1、第 3 期收稿日期：2021-11-25基金项目：山东省重点研发计划项目（Z201901）；中国农业大学烟台研究院科研项目（YT201909；YT201902）作者简介：王圣伟（1997-），男，山东烟台人，专业方向为土壤与肥料，（电话）13697642183（电子信箱）；通信作者，邵蕾（1980-），男，山东文登人，副教授，博士，主要从事土壤与肥料研究，（电子信箱）。第 62 卷第 3 期2023 年 3 月湖北农业科学Hubei Agricultural SciencesVol.62 No.3Mar.，2023王圣伟，周永馨，王丽霞，等.秸秆还田对畜禽粪污土地承载力的影响 J.湖北农业科学
2、，2023，62（3）：187-193秸秆还田对畜禽粪污土地承载力的影响王圣伟，周永馨，王丽霞，徐皓，王文飞，邵蕾（中国农业大学烟台研究院，山东 烟台264670）摘要：为完善种养结合、促进循环农业发展提供参考依据，通过猪当量法和求和法分别计算秸秆还田和不还田情况下的畜禽粪污土地承载力，分析秸秆还田对畜禽养殖发展潜力与产业布局的影响。结果表明，相较于猪当量法，求和法计算的黑龙江省粪便排泄量和粪便磷养分供给量分别提高37.5%、28.5%，氮养分供给量降低28.8%；畜禽粪污氮土地承载力提高40.4%（不还田）和9.4%（还田），磷土地承载力降低22.1%（不还田）和8.4%（还田）。秸秆还田后
3、，全省氮、磷土地承载力分别降低70.1%、67.7%（猪当量法）和76.7%、62.0%（求和法）。在还田和不还田情况下所求得全省氮承载力指数分别为1.23、4.10（猪当量法）和1.34、5.76（求和法），全省磷承载力指数分别为1.60、4.94（猪当量法）和1.46、3.85（求和法）。秸秆不还田情况下，2种方法计算的所有市（地区）养殖量未超过最大养殖量（以氮和磷为基准的土地承载力）；秸秆还田情况下，鹤岗市、绥化市、大庆市的养殖量超过以氮为基准的最大养殖量及大庆市的养殖量超过以磷为基准的最大养殖量（猪当量法），大庆市的养殖量超过以氮为基准的最大养殖量及齐齐哈尔市、绥化市、牡丹江市、大庆市
4、的养殖量超过以磷为基准的最大养殖量（求和法）。秸秆还田输入的养分降低了土地消纳的粪污量和畜禽养殖潜力。关键词：畜禽粪污；土地承载力；秸秆还田；土地承载力指数中图分类号：X71文献标识码：A文章编号：0439-8114（2023）03-0187-07DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2023.03.029开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effect of straw mulching on land bearing capacity of livestock and poultry manureWANG Sheng-wei，ZHOU Yong-xin，WANG
5、Li-xia，XU Hao，WANG Wen-fei，SHAO Lei（Yantai Institute of China Agricultural University，Yantai 264670，Shandong，China）Abstract：To analyze the effect of straw mulching on animal husbandry，the land bearing capacity（LBC）of livestock and poultry manure gained by the pig equivalent method and the summation
6、method comparing straw mulching with not mulching respectively werecalculated.The results showed that compared with PM，the amount of manure in Heilongjiang Province and phosphorus in the manurecalculated by SM increased by 37.5%and 28.5%respectively，while the amount of the nitrogen in the manure dec
7、reased by 28.8%，the LBC of the manure nitrogen increased by 40.4%（not mulching）and 9.4%（mulching），and the LBC of the manure phosphorus decreased by 22.1%（not mulching）and 8.4%（mulching）.Straw mulching decreased the LBC of the manure nitrogen and phosphorusby 70.1%，67.7%（PM）and 76.7%，62.0%（SM）respect
8、ively.With straw mulching，the provincial indexes of the nitrogen and phosphorus LBC were 1.23，1.60（PM）and 1.34，1.46（SM）.And without straw mulching，the indexes of the nitrogen and phosphorusLBC were 4.10，4.94（PM）and 5.76，3.85（SM）.In the case of straw not mulching，both nitrogen and phosphorus LBC（calc
9、ulatedby SM and PM）of all cities in this province were more than the amount of livestock and poultry（ALP）.In the case of straw mulching，the nitrogen LBC of Hegang City，Suihua City，Daqing City and phosphorus LBC of Daqing City were less than the ALP（PM），thenitrogen LBC of Daqing City and phosphorus L
10、BC of Qiqihar City，Suihua City，Mudanjiang City，Daqing City were less than theALP（SM）.Nutrients from straw mulching decreased the land bearing capacity of manure and the development potential of animal husbandry.Key words：livestock and poultry manure；land bearing capacity；straw mulching；index of land
11、 bearing capacity湖北农业科学2023 年随着经济社会的发展，规模化、集约化的畜牧养殖对环境产生的污染严重1。种植业产生的秸秆露天堆放、焚烧造成资源浪费和环境污染。畜禽粪污和秸秆的综合利用是农业农村环境治理工作的重点与难点。畜禽粪污和秸秆的最优利用方式是还田，而还田需要考虑土地的粪便负荷量和氮磷承载力2，3，杨朝飞4将30 t/hm2的粪便负荷量作为土地承载力的指标，计算畜禽粪污土地承载力要明确区域内粪污及氮磷养分的排泄量；2018年农业农村部发布的 畜禽粪污土地承载力测算技术指南 中将不同种类畜禽按照一定比例换算为猪当量，根据单位猪当量的粪便与氮磷养分排泄量估算区域内粪便及养
12、分排泄量（以下简称猪当量法）5；而以往畜禽粪便及养分排泄量的计算是根据不同种畜禽对应的饲养量、排泄系数、饲养周期及粪便养分含量计算该种畜禽的粪便及养分排泄量6，再对所有畜种的排泄量进行求和得到总粪便量和总养分量（以下简称求和法）。猪当量法只需计算区域内的总猪当量就可以根据给定的单位猪当量养分供给量常数计算该区域内的养分供应和土地承载力，虽然该方法计算简便，但未考虑区域内种群结构和不同种畜禽之间的差异。虽然求和法考虑了不同种畜禽之间的差异，但须考虑不同畜禽排泄系数、饲养周期、粪便养分含量等相关系数，且不同畜禽在不同阶段、不同地域、同一种类的不同品种以及饲喂情况等都会影响排泄相关系数，已有文献中的
13、排泄相关系数差异显著7-11。对土地承载力的研究中仅考虑了畜禽粪便还田情况下的土地承载力，而当秸秆还田后，其氮磷养分的输入会降低作物对粪便养分的需求量，从而降低畜禽粪污土地承载力。本研究以黑龙江省为例，运用猪当量法和求和法分别计算秸秆还田和不还田情况下的畜禽粪污土地承载力，分析秸秆还田对黑龙江省畜禽养殖发展潜力与产业布局的影响，为完善种养结合、促进循环农业发展提供参考依据。1材料与方法1.1数据来源本研究数据来源于 黑龙江统计年鉴2019，统计范围包括黑龙江省14个市（地区）畜禽饲养量、农产品产量和耕地面积。畜禽选取黄牛及肉牛、奶牛、猪、羊、家禽（养殖数量占全部畜禽的99.9%）为研究对象。农
14、作物选取水稻、玉米、大豆、小麦、谷子、薯类（播种面积占全部作物 96%）主要作物为研究对象。黑龙江省农垦总局于2018年摘牌，2020年正式撤销，年鉴中列出种植业数据，但其畜牧业数据包含于各地市。1.2计算参数1.2.1畜禽饲养量畜禽饲养量根据畜禽的出栏量和年末存栏量进行计算，猪、牛、羊饲养量计算方法参照王方浩等12 的研究。家禽饲养量参照韦春波等13 的研究，黑龙江省养殖家禽为肉蛋两用的地方品种，因此家禽饲养量按照肉蛋兼用型家禽进行计算。1.2.2畜禽粪便排泄系数及养分含量猪、牛、羊的粪便排泄系数（包括粪与尿）和粪便中 N、P2O5养分含量参照张羽飞等6的研究，家禽相关参数参照韦春波等13的
15、研究。1.2.3秸秆系数、农作物可收集系数和农作物副产品系数秸秆可分为田间秸秆（作物的茎和叶等）和加工副产物（如玉米芯、稻壳、花生壳等）14。田间秸秆通过秸秆系数与可收集系数估算，加工副产物通过副产品系数估算15；秸秆系数参照王晓玉等16的研究，可收集系数参照崔蜜蜜等17的研究；参照郭利磊等18的研究，当地农作物主要副产品有稻壳及玉米芯，其副产品系数均为0.17。1.2.4秸秆养分含量秸秆养分含量为秸秆干物质与对应养分含量的乘积19。主要农作物秸秆干物质与养分含量参照庞力豪等15研究。1.3计算方法1.3.1粪便排泄量1）求和法。Es=Ei=()Qi Ti Ci（1）式中，Es为粪便年排泄量（
16、求和法），万t；Ei为第i种畜禽粪便年排泄量；Qi为第 i种畜禽的饲养量；Ti为第i种畜禽的饲养周期，d，超过1年以1年（365 d）计；Ci为第i种畜禽排泄系数，kg/d或t/a。2）猪当量法。参照 畜禽粪污土地承载力测算技术指南（以下简称 指南），以存栏量折算，猪与奶牛、肉牛、羊、家禽的换算比例分别为 100 15、100 30、10 25、1 25，将不同畜禽饲养量换算为猪当量，以单位猪当量的排泄系数来估算全部畜禽的排泄量。指南 中粪污包括粪、尿和污水5。由于 指南 未提供单位猪当量粪污排泄量，故采用猪的粪便排泄系数计算猪当量法的粪便排泄量。Ep=Qp Tp Cp（2）式中，Ep为粪便年排泄量（猪当量法），万t；Qp为所有畜禽换算为猪当量的数量，万个；Tp为猪的饲养周期（365 d）；Cp为猪排泄系数，kg/d。1.3.2氮磷养分供给量1）求和法。养分供给量=（不同畜禽粪便排泄量养分含量）养分留存率。由于粪污养分在收集、处理和贮存过程中的损失5，因此需考虑养分留188第 3 期存率，参照 指南，氮、磷养分留存率分别为 62%、72%（以还田利用为主）。2）猪当量法。养分供给量=总