新疆生產建設兵團畜牧業高質量發展規劃資源環境承載力研究

郜興亮，劉福元*，孫新文，楊勇，沙磊，劉根俊，葉冬冬，楊井泉

1.新疆農墾科學院畜牧獸醫研究所，新疆石河子 832000；

2.石河子大學動物科技學院，新疆石河子 832000；

3.新疆生產建設兵團農業農村局，烏魯木齊 830000

目前，我國經濟逐步由高速增長階段轉向高質量發展階段，在面臨日益嚴峻的資源環境約束情況下，畜牧業同樣從數量擴張的快車道轉向經濟、生態、社會效益并重的高質量綠色發展道路。畜牧業高質量發展應充分考慮資源環境承載，實現資源節約、環境友好的畜牧業高效、可持續發展方式。

新疆生產建設兵團（以下簡稱兵團）地處我國西北地區，耕地面積105.71萬hm2，東西和南北相距各1 500 km。由14個師(13個農業師)和175農牧團場組成，分布在天山南北的塔克拉瑪干、古爾班通古特兩大沙漠邊緣和自然環境惡劣的邊境沿線[1]。畜牧業是兵團的傳統基礎產業和特色優勢產業，是農業的重要組成部分，是團場經濟的重要支柱，在保障食物安全、繁榮農村經濟、促進農牧民增收等方面發揮著重要作用，是全面實施鄉村振興的核心產業，也是加快構建新發展格局的戰略支撐。

為明確“十四五”期間兵團畜牧業的發展目標與重點任務，突出發展規劃的指導性和統領性，進一步加快推進兵團畜牧業高質量快速發展，本文從飼草料供給、水資源供給和畜禽糞污土地承載力共3個方面對兵團未來畜牧業發展資源環境承載力進行深入研究，旨在為進一步推進種養結合與農牧循環、構建環境友好型畜牧業、建立畜牧業可持續發展新格局提供技術和理論支撐。

1 材料與方法

1.1 出欄量基本情況

試驗數據來自新疆生產建設兵團農業農村局以及下屬各師市農業農村局提供的2025 年畜牧業畜禽計劃存出欄量。為方便估算年草料消耗量，奶牛、肉牛、肉羊、豬、蛋雞取其存欄量（養殖周期超過1 年），肉雞取其出欄量（養殖周期不超過1 年）估算年草料消耗量，匯總后得到表1。

表1 兵團各師主要畜禽存欄情況 萬頭（萬只）

1.2 飼草料供給畜禽日糧需要的草料量參數

根據新疆地區目前奶牛、肉牛、肉羊、生豬、蛋雞、肉雞共6個畜禽品種的養殖現狀，主要飼草料原料種類有苜蓿、玉米青貯、秸稈等粗飼料，精飼料主要包括玉米和棉粕；以新疆地區目前中等自繁自養規模養殖場平均每日主要飼草料原料需要量及經驗值為折算參數，得出表2。

表2 畜禽日糧所需主要飼草料原料量

1.3 優質飼草及精飼料原料用量估算

依據《兵團統計年鑒（2020 年）》[1]，查找2019 年度各師苜蓿、玉米產量并推算出棉粕產量，根據各師提供資料統計青貯玉米產量，并和2025年度畜禽需要量進行對比。

1.4 秸稈等粗飼料原料用量估算

根據2020 年兵團年鑒，查找出2019 年度各師產秸稈等粗飼料的主要作物種類、面積及產量，分別統計了小麥秸稈、玉米秸稈、稻草秸稈、大麥秸稈、甜菜渣、棉副產品（棉殼和機采棉棉葉及細枝）及其他副產品（豆類、薯類、油料、瓜果類、打瓜籽）共8 種主要粗飼料的產量，并和2025 年度畜禽需要量進行對比。秸稈通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花和其他農作物在收獲籽實后剩余的部分。按照1 kg 稻米可產生1.5 kg 稻草，l kg 小麥可產生1.5 kg 麥秸，l kg 玉米可產生4 kg 玉米秸稈，l kg 大麥可產生1.5 kg 麥秸。日加工甜菜4 500 t，日產甜菜顆粒粕260 t（5.8%）[2]。其他主要包括：豆類、薯類、油料、瓜果類、打瓜籽，按照4 kg 產量產1 kg秸稈估算。由于新疆地區棉田的秸稈大部分不收獲，采集用作粗飼料的主要是機采棉經篩分去除雜質后的棉葉、細枝、棉殼等秸稈。根據棉花單位面積產量、混雜率和采凈率[3]，最終推算出機采棉經篩分選后的棉葉、細枝及棉殼的產量，以及篩去細土等雜質后可用于養殖的秸稈量。

1.5 畜禽用水量估算參數

以新疆地區氣候條件下目前中等自繁自養規模養殖場平均水需要量與干物質和精料比值（經驗值）為折算參數，得出表3。

表3 畜禽所需飲水量

1.6 畜禽用水量分析方法

根據2020 年度兵團年鑒數據，結合2019 年畜禽實際存出欄量計算所需用水量，根據2025年牲畜計劃存出欄量（表1）計算預期所需用水量，水的損耗在原基礎上又增加20%。并根據各師目前飲用水資源具體情況進行比較分析。

1.7 畜禽糞便排泄系數及其中的養分含量方法

畜禽糞便的日排泄量與品種、體質量、生理狀態、飼料組分和飼喂方式等相關[4-5]。我國目前尚沒有相關的國家標準，根據兵團的實際情況，奶牛、蛋雞、肉雞參考王方浩等[6]的排泄指標及其中養分含量作為參考；肉牛、肉羊、豬參考包維卿等[7]的排泄指標及其中養分含量作為參考。

本研究在估算畜禽產生的糞便總量及選用畜禽糞便養分含量系數時均采用的是畜禽直接排泄的新鮮糞便總量及養分含量[8]，計算標準見表4。

表4 畜禽糞便排泄系數及其中的養分含量

1.8 畜禽糞污土地承載力計算方法

根據2025 年牲畜存出欄量（表1）并采用農業農村部畜禽養殖土地承載力計算方法[10]，計算出兵團各師畜禽糞污最終可用于還田的氮（N）、磷（P）產生量。根據《兵團統計年鑒（2020 年）》[1]，得到2019年各師種植品種與總產量，根據表2 主要飼草料原料量同樣計算出兵團及各師農田有機肥中N、P 的消納量，并進行對比分析。

1）作物種植面積與產量計算。本研究中兵團作物種植面積與產量數據來源于《兵團統計年鑒（2020 年）》公布的統計資料，數據統計截至2019 年年底。統計出2019年兵團及各師水稻、小麥、玉米、大麥、豆類、薯類、油料、棉花、甜菜、蔬菜、瓜果類、打瓜籽、苜蓿的種植面積和產量。2019 年兵團農作物播種面積為138.489×104hm2。

2）主要農作物形成100 kg 經濟產量所需的N、P 量計算。表2 整理了兵團主要農作物形成100 kg經濟產量所需的N、P 量數據，其中水稻、油料、小麥、棉花、玉米、甜菜、打瓜籽參考《新疆主要農作物營養套餐施肥技術》[9]；對查閱不到本地區試驗數據的大麥、豆類、薯類、苜蓿等參考董紅敏等[10]的研究；蔬菜和瓜果類參考邱樂豐等[11]的研究。

1.9 數據統計與分析

飼草料資源承載力分析、畜禽養殖水資源承載力分析和畜禽糞污土地承載力分析數據處理采用新疆農墾科學院畜牧獸醫研究所養殖環境與糞污處理團隊研發的“畜禽糞污土地承載力測評系統”專業軟件測算。

2 結果與分析

2.1 2025年需要的主要飼草料量估算

根據表1 和表2，計算出各師2025 年全年苜蓿、玉米青貯、秸稈、精飼料及玉米和棉粕的需要量，具體情況見表5。

表5 主要農作物形成100 kg經濟產量所需的N、P量

2.2 飼草資源承載力分析

1）優質飼草供需。從表6 可知，按照2025 年全兵團牲畜計劃養殖量，則苜蓿缺口為19.29 萬t，按9.0 t/hm2估算，需要種植苜蓿面積為2.14 萬hm2；同樣按照2025年全兵團牲畜計劃養殖量，則玉米青貯缺口687.07 萬t，按59.97 t/hm2估算，需要種植玉米青貯面積為11.45 萬hm2；全兵團2025 年度需要苜蓿和青貯玉米種植面積合計為13.60萬hm2，才能滿足目標養殖量所需要的優質飼草供給量；未來苜蓿種植面積需要在現有基礎上提高1.6 倍，玉米青貯的種植面積需提高7.9 倍，可見未來提高玉米青貯的種植面積是關鍵。從各師具體情況來看，有6 個師苜蓿種植面積可以滿足未來牲畜發展所需要的供給量，但還有5 個師苜蓿種植面積不能滿足未來牲畜發展所需要的供給量，特別是第四師、第六師和第八師缺口較大，缺口分別達到4.27 萬、11.63 萬和10.03 萬t，未來需要分別種植0.47 萬、1.29 萬和1.12萬hm2苜蓿。有13個師玉米青貯種植面積均不能滿足未來牲畜發展所需要的供給量，特別是第四師、第六師、第七師、第八師和第九師缺口較大，缺口分別達到82.98 萬、203.54 萬、62.70 萬、72.88 萬和90.43 萬t，未來需要分別種植1.38 萬、3.39 萬、1.05萬、1.22萬和1.51萬hm2玉米青貯。

表6 2025年度各師需要主要飼草料量 t

2）精飼料原料供需。從表7 可知，根據2025 年全兵團牲畜計劃養殖量，玉米缺口為337.04 萬t，按12.86 t/hm2估算，需要種植玉米面積為26.19萬hm2，未來玉米種植面積需要在現有基礎上提高2.47 倍；同樣根據2025年全兵團牲畜計劃養殖量，棉粕沒有缺口，且盈余60.99 萬t。從各師具體情況來看，有2個師玉米種植面積可以滿足未來牲畜發展所需要的供給量，但還有11個師玉米種植面積不能滿足未來牲畜發展需要，特別是第一師、第二師、第五師、第六師、第七師、第八師和第十二師缺口較大，缺口分別達到37.56 萬、24.96 萬、20.52 萬、132.86 萬、31.26 萬、59.10 萬和25.93 萬t，未來需要分別種植2.92 萬、1.94 萬、1.59 萬、10.32 萬、2.43 萬、4.59 萬和2.02 萬hm2玉米。從各師具體情況來看，有7 個師棉花種植副產品中的棉粕，可以滿足未來牲畜發展所需要的供給量，但還有5 個師不能滿足未來牲畜發展所需要的供給量，特別是第四師、第六師、第九師和第十二師缺口較大，缺口分別達到4.28萬、4.36萬、3.74 萬和3.13 萬t，按照全兵團皮棉平均產量為2 332.83 kg/hm2換算可得棉粕的平均產量1 504.65 kg/hm2，估算未來分別需要種植2.84萬、2.90萬、2.49萬和2.09萬hm2棉花。

3）秸稈等主要粗飼料原料供需估算。從表8可知，按照2025 年全兵團牲畜計劃養殖量，秸稈等主要粗飼料原料沒有缺口，且有盈余169.63 萬t，盈余率56.25%。從各師具體情況來看，有10 個師秸稈等主要粗飼料原料可以滿足未來牲畜發展所需要的供給量，但還有3 個師秸稈等主要粗飼料原料不能滿足，分別是第六師、第十師和第十三師，缺口分別達到10.75萬、5.6萬和1.18萬t。

表8 秸稈等主要粗飼料原料供需估算對比表

2.3 畜禽養殖水資源承載力分析

通過表1、表2 和表3，可以計算出不同團場2020 年度和2025 年度所需要的飲水量，查找各師年度飲水量和生活用水量，評估各師飲用水供給潛力?？傮w來說，2025 年畜禽飲用水量兵團及各師都有不同程度的增長。從增長率上來看，全兵團2025年畜禽飲用水量在2020 年基礎上需要增長39.63%；其中第十二師增長率最大，飲用水量增長294.94%；第五師、第一師、第九師、第七師、第八師、第二師的增長率依次需要提高99.87%、74.92%、61.05%、45.74%、39.05%、33.92%，均超過了2020 年度用水量的1/3；第六師增長率最小，飲用水量在2020 年的基礎上需要增長9.11%。從增長量上來看，全兵團2025 年畜禽飲用水量在2020 年的基礎上需要增長563.41 萬t；其中第八師增長量最大，88.52 萬t；第一師、第九師、第十二師、第五師、第七師、第四師和第二師增長量依次需要增長80.04 萬、76.64 萬、71.76 萬、69.47 萬、63.82 萬、38.68 萬 和34.30 萬t，均超過了30 萬t；第十四師增長幅度最小，飲用水量在2020年的基礎上需要增長3.62萬t。

2.4 畜禽糞污土地承載力分析

通過表1、表2、表3、表4 和表5 及產量遞增幅度，測算出2025年兵團各師畜禽糞污氮和磷的土地承載力情況（表9）。

表9 2025年度兵團各師畜禽糞污土地承載力估算結果

從全兵團來看，以氮測算承載力指數為0.3＜1，以磷測算承載力指數為0.22＜1，均不超載；兵團達到2025年計劃養殖量后仍可增加3 053萬個豬當量（即再增長2025 年養殖豬當量的2.33 倍）才能達到畜禽糞污土地承載力的平衡，可以預見未來兵團畜禽養殖的土地消納糞污能力潛力很大。13個師中只有第十二師超載，以N測算，承載力指數為4.90＞1，以P測算，承載力指數為3.26＞1，均嚴重超載。有12個師不超載，以N 測算，承載力指數為（0.18～0.65）＜1，以P測算承載力指數為（0.15～0.70）＜1，均不超載，且發展空間仍較大。

3 討論

3.1 飼草料供需量的影響

新疆兵團地處我國西北邊陲，地域廣闊，運輸距離較遠，苜蓿和青貯玉米作為反芻動物養殖所必需的優質飼草，必須滿足供應需求。通過預測兵團2025 年度牛羊養殖量，進一步測算苜蓿及玉米青貯需要量，核算全兵團在2020 年基礎上還需要種植13.33 萬hm2左右的苜蓿及玉米青貯才能滿足牛羊養殖發展的需要，在“十四五”畜牧業發展規劃中必須落實分解苜蓿及玉米青貯種植指標。近年來優質牧草市場價格持續走高，苜蓿干草和玉米青貯市場價格分別從2018年的1.3元/kg 和0.2元/kg 提升到了2021 年的2.2元/kg 和0.35元/kg，加上兵團牧草種植補貼政策的實施，能夠保證未來牛羊發展對優質牧草的需要。但作為經濟作物棉花主產區的第六師需要增加4.67萬hm2左右的苜蓿及玉米青貯種植面積才能滿足發展需要，難度較大，建議在進行“十四五”畜牧業規劃時，一定要核定未來“糧改飼”和“經改飼”的面積，科學設定未來牛羊養殖量。

玉米作為新疆地區最主要的畜禽精飼料原料，占比一般在50%～65%。新疆地區作為全國玉米主產區，玉米常年種植面積穩定在66.67 萬hm2，總產量858.37 萬t，新疆地區玉米產量過剩，常年外調。未來兵團玉米缺口為337.04萬t，需要新增種植玉米26.19萬hm2才能滿足需要，要全部依靠兵團內部種植玉米來發展畜牧業，從經濟效益上來看得不償失。未來首先可以通過購買附近自治區地方種植的玉米，滿足養殖需要，另外還可以利用自身種植的小麥、大麥、高粱等替代玉米部分用量，以滿足對玉米的需要量。從各師情況來看，第六師玉米缺口達到132.86 萬t，需要新增種植玉米面積達到10.32萬hm2，而目前該師只有19.04 萬hm2耕地，仍需降低養殖量。

雖然有5個師存在未來棉粕自身供給不足，但是從全兵團來看，棉粕供給充足，且盈余60.99 萬t，目前供給量是未來需求量1.87 倍。另外，非植棉區可以利用部分菜粕、葵粕等蛋白類飼料替代部分棉粕，所以除去必須外調的豆粕外，本地產餅粕類飼料可以滿足未來畜禽業發展的需要。

按照2025年全兵團肉牛和肉羊計劃養殖量，則秸稈等主要粗飼料原料沒有缺口，且有盈余169.63萬t，盈余56.25%，所以總體秸稈等主要粗飼料原料的供給量可以滿足發展的需要。從各師層面來分析，第十師缺口最大，為5.6 萬t，只能達到需要量的67%，但目前第十師瓜果、蔬菜等其他農作物副產品來源豐富，基本可以滿足未來發展需要。未來各師要重視秸稈的收集儲存和加工利用工作，逐步提高收獲率，變廢為寶，實現農牧業循環發展。

3.2 水資源承載力分析

新疆年平均降水量147 mm，年平均徑流深度48 mm，年蒸發能力1 000 mm，干旱指數達到7 左右，是我國最干旱的內陸區，屬水資源緊缺地區，單位面積產水量為全國倒數第3 位，人口缺水率為15.6%，牧畜缺水率為24.3%。2019 年新疆兵團引水量115.96億m3，其中地表水量96.61億m3，地下水量19.17 億m3，其他水量0.18 億m3。水庫總數量114座，庫容33.83億m3；城鄉集中供水工程共1 004處，農村分散式供水工程1 270 處；全兵團總灌溉面積為1 671.97 khm2，節水灌溉面積1 331.68 khm2。水資源已成為制約新疆和兵團經濟發展的瓶頸[1]。

在編制未來“十四五”畜牧業發展規劃和確定未來養殖量時，必須采取從連到團再到師最后到兵團的自下至上的方針，逐層落實和統籌畜牧業用水來源問題。建議大型規?；B殖場必須采用雙供水系統，或者配備2～3 d 的存水系統，以防缺水或斷水對養殖場造成不利影響。

3.3 糞污土地承載力分析

區域畜禽糞污土地承載力測定可以間接反映當地畜禽飼養密度與布局的合理性。從2025 年全兵團畜禽糞污氮磷的承載力來看，整體畜禽糞污土地承載力不超載，全兵團達到2025年計劃養殖量后仍可增加3 053 萬個豬當量（即再增長2025 年養殖豬當量的2.33 倍），土地消納糞污的潛力仍很大。但兵團畜禽糞污土地承載力不超載，不能完全說明兵團內的所有土地承載力均不超載，當以師為單位進行測算時，兵團第十二師就處于超載狀態。第十二師緊鄰烏魯木齊市，為典型的城郊師，具有距城市消費市場近、“肉案子”保供給的職能，但同時由于城市的不斷擴展，城郊農田被征用，種植面積壓縮，致使畜禽糞污土地承載力超載，未來需要減少63.5 萬個豬當量或者有機肥異地銷售，才能達到畜禽糞污土地承載力的平衡。同樣，即使同一個地區的畜禽糞污土地承載力不超載，也不代表該地區內每個規模養殖場的土地承載力都不超載，實質上單獨養殖場不超載更加重要。本研究僅用于規劃需要層面的地區畜禽糞污土地承載力的測算，后續各師團的畜牧業發展規劃，還需要對每個團以及團內的每個規模養殖場全部進行糞污土地承載力測算，每個養殖場均不超載，才能真正實現農牧業科學布局、種養平衡和高質量發展。

4 結論

為提高新疆兵團“十四五”現代畜牧業發展規劃的引領作用，實現新疆兵團畜牧業的高質量發展，從養殖環境現狀出發，本研究分別選擇了從飼草料供給、水資源供給和畜禽糞污土地承載力共3個影響未來畜牧業發展的資源環境制約因素，分析研究兵團及兵團各師未來畜牧業發展資源環境承載力[12]。

按照2025 年全兵團牲畜計劃養殖量，到2025年苜蓿缺口達到19.29 萬t，需要種植苜蓿2.14 萬hm2；同時玉米青貯缺口達到687.07 萬t，需要種植玉米青貯11.45 萬hm2。同時全兵團秸稈等主要粗飼料原料沒有缺口，且有盈余169.63 萬t。同時全兵團籽實玉米缺口為337.04 萬t，需要種植玉米面積為26.19萬hm2，在自身擴大種植面積的同時還需要從周邊地方收購；同時全兵團棉粕沒有缺口，并盈余60.99萬t。

從用水增長率上來看，兵團2025年畜禽飲用水量在2020 年的基礎上需要增長39.63%；從增長量上來看，全兵團2025 年畜禽飲用水量在2020 年的基礎上需要增長563.41 萬t。其中第十二師增長率最大，飲用水量在2020 年的基礎上需要增長294.94%；第八師增長量最大，飲用水量在2020年的基礎上需要增長88.52 萬t。養殖場選址布局建設（擴建）前應充分考慮當地水資源供給情況。

按照2025年全兵團畜禽糞污氮磷的承載力，整體畜禽糞污土地承載力不超載，全兵團達到2025年計劃養殖量后仍可增加3 053 萬個豬當量（即再增長2025 年養殖豬當量的2.33 倍），土地消納糞污的潛力仍很大。只有第十二師超載，以氮測算承載力指數為4.90＞1，以磷測算承載力指數為3.26＞1，均嚴重超載，需要進行調整。

總體來說，“十四五”兵團及13個農牧師畜禽養殖數量布局與其環境資源稟賦比較符合，但個別師仍需調整。