根據農業農村部統計,我國種植業經營組織的規模總體仍然以小農為主,並將在相當長一個時期保持這種狀態。截至 2016 年底,我國農戶戶均耕地面積約為 9.8 畝,經營規模在 50 畝以下的農戶佔農戶總數的 97% 左右,經營的耕地面積佔全國耕地總面積的 82% 左右,戶均耕地面積 5 畝左右;經營規模在 50 畝以上的規模化農業經營主體約有 400 萬個,平均經營規模也只有 100 畝左右(表 1)。
按照《畜禽糞污土地承載力測算技術指南》中推薦的畜禽適宜承載力標準,5 畝地只能承載出欄 50 頭以下生豬産生的糞便養分。按照種植業規模經營戶均 100 畝土地計算,也只能承載 500 頭存欄豬場的糞肥全部就地利用。再加上規模養殖不能佔用基本農田,使得養殖場大多分佈在偏遠山地等區域,空間分離進一步加劇了種養分離,導致我國畜禽廢棄物農田利用率低,糞便氮還田施用量約佔排泄量的 30%;糞便磷還田施用量僅佔排泄量的約 48%。
施用方式粗放、糞便養分利用效率低
一頭豬就是一個小型有機化肥廠。據統計,我國當前每年産生的動物有機肥(畜禽糞便)總量約為 1 400 萬噸純氮,約相當於化學氮肥年生産量的一半。畜禽糞便除了氮、磷、鉀和微量元素等養分外,還有大量有機質,因此,糞便還田可提高土壤有機質含量,改善土壤物理化學性質,有助於作物産量的提高。東北有機肥農田施用試驗表明,當有機肥的有機質含量> 70.0%(烘乾基),施用量在 6 000±1 500 kg/hm2以上時,連續施用 3 年,黑土地土壤有機質含量能夠增加 0.9—1.8 g/kg,0—35 cm 黑土地表層土壤腐殖化物質增加 36.0% 以上。用畜禽糞便部分替代化學氮肥施用後,能將我國三大主糧作物的平均産量提高 6.8%,將作物的氮素吸收量提高 6.5%,氮肥利用率提高 10.4%。與此同時,還可以將 NH3揮發損失量降低 23%,氮淋溶損失量降低 25.8%,氮徑流損失量降低 26.7%。
糞肥不同於化肥,畜禽糞便養分含量低、體積大(表 2),再加上厭氧發酵設施、管網設施、沼液(尿液)貯存池、糞便堆放發酵場地、專用運糞車輛、滴灌或噴灌設施、固體有機肥施用機械等農業設施及設備匱乏且産業化水準低,導致貯存、運輸和施用不方便。另外,不管是規模化養殖場還是中小農戶,糞肥施用主要靠經驗,有機肥和化肥的配比不合理,施用時間和施用量不科學,再加上目前沼渣、沼液等以表施為主,不僅造成作物減産,同時還會帶來氨氣、臭氣等環境污染,因此導致農民有機肥使用積極性不高。研究表明,施用到農田中的畜禽糞污氮養分有近 40% 因為施肥方式的不合理和設施設備的缺乏而排放到水體和大氣中。