场粪尿排泄量养分总供给量,t；MN1—规模养殖场粪尿排泄量总量,t；P—规模养殖场粪便管理过程中养分留存率,%。其中：规模养殖场粪尿排泄量氮养分总供给量见表2。

我区大部分规模奶牛养殖场粪污收集方式主要以固体粪便堆肥发酵、污水氧化塘贮存或厌氧发酵后利用,粪污收集处理过程中,按氮留存率推荐值为62%,磷留存率推荐值为72%计算,见公式2。

公式2：MN(总N)=MN×P=10.66×62%=6.6t

MN(总P)=MN×P=1.59×72%=1.15t

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表2规模养殖场粪尿排泄量氮养分总供给量

牛群种类犊牛育成牛成年牛合计

饲养头数(头)10

3060100

饲养周期(月)6

1212

粪便排放系粪便排放量尿液排放量粪便总氮排粪便总磷排数(kg/d)(t/年)(t/年)泄量(t)泄量(t)

59

2040

2198761104

730

10.66

1.59

注：1﹑尿液排放量按100头奶牛,日均产尿量20kg/头的排泄系数计算；2﹑粪便总氮排泄量,按牛粪中总氮4.37kg/t﹑

尿液按8kg/t系数计算；3﹑粪便总磷排泄量,按牛粪中总磷1.18kg/t﹑尿液按0.4kg/t系数计算。

2规模化奶牛场周边植物种植土地粪肥养分需求量

2.1我区典型作物产量(表3)

表3部分地区典型作物单产

地州名昌吉州伊犁州

小麦5.935.53

玉米9.5812.19

棉花1.972.10

辣椒41.35

t/hm2番茄107.93

表5地州昌吉州伊犁州

地州作物667m2产量所需总氮养分小麦0.180.17

玉米0.220.28

棉花0.230.25

辣椒0.210.14

t/hm2番茄0.364.69

26.531419.73

注：数据来源于新疆统计年鉴2017年。

2.2各种作物100kg产量需养分(表4)

表4各种作物100kg产量需氮磷量推荐值

N(kg)2.33P(kg)0.31作物种类

小麦

大田作物蔬菜

玉米棉花辣椒番茄

11.70.510.33

3.040.110.1

注：数据来源于农业部办公厅《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》。

2.3不同地州作物以每667m2产量计算所需养分

不同地州作物以667m2产量计算所需的养分等于单产乘以作物100kg产量所需养分,见表5。3规模奶牛场排泄物养分消纳耕地需求3.1单位耕地面积粪肥养分需求量

由于规模养殖场配套的土壤肥力、粪便施肥占比和粪肥当季利用效率不同,规模养殖场所处地域单位土地需要投入粪肥养分需求量也不同,计算见公式3：

公式3：MN=(A×B×C)/Q

其中：MN：单位耕地面积粪肥养分需求量；A：单位耕地面积总氮养分需求量；B：施肥

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供给养分占比；C：粪肥占实肥比例；Q：粪肥当季利用率；基于我区昌吉州肥力为Ⅲ级(土壤全氮含量小于0.8g/kg),施肥供给占比为55%；粪肥替代比例为50%、粪肥当季利用率25%的利用现状下,采用干清粪+固体粪便堆肥还田+污水厌氧发酵+沼液贮存还田的利用模式。

如果配套耕地种植小麦,根据表5,则小麦需要总氮量为0.18t/hm2,则需要粪肥总氮量为：

MN(总)=(0.18×55%×50%)/25%=0.198t3.2单位耕地面积粪肥养分供应量

根据规模奶牛周边植物种植土地养分需求量、施肥比例、粪肥占施肥比例和粪肥当季利用效率计算,计算方法如下：

公式4：A=MN1/MN2

式中：A—规模养殖场需要配套的耕地面积,hm2；MN1—规模养殖场粪尿排泄量总氮供给量,t；MN2—单位耕地面积总氮平均需求量,t/hm2。

则100头规模奶牛场如果配套耕地种植小麦,则需要配套耕地面积为：

A=6.6/0.2=33hm2

4影响耕地消纳能力的因素分析

依此类推,影响规模养殖场耕地消纳面积的因素较多,主要有：畜种污染物排放量；规模养殖场排泄物收集处理方式；种植

作物的种类；消纳粪肥耕地种植的作物产量；耕地氮养分水平等,下面分别举例说明如下：

4.1减少畜禽污染物排放量对规模养殖场粪污消纳土地面积的影响

采用源头减量,减少畜禽规模养殖场污染物排放量,是减少规模养殖场所需配套耕地面积首先选择的方式。如奶牛规模养殖场,通过采取饮水系统改造,将饮水器由卧床一侧,改为牛舍外墙处,减少奶牛嬉水造成的污水增量；清粪方式将水冲粪改为机械干清粪；配套固液分离设备,推广清洁回用生产模式,如将污水经过多次沉淀,取上清液冲洗挤奶厅,固体经高温快速发酵后垫料还圈等技术。如果将排污量减少20%,则根据公式2,养殖场总氮排放量为5.28t,根据公式5,则需耕地面积为26.4hm2,减少6.6hm2,减少20%的耕地需求面积。

4.2改进排泄物收集处理方式对规模养殖场粪污消纳土地面积的影响

如果粪污处理方式,由污水氧化塘改为以沼气工程处理为主的处理方式,氮的留存率推荐值由62%提高到65%,则相同规模奶牛养殖场,根据公式2,可计算出排氮总含量为6.3t；根据公式4,计算出需要消纳耕地31.5hm2。比采用污水氧化塘处理,可减少消纳耕地1.5hm2,减少4.5%。(上接第17页)治污、精准利用,实现养殖业粪

4.3种植不同作物种类对规模养殖场粪污消纳土地面积的影响

相同的规模养殖场,如果消纳粪污耕地由种植小麦改为种植玉米,则根据表4和公式3,可计算出每公顷玉米需要总氮量为0.24t。依据公式4,可计算出需要消纳耕地27.5hm2,比种植小麦可减少需要消纳耕地5.5hm2,减少16%。如果种植小麦,加复播玉米,则仅需耕地16.67hm2既可,减少可消纳耕地面积50%。4.4提高作物产量对规模养殖场粪污消纳土地面积的影响

根据表3,如果规模养殖场配套消纳粪污耕地种植小麦产量由395.3kg/667m2提高到450kg/667m2,根据表4、表5,则小麦总氮需求量为0.2t/hm2,依据公式3、公式4,可计算出需消纳耕地面积为30hm2,比每667m2产量减少耕地3hm2,减少9%。

4.5提高耕地氮养分水平对规模养殖场粪污消纳土地面积的影响

如果规模养殖场配套耕地面积肥力由Ⅲ级(土壤全氮含量小于0.8g/kg)提高到肥力为Ⅱ级(土壤全氮含量0.8~1.0g/kg),施肥供给占比为45%；粪肥替代比例为50%、粪肥当季利用率25%的利用现状下,根据公式3,计算出种植小麦总氮需求量为0.16t/hm2,根据公式4,可计算出需要耕地面积为41.27hm2,高出8.27hm2,多需要25%的耕地面积。■参考文献:

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源化利用问题及对策—以成都市新津县为例[J].安徽农业科学,2018(35)：87-90.

[2]朱宏杰.广西畜禽养殖业废弃物产生的环境问题

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[3]彭焕新,张少杰,曹小玲,等.中小畜禽养殖场对生

态环境的影响[J].中国畜禽种业,2018,14(11)：48.[4]王颖,李素霞,房金武,等.畜禽养殖业粪污处理现

状与对策[J].畜牧兽医科技信息,2018(11)：12.[5]吴夏智.畜禽养殖粪污治理模式与技术要点[J].农

业开发与装备,2018(11)：173.

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污处理和利用方式多样化,最大限度降低畜禽粪便对环境的污染。

畜禽养殖废弃物是我国农业发展过程中最大的污染源,同时也是一项亟待解决的问题,但畜禽养殖废弃物资源化利用是一个系统工程,需要多个部门加强协作沟通,各司其职,从源头上控制畜禽污染的管理工作。同时,畜禽养殖废弃物资源化利用也是提高养殖户的经济收益,促进我国畜禽养殖行业可持续发展的重要举措,也是实现乡村振兴战略的的重大决策部署。■