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黄淮海地区畜禽粪尿氮素资源利用及其环境效应研究

赵路  
【摘要】: 畜禽粪尿中氮素的环境去向一直是畜牧业发展的重要问题,氮素向大气和水体环境的排放量直接影响着养分进入土壤中的数量,并且在一定程度上决定了土壤中养分的作物可利用效率。目前国内的学者大多数是针对微观领域的畜禽粪尿氮素的环境去向进行深层次剖析,对于宏观尺度上粪尿氮的产生到还田整个过程的研究还较少,并且对于土壤氮养分可利用潜力的分析也较少。因此,本研究以黄淮海三省两市地区饲养数量较多的猪、奶牛、鸡粪尿氮的环境去向为研究对象,在查阅国内外文献以及实地调研的基础上,运用RAINS模型的理念以及养分流动的特点,以“畜舍—储藏—农田施用”这一过程为链条,系统的分析了三种畜禽在不同养殖规模、不同环节上粪尿氮的大气、水体去向,并对土壤中氮养分资源的可利用数量进行了核算,根据不同粪尿处理条件下氮的损失途径不同,进行了减少畜禽粪尿氮素环境排放、增加养分可利用量的情景分析。研究结果表明: 1.2005年,黄淮海地区三种畜禽的粪尿氮总产生量为326.2万吨,规模养殖和农户散养下的贡献率分别为64%、36%。从畜禽种类来看,三种畜禽粪尿氮产生量为:猪鸡奶牛;而在规模养殖下,三者的关系为:鸡奶牛猪。规模养殖逐渐占据主导地位,并且鸡粪尿氮的产生量明显高于猪。 2.三种畜禽粪尿氮的大气排放量要高于水体排放量以及土壤中作物可利用量,而在规模养殖下,水体排放量在三者中占有较大比例。猪对于氮的大气排放量和水体排放量贡献最大;猪粪尿氮进入土壤、可被作物利用的数量为22.6万吨,在三者中最高。 3.三种畜禽在不同的环节损失呈现不同的规律。猪粪尿氮损失数量:储藏猪舍农田施用;奶牛粪尿氮损失数量:农田施用奶牛舍储藏;鸡粪尿氮损失数量:农田施用储藏鸡舍。 4.规模养殖下最终进入土壤以及可供作物利用的氮养分数量均要高于农户散养,但规模养殖下的氮养分可利用率却低于农户散养,两者分别为28.04%、29.34%。畜禽粪尿氮在土壤中可被作物利用量存在着极大的地区差异,2005年,河南省猪粪尿氮的土壤作物可利用量最高,为8.1万吨;河北省奶牛粪尿氮的土壤作物可利用量最高,为3.8万吨;山东省鸡粪尿氮的土壤作物可利用量最高,为5.7万吨。 5.情景分析表明,若将影响氮损失的一些因素改变,氮养分进入土壤的数量、可供作物利用的数量以及养分可利用率都发生改变。但从某一措施进行改变,只会对氮养分的含量变化产生较小的影响。畜禽粪尿如果采用沼气处理,可以在一定程度上增加氮进入土壤的数量,但养分可利用率并没有明显提高。因此,为了提高养分可利用效率,还应从重点环节入手,减少各环节损失量。


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