基于系统动力学模型的猪场粪污管理氮足迹及减排措施分析
文献类型：期刊论文
| 作者 | 郭函彤1,4; 于豹1,4; 郑国砥1,3,4; 张远兰2; 黄初礼5; 余仕飞2; 张玉国1,4; 管和平2; 雷梅1,4; 陈同斌1,3,4 |
| 刊名 | 植物营养与肥料学报
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| 出版日期 | 2025-11-25 |
| 卷号 | 31期号:11页码:2229-2240 |
| 关键词 | 猪粪 粪污管理 系统动力学 还田利用 氮足迹 氨减排 |
| ISSN号 | 1008-505X |
| 产权排序 | 1 |
| 英文摘要 | 【目的】畜禽养殖粪污管理环节存在较为突出的活性氮（Nr）污染问题。为探究其长期演变趋势，本研究从动态视角系统评估了社会经济发展、环保技术应用、养殖规模变化及农业政策对粪污管理过程中氮足迹（NF）的影响。【方法】本研究构建了针对粪污管理氮足迹的系统动力学模型，设定了6项典型氨减排措施，包括采用低蛋白日粮、在圈舍外安装生物滴滤塔、储存过程进行酸化处理、添加堆肥添加剂，以及改进施肥方式（液态肥注射施肥和固态肥表施后深翻），分析了这些措施单一实施及组合实施的效果。此外，进一步考虑了提高粪污还田率与扩大规模化养殖等情况，共设置9类情景，动态模拟了2000—2050年中国生猪养殖粪污管理氮足迹的变化特征。【结果】基于人均国内生产总值（GDP）对未来生猪出栏量进行预测的结果显示，受需求增长的驱动，到2050年，我国生猪氮排泄量预计将达到441.6万吨，粪污管理环节所产生的氮足迹保守估计为395.7万吨。这些氮足迹主要来源于粪污还田利用阶段（占比38.6%～74.7%）和舍外储存阶段（占比39.6%～54.2%），其中氨氮（NH3-N）是主要损失形态，平均占比达56.4%。不同减排技术的调控效果差异显著。以2050年为例，在6类单项措施中，低蛋白饲料的氮减排效果最佳，可实现16.3%的氮足迹削减；其次是施肥方式改进，液态肥注射与固态肥深翻分别减排氮7.3%与8.1%。粪浆酸化通过抑制储存与还田过程中的NH3排放，可实现7.0%的氮减排。由于当前我国粪污处理率整体偏低，堆肥过程的氮减排（0.08%）潜力有限。若实施全链条氨减排技术组合，整体减排效率可达35.8%。强化粪污管理各环节技术的协同运用，是降低农牧系统氮损失的关键所在。当把规模养殖场粪污还田率从80%提升至90%时，氮足迹平均仅降低0.76%，这反映出当前施肥方式仍较为粗放，存在污染风险隐患。倘若全部生猪都转为工业规模养殖模式，与基准情景相比，氮足迹可降低约6.3%，其中主要的减排贡献来自储存（115.8%）与圈舍（47.3%）环节，说明我国规模化养殖水平仍具备较大提升潜力。【结论】未来，我国生猪的氮排泄量仍会呈现增长态势，但系统的氮保留率有望提高。采用低蛋白饲料与改进施肥方式是有效的氮减排手段，全链条技术组合可实现最大减排效益。当前规模养殖粪污管理，尤其在施肥环节，仍有较大优化空间。 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/219347]  |
| 专题 | 资源利用与环境修复重点实验室_中文论文 |
| 通讯作者 | 郑国砥 |
| 作者单位 | 1.中国科学院大学资源与环境学院; 2.云南省宣威市农业农村局; 3.农业农村部畜牧业绿色低碳科技服务流动站(上杭); 4.中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心; 5.云南省宣威市龙场镇农业农村发展服务中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭函彤,于豹,郑国砥,等. 基于系统动力学模型的猪场粪污管理氮足迹及减排措施分析[J]. 植物营养与肥料学报,2025,31(11):2229-2240. |
| APA | 郭函彤.,于豹.,郑国砥.,张远兰.,黄初礼.,...&陈同斌.(2025).基于系统动力学模型的猪场粪污管理氮足迹及减排措施分析.植物营养与肥料学报,31(11),2229-2240. |
| MLA | 郭函彤,et al."基于系统动力学模型的猪场粪污管理氮足迹及减排措施分析".植物营养与肥料学报 31.11(2025):2229-2240. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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