基于氮平衡的种养结合沼液资源化利用研究（一）

研究沼液经济性消纳对提高沼液资源利用率、维持沼气工程稳定运行、缓解养殖带来的环境压力、提升农业废弃物资源化利用效率和经济效益，推动种养循环一体化发展具有重要意义。为此，结合农业废弃物资源化利用方式，基于盈亏平衡分析和秸秆资源化利用模型，以沼液经济性消纳半径为核心，探究了沼气工程投资金额和处理规模之间的关系，提出了沼液经济性消纳模型。研究结果表明:沼气工程投资金额与处理规模之间关系性较强(Ｒ2=0．9842);沼液经济性消纳半径Ｒbsa选取的主要影响因素是运输费用和沼液中N含量，不同消纳区域农业生产系数的差异性也会对经济性消纳半径的评估产生影响。利用模型对江西新余南英垦殖场规模化沼气发电工程(SBPGP)沼液经济性消纳半径进行估算，在保证氮平衡基础下，其沼液最小消纳范围在31．94 km2左右。沼液经济性消纳模型的构建，为以沼气工程为纽带的种养一体化循环模式提供了技术参考，从经济性视角为循环农业发展提供了理论依据，从而实现经济效益与环境效益协调发展的目标。

1引言

现阶段国内畜禽养殖模式正逐步向规模化养殖过渡，高污染、低效率的养殖和畜禽废弃物处理模式成为限制养殖业发展的难题，缓解养殖业所带来的环境压力逐渐成为国内外学者研究的重点。学者们试图从畜禽养殖污染物时空分布、环境影响、资源化利用、减排和环境治理工作等多方面中追求高效的畜禽粪污处理模式，探究全新的农业废弃物管理和沼渣沼液的利用方法，谋求一种更为高效的资源化利用途径。目前，畜禽养殖废弃物处理和农田养分管理方面的研究已趋向于完善，结合“猪－沼－果”“四位一体”模式和各区域特点，国内探究出多种循环农业发展模式。国内种养环境较为复杂，畜禽粪便与农田之间并没有形成完整的养分循环系统，种养循环体系内仍存在开环区间，粪肥管理链的各个阶段尚存在不足。

潘瑜春等对北京市周边农田的畜禽粪污承载力进行核算，发现农田对农业废弃物依旧有着巨大消纳潜力。结合重庆市种养环境，彭里等曾核算出重庆市猪粪当量负荷在44．37t/hm2左右，畜禽粪便中含有Cu、Zn、Cb等重金属元素。薄录吉等研究发现畜禽粪污中重金属含量不足以成为其资源化利用的阻碍。为保证农作物对N元素的高效利用，农田需要调整好化学N和有机N的投入比例。农业生产需要在更加高效的资源化利用方式的指导下发展，以维持农田养分系统的稳定性。种植和养殖的耦合关系是构成循环农业的主体，循环农业的发展是在环境、社会、经济三者共同作用下进行的。因此，循环农业系统内能量与物质的流动都需要在经济的规划与指导下进行。秸秆资源化利用模型和有机肥的经济性运输模型完善了农业系统内物质和能量由消费者反馈到生产者的过程。沼液资源化利用是打通消费者与生产者之间重要的纽带，是完善农业系统内物质与能量流动体系的重要环节。沼液资源化利用的过程需要经济性规划模型为其提供指导。

为此，以盈亏平衡分析模型为基础，参考秸秆资源化利用的经济化模型，以N元素的需求和供给量作为计算标准，对沼液还田的经济性进行评估，确定沼液还田的最佳经济消纳半径和沼液资源化利用模型，为国内种养比例适配计算提供研究思路，加速“整县推进”进程和循环农业的发展。

声明：本文所用图片、文字来源于《农机化研究》2020年1月，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等

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