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管好 “养分”帐科学推进粪肥还田利用

  自党的十八大做出“五位一体”总体布局工作部署以来,生态文明建设就上升到了国家战略高度,牢固树立和全面落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,坚持保供给与保环境并重,循环农业也随之全面推进。2017年6月,国务院办公厅印发了《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用意见》(国办发[2017]48号),明确提出全面构建种养循环发展机制。其后,农业农村部联合生态环境保护部等多部委陆续颁布了《关于促进畜禽粪污还田利用依法加强养殖污染治理的指导意见》(农办牧[2019]84号)等系列政策文件,标志着畜禽养殖粪污治理由“达标排放”到“以用促治”的根本性转变,发展种养循环、推进资源化利用成为养殖业可持续发展的关键举措。截止至2020年,全国畜禽粪污综合利用率达75%以上,北京畜禽养殖粪污综合利用率达95%。尽管如此,但不是粪肥送到田间地头就高枕无忧了。畜禽粪肥还田利用主要基于氮、磷养分供需平衡原理进行土地匹配,用法、用量是关键,过量施用会造成氮、磷养分土壤累积与淋溶流失,产生土壤、地下水等面源污染问题,施用不足会影响作物生长,科学定量是畜禽粪肥还田利用的基础。用好了,一个养殖场相当于一个“有机肥加工厂”,用不好,则一块地就相当于一个“污染源”。

  养殖粪肥中养分含量水平时空差异和变异很大,受畜种、粪污收集、治理工艺等因素影响显著。如1吨鸡粪中氮素含量相当于2-3吨牛粪中氮素含量,尿泡粪与干清粪模式收集的固态、液态粪肥中养分含量同样存在较大差异。而种植养分需求又因作物品种、土壤肥力等不同而差异显著。如每生产100公斤小麦需要3千克氮素,但每生产100公斤大白菜只需要0.15千克氮素。

  多年来,随着规模化养殖业的快速发展,种养脱节造成循环途径不畅,以及粪肥施用技术、装备及专业化服务组织等支撑滞后,致使还田利用仍处于种养主体的自主联合、凭经验施肥、粗放还田的状态。同时,过去重达标、轻利用的思路,造成大多数养殖场过分强调达标排放而下大力气去进行粪污的深度工艺处理,不仅造成氮、磷养分损失,而且也是人力、财力的浪费。种养循环发展较好的欧美国家,养殖粪污一般采用全量还田模式,粪水混合贮存后直接进行农田利用,并建立了基于养分管理的粪肥利用机制和技术体系,如美国就形成了以综合养分管理计划(CNMP)为核心的政策体系,欧盟实施以养分平衡为基础的生态利用模式等, 都是通过适度治理,利用养分管理计划,配套相应技术支撑体系,实现养分供需信息的有效对接,确保养分供需平衡,实现种养结合的良性循环。

  为此,鉴于我国种养循环发展进程中存在的粪肥特征差异、粪肥供需资源分布不均、供需信息不通、凭经验粗放还田等问题,根据种养循环中养分平衡原则,就如何管理好粪肥还田利用时的养分“帐”,提出几点建议:

  在区域统筹基础上按照土地承载力原则制定区域粪肥供需计划。我国养殖业的规模化发展致使养殖场粪污产生分布相对集中,而种植业耕地分布大多呈现小而散的特点,经营管理或耕作方式多样。种养脱节由此造成养殖户“粪多为患”、种植户因化肥减量行动引起“无粪而慌”的尴尬局面,以及部分用户跨区、跨省运输粪肥,无形中增加了粪肥的使用成本。因此,政府部门可根据辖区内种养产业结构与区域分布特点,结合粪污资源化利用率、化肥替代率等绿色发展行动,以《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》(农办牧[2018]1号)为依据,制定区域粪肥供需计划,通过统筹协调、宏观引导方式,分层、分区将粪肥资源供需信息共享,为粪肥资源的就近就地利用提供信息支撑。

  种养粪肥供需的空间分布不均与时间节律不同是种养途径不畅主要原因之一。首先可以通过种养用户建立需求信息对接,畅通信息通道。双方签订粪肥购买或施用合同,明确需求时间、需求量。养殖场户根据需求建立与之相适应的粪肥处理配套设施与工作计划,如设备负荷、容积设计、贮存方式等,确保粪污能够规范处理和合理利用。同时,在粪肥施用淡季时,养殖场户可以设置暂存池、粪肥粗加工等方式,对养分进行缓存处理与保存,或者做好养分分流,固体粪肥加工外运,液态粪肥就地就近利用,减少土地匹配不够的承载压力,由此疏解种养粪肥供需的时空矛盾问题。

  按照精准定量、配方施肥的要求,应建立相应的粪肥还田利用监测制度,重点包括粪肥养分、土壤养分监测及土壤土质的长期跟踪监测。一是实施粪肥还田利用的养殖场或第三方服务机构应对粪肥养分进行定期检测,每年不少于两次。监测范围覆盖供应的所有类型的粪肥(一般包括固体粪肥和液体粪肥),监测指标为氮和磷,并提供检测报告。二是做好施肥地块的土壤养分检测,明确土壤氮、磷含量水平,根据作物养分需求和粪肥中氮、磷含量水平,分别以氮、磷计算粪肥施用量,取其中施用量较少者进行施用。一般来说,根据北京市土壤肥力水平,施用固体粪肥时以磷需求为计算依据,施用液体粪肥时以氮需求为计算依据。三是针对长期施用粪肥的地块应进行长期跟踪监测。通过监测不仅要观察地块土壤养分变化趋势,同时应了解土壤有机质、重金属等有毒有害物质的变化或积累趋势,为科学评估粪肥还田利用的环境影响提供依据。

  建立粪肥还田利用全链条电子化信息台账,实施资源化利用的信息化管理,实现粪肥还田利用信息的可监测、可报告和可追溯。目前国内有部分研究工作者探索开发了可以部分实现养殖废弃物信息动态管理的软件系统,兼有数据采集、处理或决策功能,但该领域信息系统建设仍属于探索初期阶段,仍有许多方面有待补充和完善。建议以大型规模养殖场为对象,开发示范养殖粪肥农田利用台账信息系统,各地相关部门督促规模养殖场、第三方专业服务机构和种植基地做好粪肥收集、处理、利用的全过程信息记录。在监测与电子信息台账示范的基础上,建立粪肥还田利用大数据库,并通过与养殖数据和配方施肥等项目的结合,确保还田利用科学规范,实现源头减排、过程控制和末端还田利用的全程有效监管,持续推进现代农业的绿色发展。

  自党的十八大做出“五位一体”总体布局工作部署以来,生态文明建设就上升到了国家战略高度,牢固树立和全面落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,坚持保供给与保环境并重,循环农业也随之全面推进。2017年6月,国务院办公厅印发了《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用意见》(国办发[2017]48号),明确提出全面构建种养循环发展机制。其后,农业农村部联合生态环境保护部等多部委陆续颁布了《关于促进畜禽粪污还田利用依法加强养殖污染治理的指导意见》(农办牧[2019]84号)等系列政策文件,标志着畜禽养殖粪污治理由“达标排放”到“以用促治”的根本性转变,发展种养循环、推进资源化利用成为养殖业可持续发展的关键举措。截止至2020年,全国畜禽粪污综合利用率达75%以上,北京畜禽养殖粪污综合利用率达95%。尽管如此,但不是粪肥送到田间地头就高枕无忧了。畜禽粪肥还田利用主要基于氮、磷养分供需平衡原理进行土地匹配,用法、用量是关键,过量施用会造成氮、磷养分土壤累积与淋溶流失,产生土壤、地下水等面源污染问题,施用不足会影响作物生长,科学定量是畜禽粪肥还田利用的基础。用好了,一个养殖场相当于一个“有机肥加工厂”,用不好,则一块地就相当于一个“污染源”。

  养殖粪肥中养分含量水平时空差异和变异很大,受畜种、粪污收集、治理工艺等因素影响显著。如1吨鸡粪中氮素含量相当于2-3吨牛粪中氮素含量,尿泡粪与干清粪模式收集的固态、液态粪肥中养分含量同样存在较大差异。而种植养分需求又因作物品种、土壤肥力等不同而差异显著。如每生产100公斤小麦需要3千克氮素,但每生产100公斤大白菜只需要0.15千克氮素。

  多年来,随着规模化养殖业的快速发展,种养脱节造成循环途径不畅,以及粪肥施用技术、装备及专业化服务组织等支撑滞后,致使还田利用仍处于种养主体的自主联合、凭经验施肥、粗放还田的状态。同时,过去重达标、轻利用的思路,造成大多数养殖场过分强调达标排放而下大力气去进行粪污的深度工艺处理,不仅造成氮、磷养分损失,而且也是人力、财力的浪费。种养循环发展较好的欧美国家,养殖粪污一般采用全量还田模式,粪水混合贮存后直接进行农田利用,并建立了基于养分管理的粪肥利用机制和技术体系,如美国就形成了以综合养分管理计划(CNMP)为核心的政策体系,欧盟实施以养分平衡为基础的生态利用模式等, 都是通过适度治理,利用养分管理计划,配套相应技术支撑体系,实现养分供需信息的有效对接,确保养分供需平衡,实现种养结合的良性循环。

  为此,鉴于我国种养循环发展进程中存在的粪肥特征差异、粪肥供需资源分布不均、供需信息不通、凭经验粗放还田等问题,根据种养循环中养分平衡原则,就如何管理好粪肥还田利用时的养分“帐”,提出几点建议:

  在区域统筹基础上按照土地承载力原则制定区域粪肥供需计划。我国养殖业的规模化发展致使养殖场粪污产生分布相对集中,而种植业耕地分布大多呈现小而散的特点,经营管理或耕作方式多样。种养脱节由此造成养殖户“粪多为患”、种植户因化肥减量行动引起“无粪而慌”的尴尬局面,以及部分用户跨区、跨省运输粪肥,无形中增加了粪肥的使用成本。因此,政府部门可根据辖区内种养产业结构与区域分布特点,结合粪污资源化利用率、化肥替代率等绿色发展行动,以《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》(农办牧[2018]1号)为依据,制定区域粪肥供需计划,通过统筹协调、宏观引导方式,分层、分区将粪肥资源供需信息共享,为粪肥资源的就近就地利用提供信息支撑。

  种养粪肥供需的空间分布不均与时间节律不同是种养途径不畅主要原因之一。首先可以通过种养用户建立需求信息对接,畅通信息通道。双方签订粪肥购买或施用合同,明确需求时间、需求量。养殖场户根据需求建立与之相适应的粪肥处理配套设施与工作计划,如设备负荷、容积设计、贮存方式等,确保粪污能够规范处理和合理利用。同时,在粪肥施用淡季时,养殖场户可以设置暂存池、粪肥粗加工等方式,对养分进行缓存处理与保存,或者做好养分分流,固体粪肥加工外运,液态粪肥就地就近利用,减少土地匹配不够的承载压力,由此疏解种养粪肥供需的时空矛盾问题。

  按照精准定量、配方施肥的要求,应建立相应的粪肥还田利用监测制度,重点包括粪肥养分、土壤养分监测及土壤土质的长期跟踪监测。一是实施粪肥还田利用的养殖场或第三方服务机构应对粪肥养分进行定期检测,每年不少于两次。监测范围覆盖供应的所有类型的粪肥(一般包括固体粪肥和液体粪肥),监测指标为氮和磷,并提供检测报告。二是做好施肥地块的土壤养分检测,明确土壤氮、磷含量水平,根据作物养分需求和粪肥中氮、磷含量水平,分别以氮、磷计算粪肥施用量,取其中施用量较少者进行施用。一般来说,根据北京市土壤肥力水平,施用固体粪肥时以磷需求为计算依据,施用液体粪肥时以氮需求为计算依据。三是针对长期施用粪肥的地块应进行长期跟踪监测。通过监测不仅要观察地块土壤养分变化趋势,同时应了解土壤有机质、重金属等有毒有害物质的变化或积累趋势,为科学评估粪肥还田利用的环境影响提供依据。

  建立粪肥还田利用全链条电子化信息台账,实施资源化利用的信息化管理,实现粪肥还田利用信息的可监测、可报告和可追溯。目前国内有部分研究工作者探索开发了可以部分实现养殖废弃物信息动态管理的软件系统,兼有数据采集、处理或决策功能,但该领域信息系统建设仍属于探索初期阶段,仍有许多方面有待补充和完善。建议以大型规模养殖场为对象,开发示范养殖粪肥农田利用台账信息系统,各地相关部门督促规模养殖场、第三方专业服务机构和种植基地做好粪肥收集、处理、利用的全过程信息记录。在监测与电子信息台账示范的基础上,建立粪肥还田利用大数据库,并通过与养殖数据和配方施肥等项目的结合,确保还田利用科学规范,实现源头减排、过程控制和末端还田利用的全程有效监管,持续推进现代农业的绿色发展。

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