畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便成分調(diào)研范文

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近年來，安徽省畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，2009年安徽省統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)表明，安徽省2007年畜牧業(yè)總產(chǎn)值為637億元，2008年達到807億元，較上年增加約26．7%，畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值的比例由2007年的30．78%上升到2008年的32．98%［1］，畜禽養(yǎng)殖數(shù)量和規(guī)模都有了顯著提高。規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展在解決了畜產(chǎn)品供給和帶動農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的同時也帶來了日益嚴重的環(huán)境污染問題。大多數(shù)規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場缺少有效的糞便處理措施，大量畜禽廢棄物和污水未經(jīng)處理直接進入水體，加劇了河流、湖泊的富營養(yǎng)化。據(jù)調(diào)查估計，目前畜禽糞便中氮、磷的流失量大于化肥的流失量，約為化肥流失量的122%和132%，畜禽廢棄物產(chǎn)生的環(huán)境污染，已成為我國農(nóng)村面源污染的主要來源之一［2－3］。此外，隨著規(guī)模化、集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，飼料中各種微量元素添加劑的使用也越來越廣泛。調(diào)查表明，我國每年使用微量元素飼料添加劑15萬～18萬t，由于吸收利用率低，大約有10萬t左右未被利用隨糞便排出［4］。目前畜禽糞便的主要利用方式是作為有機肥料施入農(nóng)田，其中大量重金屬的排放不但會造成土壤重金屬累積超標所帶來的嚴重生態(tài)破壞，更有可能進入食物鏈而對人類健康造成危害。規(guī)模化養(yǎng)殖所帶來的環(huán)境問題已經(jīng)引起世界的廣泛關(guān)注。

1材料與方法

1．1畜禽糞便樣品的采集在安徽省范圍內(nèi)分別選取淮南、廣德、巢湖、桐城、懷寧和穎上共6個地區(qū)的大型規(guī)模化養(yǎng)殖場所產(chǎn)生的畜禽糞便作為試驗材料，畜禽糞種類包括肉雞、蛋雞、肉牛、奶牛和生豬5種，按有機肥料的采集與處理方法采集樣品84個，其中肉雞糞18個，蛋雞糞12個，肉牛糞24個，奶牛糞18個，生豬糞12個。采集到的畜禽糞便樣品自然風干后過1mm尼龍篩，置于樣品袋中干燥保存?zhèn)溆谩?/p>

1．2樣品分析方法總N、P、K、有機碳等養(yǎng)分含量按照《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》中規(guī)定的方法進行測定［5］，Cu、Zn、Pb、Cd、Cr采用HNO3-HClO4(3∶1)消煮提取，原子吸收分光光度法測定，重金屬Hg和As采用原子熒光分光光度法測定。1．3畜禽糞便量及養(yǎng)分、重金屬排放總量的計算不同畜禽糞便排泄量及糞便中養(yǎng)分含量差異很大，與動物的種類、品種、生長期、喂養(yǎng)飼料等諸多因素有關(guān)。研究中畜禽種類的飼養(yǎng)周期和日排泄量綜合國內(nèi)資料確定，糞便中養(yǎng)分和重金屬含量等數(shù)據(jù)由該次調(diào)查取樣分析結(jié)果確定，養(yǎng)分及重金屬含量均以干基計。Q=N?T?P式中，Q為畜禽糞便年總產(chǎn)生量;N為飼養(yǎng)量，采用2009年安徽省統(tǒng)計年鑒中的數(shù)據(jù);T為飼養(yǎng)周期;P為排泄系數(shù)，是指單個動物每天排出糞便的數(shù)量。肉牛和奶牛生長期一般長于1年，因此排污周期取365d，采用年末存欄量作為當年的飼養(yǎng)數(shù)量;豬的平均飼養(yǎng)周期為199d，以豬的年出欄數(shù)代表豬當年的飼養(yǎng)量;禽類養(yǎng)殖中肉雞的生長期一般為55d，蛋雞為210d［6］，因缺少肉雞、蛋雞及其他禽類的具體統(tǒng)計數(shù)字，取肉雞的生長期55d代表禽類生長周期，以禽類的出欄數(shù)代替當年飼養(yǎng)量。各畜禽品種日排泄系數(shù)采用第一次全國污染源普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊中華東地區(qū)的數(shù)據(jù)［7］，見表1。用畜禽糞便年總產(chǎn)生量折算成干基質(zhì)量，乘以對應的糞便中養(yǎng)分及重金屬含量即可計算出安徽省畜禽養(yǎng)殖業(yè)2008年排放的氮、磷、鉀養(yǎng)分總量及Pb、Cr、Zn、As等重金屬總量。

2結(jié)果與分析

2．1總N、P、K養(yǎng)分含量由于畜禽種類不同，各養(yǎng)殖場間的飼料成分配比和飼料添加劑的使用量不同造成不同種類糞便中養(yǎng)分和重金屬含量差異較大。其中糞便全氮含量肉雞最高，平均為39．6g/kg，其次為生豬，平均35．1g/kg，蛋雞和奶牛依次為33．2和16．6g/kg，肉牛糞便全氮含量最低，為13．4g/kg;全磷含量蛋雞、肉雞明顯高于奶牛和肉牛，其中蛋雞最高，平均為18．9g/kg，肉牛最低，平均為10．7g/kg;全鉀含量不同品種間差異較大，奶牛和肉牛差別不大，分別為11.4和11．8g/kg，而蛋雞和肉雞分別達到30．8和27．7g/kg，顯著高于奶牛和肉牛;含水率方面除了肉雞糞便較干燥，含水率為41．1%外，其余畜禽品種的含水率均在75．3%～82．3%;有機碳含量上各畜禽品種差別不大，范圍在340．9～392．6g/kg。總體來看，由于蛋雞和肉雞消化道短，飼料中的養(yǎng)分吸收利用較少而隨糞便排出較多，因此蛋雞、肉雞中的氮、磷、鉀養(yǎng)分總含量高，分別達到82．9和83．0g/kg，其次為生豬，總養(yǎng)分含量達到69．0g/kg，奶牛和肉牛糞便中總養(yǎng)分含量最低，分別為40．3和35．9g/kg(表2)。

2．2重金屬含量由表3可見，糞便中鉛含量以豬糞最高，為20．6mg/kg，其次是奶牛，16．1mg/kg，蛋雞、肉雞和肉牛Pb含量差別不大，分別為13．3、12．8和13．8mg/kg;Cd含量除了肉雞較低，為0．33mg/kg外，其余各畜禽品種差別不大，平均含量范圍在0．45～0．59mg/kg;Cr含量生豬最高，為48.2mg/kg，其次是肉雞，32．6mg/kg，奶牛和肉牛差別不大，分別是18．4和19．1mg/kg，蛋雞最低，11．8mg/kg;Cu、Zn含量均表現(xiàn)為生豬＞蛋雞＞肉雞＞奶牛＞肉牛;Hg含量以蛋雞最高，102．5μg/kg，其次是生豬，44．0μg/kg，奶牛和肉牛含量差別不大，分別是25．5和29．8μg/kg，肉雞最少，為10.0μg/kg;As含量以生豬最高，19．75mg/kg，其次是肉雞、奶牛和肉牛，蛋雞含量最低，為0．98mg/kg。總體來看，豬糞中重金屬含量普遍高于牛和雞，尤其是Cr，約為蛋雞的4倍，Cu和As含量約是蛋雞的20倍;蛋雞糞中Hg含量較高，約為牛的3～4倍，其余重金屬含量都較低。此次取樣的畜禽糞便中Pb、Cd、Cr、Hg、As含量均沒有超出城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標準(GB8172－1987)和農(nóng)用污泥中污染物控制標準(GB4284－1984)中的含量控制標準值［8－9］，但因農(nóng)田或菜地連續(xù)多年大量施用而引起的重金屬累積超標風險依然存在。

2．3排放量估算由于安徽省統(tǒng)計年鑒中僅對牛和家禽總量的年末存欄量和出欄數(shù)量進行了統(tǒng)計，而沒有奶牛、肉牛、蛋雞、肉雞等不同畜禽品種的詳細數(shù)據(jù)，因此在計算過程中以奶牛和肉牛養(yǎng)分及重金屬含量的平均數(shù)值代表牛，以蛋雞和肉雞養(yǎng)分及重金屬含量的平均值代表禽類。通過計算得出安徽省當年畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的糞便和其中的養(yǎng)分、重金屬含量見表4。由表4可見，2008年安徽省畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的糞便中純氮、磷、鉀養(yǎng)分的排放量分別約為113235、58441和80573t，相當于24．62萬t尿素(含N量46%)、111．59萬t過磷酸鈣(P2O5含量12%)和16．18萬t氯化鉀(K2O含量60%)，按照2008年安徽省耕地面積414萬hm2，每1hm2農(nóng)田可承載的畜禽糞便的最大負荷為150kgN/hm2計算［10］，則安徽省耕地面積可承載的最大糞便量為62．1萬t總氮，而安徽省的畜禽糞便總氮量為11．3萬t，是耕地最大承載量的18．20%。2008年畜禽養(yǎng)殖業(yè)通過糞便排放進入到環(huán)境中的重金屬Pb為72．59t，Cd2．30t，Cr125．97t，Cu977．96t，Zn1123．98t，As32．67t，Hg為171．41kg。因為該調(diào)查對牛、豬和雞以外的畜禽種類缺少統(tǒng)計分析，以及計算方法上的原因，安徽省2008年畜禽糞便的實際產(chǎn)生量要大于以上計算結(jié)果。

3小結(jié)

安徽省地處華東地區(qū)，境內(nèi)江河密布，跨長江下游、淮河中游，五大淡水湖之一的巢湖橫臥江淮大地，快速發(fā)展的畜禽養(yǎng)殖業(yè)對農(nóng)業(yè)面源污染造成的壓力不容忽視，同時這些畜禽糞便中含有大量氮磷鉀養(yǎng)分也是寶貴的資源，通過沼氣工程、堆肥發(fā)酵等工藝將畜禽糞便進行無害化處理和資源化利用，不僅可以從源頭有效控制面源污染，還能夠發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，為養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展找到一條健康之路。畜禽糞便土地利用過程中需要重點關(guān)注重金屬的問題，避免畜禽糞便過量施用引起的重金屬超標污染土壤，因此要加強對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)控。