畜禽养殖环境承载力核定方法研究

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近年来,我国环境污染越来越严重,畜禽养殖业导致的农业面源污染更是引起广泛关注。为指导畜禽养殖业可持续发展和支持畜禽养殖污染减排工作,必须加大对区域畜禽养殖环境承载力的研究。本文通过对目前常用的畜禽养殖环境承载力核算方法分析比较,提出相应方法的适用范围,对应用最广泛的氮平衡法进一步研究其参数,试确定区域畜禽养殖环境承载力范围,通过实证研究验证参数的准确性。对畜禽养殖业的合理规划、减少畜禽养殖污染量和畜禽养殖的可持续发展有重要意义,同时为后续畜禽养殖环境承载力研究提供参考依据。本文的研究结论如下:(1)畜禽养殖环境承载力核算运用层次分析法时综合考虑各因素,数据多,主观影响大,适合用于宏观层面对畜禽养殖承载力的分析。系统分析法需要连续几年监测和统计的BOD、COD、TP、TN、NH3—N产生量,计算方法简单,适合用于分析、预测畜禽养殖环境承载力,判断可持续发展的潜力。氮平衡法采用试验数据准确性高、研究范围不受约束、保证作物产量、指导降低环境污染物浓度,优点突出,氮平衡法最适合用于实验研究某区域畜禽养殖承载力。(2)详细分析了畜禽养殖承载力氮平衡法各参数的影响因素,对畜禽养殖承载力氮平衡法各参数的取值提供具体的实验方法参考。(3)海南省畜禽养殖承载力氮平衡法计算的各参数取值为:水稻、萝卜、白菜、橡胶、胡椒、槟榔、椰子的单位面积产量分别为4500kg/hm2、28000kg/hm2、25000kg/hm2、1088kg/hm2、2186kg/hm2、3715kg/hm2、0.62万个/hm2,其单位产量的需氮量分别为0.021kg/kg、0.0026kg/kg、0.0019kg/kg、0.097kg、0.142kg/kg、0.027kg/kg、193.55kg/万个。海南省土壤氮含量为0.06-2.93g/kg,相应氮的校正系数为0.14-5.25,氮含量低值对应转换系数的高值。每头当量生猪产氮系数β为3.78kg/head。畜禽养殖废弃物损失率为25.31%。畜禽养殖废弃物年季利用率ρ的范围为25%-30%。(4)以猪当量计算,海南省水稻、萝卜、小白菜、橡胶、槟榔、胡椒、椰子的单位面积畜禽养殖最大承载力的的范围分别为60.4-80.04head/hm2、45.79-63.89head/hm2、39.69-50.02head/hm2、145.3-156.45head/hm2、126.23-135.97head/hm2、138.03-148.65head/hm2.165.39-178.04head/hm2。(5)化肥施用量占总施肥量的20%时,种植一季萝卜单位面积能承载的生猪数量为40.01head/hm2,在氮平衡公式计算的36.63-51.11head/hm2内,种植一季小白菜单位面积能承载的生猪数量为32.05head/hm2,在氮平衡计算所得的变幅31.75-40.81head/hm2内;化肥施用量占总施肥量的30%时,种植一季萝卜、小白菜单位面积能承载的生猪数量分别为35.01head/hm2,28.04head/hm2,分别在32.05-44.72head/hm2.27.78-35.71head/hm2范围内。常规施肥试验区径流COD、TP、TN、NH3-N浓度在农田污水排放标准内,土壤氮累积量较少,验证了畜禽养殖氮承载力平衡法参数取值的准确性。当按照1.3倍萝卜、小白菜的需氮量施肥,化肥施用量占总施肥量的比例为20%或是30%,种植一季萝卜单位面积能承载的生猪数量分别为52.01head/hm2、45.51head/hm2,种植一季小白菜单位面积能承载的生猪数量为41.67head/hm2、36.46head/hm2均超出氮平衡计算的承载力范围;1.3倍常规施肥对周边水环境、土壤环境造成富营养,已引起污染。
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