畜禽粪污资源化利用整县推进项目生态承载力评估

畜禽粪污资源化利用整县推进项目生态承载力评估评估方法以N、P2O5等元素为研究对象，根据作物养分需要量和畜禽粪便养分产量来确定单位农用地承载的畜禽数量。即首先测算区域内各养殖品种单位粪便养分含量和农作物单位面积产出物肥料养分消耗量，通过比较后得出单位面积各类养殖品种的承载量，即为单位面积畜禽养殖环境承载力。其研究技术路线如下图：图2-8环境承载力研究技术路线图根据不同作物的收获物和目标经济产量，确定每公顷作物在目标经济产量下每季的养分移走量作为作物的养分需求量。Qmax=式中：Qmax——每公顷农用地所能承载的最大畜禽数量，头（只）•hm-2；D——每公顷农作物养分消耗量，kg•hm-2；S——畜禽粪便养分年可利用量，kg•a-1。对于畜禽养殖环境承载力计算主要是基于土壤养分平衡原理，投入为畜禽粪便中的养分，输出主要为农作物带走的养分。目前，一般根据农地的氮、磷承载力计算养殖环境容量。q为畜禽养殖环境承载力，S为粪便养分可利用量，D为农作物养分消耗量。假定农作物生长所需氮磷等养分全部来自畜禽粪便，当环境承载力（q）大于1时，表明畜牧养殖规模过大，其粪便养分排放超出了农作物养分的需求；当环境承载力在0.8与1之间时，由于有化肥可做为养分的补充，此时种养规模接近平衡，是较为理想的状态；当环境承载力小于0.8时，表明区域畜牧养殖排放的粪便养分不能满足农作物生长的需要，畜牧业还有较大的环境容量，可以扩大畜禽养殖规模。生态承载力测算2.7.2.1畜禽粪污养分可利用率测算依据《畜禽养殖业污染物排放标准》，得出单位存栏畜禽的粪污产生量，并结合不同种类畜禽粪污中养分含量，估算出某县畜禽粪污产量及养分含量，详见表2-6。表2-6某县畜禽粪污产量及养分含量表序号名称生猪牛合计1存栏量（万头/万只）30.804.36---------2单位存栏动物日平均粪污产量(kg•d-1•(头/只-1)6.530---------2.1单位存栏动物日平均粪便产量(kg•d-1•(头/只-1)1.520---------2.2单位存栏动物日平均污水产量(kg•d-1•(头/只-1)5.010---------3全群粪便产量(吨/天)46287213344全群污水产量(吨/天)154043619765全群粪污总产量(吨/天)2002130833106全群TN产量(吨/年)2922.9226645586.927全群TP产量(吨/年)1096.095439.22641535.3322.7.2.2农作物养分需求量测算根据收获物以及经济产量的不同，常见粮食作物、蔬菜和水果单位产量下的养分移走量、每公顷每季的养分移走量。如下表：表2-7不同作物目标经济产量下的每公顷每季的养分移走量作物收获物养分移走量目标经济产量养分移走量所需养分比(kg•(100kg)-1)(t•hm-2)(kg•hm-2•s-1)NP2O5NP2O5N/P2O5粮食作物水稻籽粒2.170.9510.50227.8599.752.28小麦籽粒2.871.207.50215.2590.002.39玉米籽粒2.751.2312.00330.00147.602.24蔬菜番茄果实0.240.1767.50162.00114.751.41花椰菜花球1.230.3129.50362.8591.453.97黄瓜果实0.340.1067.50229.5067.503.40茄子果实0.370.0952.50194.2547.254.11芹菜全株0.220.1290.00198.00108.001.83林果柑橘果实0.300.0812.8038.4010.243.75葡萄果实0.600.3016.1096.6048.302.00梨果实0.590.1413.0076.7018.204.21桃果实0.480.2017.6084.4835.202.402.7.2.3消纳基地承载力测算根据每头存栏动物年平均粪污养份产量以及常见大田作物、蔬菜和水果每公顷每季的养分移走量，考虑各类作物复种指数和养分利用率，计算出每年每公顷大田、蔬菜地、果园地所能承载的畜禽数量。如下表：表2-8某县每公顷农用地全年承载的畜禽数量参考表品种大田农作物类蔬菜类林果类…..肉牛（头）7-126-140.6-1.5奶牛（头）5-106-130.5-1.5羊（只）60-8060-906-12生猪（头）25-4540-545-10蛋鸡（只）350-450350-50040-80合计---注：某县大田农作物的复种指数为2.0，蔬菜复种指数为2.8，水果的复种指数为1.0。种养平衡分析一般而言，畜禽粪肥N/P比1.5:1-2:1，而作物摄取N/P比2:1-4:1。因此，以N为基础的施肥方案，P会施用过量，以P为基础的施肥方案，N会短缺，需要额外补充N肥。为了最大限度保护耕地，避免土壤P产生富集，故采用以P为基础的测算方案。计算得出，某县农业用当地可承载畜禽养殖总量为539.3万头猪当量。表2-9某县畜禽可承载量估算表品种承载标准可承载猪（头/亩）占地面积（万亩）可承载存栏量（万头猪）备注粮油作物基于P2O52.0140280.00水稻、玉米等复种指数：2蔬菜基于P2O52.597242.5复种指数：2.8林果基于P2O50.72416.8复种指数：1可承载存栏生猪当量（万头）539.3根据2015年的统计数据，某县养殖存栏量折合为52.6万头猪当量，环境承载力为9.8%，低于理论可承载量，说明某县畜牧业还有一定的环境容量，可以扩大畜禽养殖规模。某县现有畜禽存栏情况见表2-10。表2-102016年某县畜禽存栏情况表名称生猪牛存栏量（万头/万只）30.84.36换算系数15折合生猪当量（万头）30.821.8合计（万头）52.62016年，全县每年畜禽粪污产生总量约为120.81万吨，其中畜禽鲜粪约为28.8万吨，畜禽污水约92.01万吨，全群TN产量5586.92吨/年，全群TP产量1535.32吨/年。若全县畜禽养殖粪污全部消纳利用，需要配套建设种植消纳基地约22.42万亩。种养结合物料平衡分析种养结合需要产生量与消纳量的匹配，根据现场调研掌握数据，在辖区范围内本项目能实现产出-消纳的平衡。详见图2-9。图2-9种养结合物料平衡图物料平衡分析：根据现场调研掌握当地养殖当量分布情况及当地经济作物种植分布情况，本项目将完成以下工作：81座规模化养殖场的配套升级，5座区域粪污集中处理中心的建设，2座大型沼气工程的建设以及1座有机肥加工中心的建设。81座规模化养殖场配套升级后将实现雨污分流、固液分离、污水就地处理、沼液就近消纳。固态的粪便将运送至区域粪污集中处理中心；分出的污水经黑膜厌氧池处理后，沼液就近还田利用，沼气发电自用。5座区域粪污集中处理中心主要接受81座规模化养殖场产生的固态粪便以及周边小型养殖场（户）产生的粪污。周边小型养殖场（户）产生的粪污运来后，先进行固液分离，分出的污水进入区