新西兰奶牛场废水和养分管理PPT学习教案

会计学1新西兰奶牛场废水和养分管理新西兰奶牛场废水和养分管理第1页/共37页DAIRY FARM 奶牛农场奶牛农场第2页/共37页DAIRY PARLOUR WASH DOWN 挤奶间冲洗挤奶间冲洗 Most of New Zealands dairy effluent is liquid from wash down of the dairy shed and yard during milking(2-4 hours/day).新西兰牧场废水大部分是从挤奶间和牛圈冲洗下来的废液新西兰牧场废水大部分是从挤奶间和牛圈冲洗下来的废液(奶牛每天在挤奶奶牛每天在挤奶间和牛棚里停留间和牛棚里停留2-4小时小时)。For the rest of the time,cows graze on pasture when animal excreta goes directly to the land.动物排泄物在放牧时返回到牧场。动物排泄物在放牧时返回到牧场。第3页/共37页Protects soil structure,improves cow condition,favourable for animal welfare,reduces N leaching保护土壤结构，改善奶牛状况，改善动物福利，减少淋失保护土壤结构，改善奶牛状况，改善动物福利，减少淋失第4页/共37页EFFLUENT SOLIDS 固体排泄物固体排泄物第5页/共37页NZ HISTORY OF EFFLUENT MANAGEMENT 以往管理措施以往管理措施 Use of two pond treatment systems prior to Resource Management Act(1991)1991年制定年制定之前，之前，新西兰废水处理采用双塘新西兰废水处理采用双塘 处理系统。处理系统。-Removes biological oxygen demand(BOD),solids,ammonia 减少生化需氧量，固体沉积物，以及氨减少生化需氧量，固体沉积物，以及氨-Avoid direct loss of soluble N,P,K&faecal microbes可溶性氮、磷、钾营养元素和粪便微生物的直接损失可溶性氮、磷、钾营养元素和粪便微生物的直接损失 第6页/共37页NZ MANAGEMENT HISTORY 以往管理措施以往管理措施Land application increasingly common from 1991 and now dominates农田废水灌溉从农田废水灌溉从1991年开始普及年开始普及-Soil is a natural biological filtration system 土壤成为自然的生物过滤器土壤成为自然的生物过滤器-Nutrients available for plant growth 废水中的营养元素被植物利用废水中的营养元素被植物利用-Save fertiliser cost of approx.NZ$30/cow/yr 肥料价值大约肥料价值大约30新元新元/奶牛奶牛/年年-Decreased point source discharges 减少废水的点排放源减少废水的点排放源第7页/共37页第8页/共37页RESOURCE MANAGEMENT ACT(RMA 1991)（1991）RMA is the NZ Government legislation for environmental protection 新西兰政府为保护环境制定的法律法规 RMA seeks to encourage the use of resources in a way this is economically viable,environmentally sound and socially acceptable 旨在鼓励以一种经济上可行，对环境无害和社会可接受的方式来利用资源 RMA focuses on the effects of an activity on the environment but is technology neutral.侧重于行为对环境的影响，保持技术中立原则第9页/共37页 Key RMA requirements for dairy waste water management 牧场废水管理的关键要求 Avoid or mitigate any adverse effects of dairy waste water application 避免或减轻应用牧场废水带来的任何不良影响 Use best practicable option to prevent or minimise environmental effects 采用最切实可行的办法，以防止或减少对环境的破坏 RESOURCE MANAGEMENT ACT(RMA 1991)（1991）第10页/共37页LOCAL GOVERNMENT POLICY地区政府政策地区政府政策NZ has 16 Regional(local)Councils responsible for enforcing the RMA.新西兰有16个地区政府负责执行。Councils prepare Regional Plans in consultation with their community and determine policy and rules for activities that may affect the environment.各地区政府与当地社区 协商来准备“区域规划”，并针对可 能影响环境的行为来制定政策和 规则。Each Council rules can be different.各地区政府制定的规则 可以是不同的。第11页/共37页LOCAL GOVERNMENT POLICY地区政府政策地区政府政策Councils set environmental limits or use education or market 也可以设置对环境影响的限制标准，或者使用教育或市场调节。Councils issue Resource Consents to undertake activities which may cause environmental effect.各地区政府发布“资源许可书”，同意采取可能会对环境产生影响的行为。第12页/共37页POLICY ACTIVITY STATUS 政策行为政策行为 Permitted activity 可允许的行为 Activity allowed without consent subject to conditions that must be met 满足限制条件的前提下不需申请地区政府的许可 Controlled activity 应被控制的行为Requires a consent which has to be issued if applicant can meet conditions 申请人符合条件并需要经过地区政府许可 Discretionary activity 特许行为Council imposes conditions and has discretion on whether to grant consent for an activity 地区政府追加规定条件和拥有是否同意某种行为的自由裁量权第13页/共37页POLICY ACTIVITY STATUS 政策行为政策行为 If farmers dont meet conditions on consents,then Regional Councils can:如果农民不符合许可书规定的条件，地区政府可以：-Issue abatement notices 勒令中止-Issue fines 处以罚款-Prosecute(court)（向法院）起诉-Imprisonment 实施监禁第14页/共37页 Avoid application during saturated soil conditions 在土壤水饱和的情况下不能施用废水在土壤水饱和的情况下不能施用废水 Do not generate surface ponding or runoff of effluent 灌溉时不能产生地表积水，也不允许废水直接流失灌溉时不能产生地表积水，也不允许废水直接流失 No direct discharge to water bodies 废水不能直接排放到地表水体废水不能直接排放到地表水体 Max effluent N load of 150 kg/ha/yr 最大氮施用量为最大氮施用量为150千克千克/公顷公顷/年年EXAMPLE OF PERMITTED ACTIVITY RULES可允许行为规则示例可允许行为规则示例第15页/共37页Councils can provide controls on:地区政府可以控制：地区政府可以控制：Effluent Application depth 施用深度 Application rate 施用量 Nutrient loading 营养负荷 Soil and landscape features applied to 适用的土壤和景观特征 Timing:soil moisture,weather 施用时间：土壤水分，天气 Storage volumes required 土壤存储量 EXAMPLE OF DISCRETIONARY ACTIVITY RULES 特许行为规则示例特许行为规则示例第16页/共37页第17页/共37页Three ways for effluent transport in soils 牧场牧场废水在土壤中的三个运输机制：废水在土壤中的三个运输机制：Surface runoff(avoids soil contact)-high risk SOIL&LANDSCAPE RISK 土壤和地表地形风险系数土壤和地表地形风险系数Preferential flow(rapid drainage through soil pores/cracks)-high risk 地表径流地表径流（未接触土壤）-高风险高风险优先流优先流（通过土壤孔隙/裂缝迅速排水）-高风险高风险Matrix flow(uniform drainage through whole soil profile)-low risk 基质流基质流（通过整个土壤剖面统一均匀的排水）-低风险低风险第18页/共37页Effluent application depth SWD(soil water deficit),pond storage when wet牧场废水施用深度牧场废水施用深度 土壤水分保持量，雨季时利用池塘存储废水土壤水分保持量，雨季时利用池塘存储废水 Applied nutrients stay in the root zone 施用的营养保持在根际周围施用的营养保持在根际周围 Avoid direct losses to water bodies 避免直接流失到水体避免直接流失到水体奶牛农场废水直接损失系统损失奶牛农场废水奶牛农场废水不良管理做法不良管理做法奶牛农场废水奶牛农场废水最佳管理措施最佳管理措施第19页/共37页 Low application rate and low depth 低速，浅层低速，浅层 Potential large coverage area 可能情况下大面积灌溉可能情况下大面积灌溉 Filtration effect 过滤器效果过滤器效果相对浓度（）（排水相对浓度（）（排水/施用废水）施用废水）总磷总磷铵态氮铵态氮大肠杆菌大肠杆菌地下道和管道排水地下道和管道排水高速灌溉器高速灌溉器低速灌溉器低速灌溉器第20页/共37页DAIRY EFFLUENT STORAGE CALCULATOR牧场废水存储量计算器牧场废水存储量计算器Calculates site specific storage requirement(cubic m)依据特定存储要求，计算场地大小（立方米）依据特定存储要求，计算场地大小（立方米）Local met data and farm management information 当地气象数据和农场管理信息当地气象数据和农场管理信息Optimises storage and scheduling based on soil and landscape risk 依据土壤和地表地形风险系数，优化存储量和存储时间依据土壤和地表地形风险系数，优化存储量和存储时间年最大存塘量年最大存塘量年年体积（立方米）体积（立方米）第21页/共37页CODE OF PRACTICE FOR EFFLUENT Industry lead initiative行业领先倡议行业领先倡议 Designing fit for purpose systems 针对不同系统进行不同设计针对不同系统进行不同设计-Engineering requirements 工程需求工程需求-Soil and landscape risk 土壤和地表地形的风险土壤和地表地形的风险-Nutrient management 养分管理养分管理-Climatic conditions 气候条件气候条件-Trained and accredited installers 经过培训和认证的安装者经过培训和认证的安装者第22页/共37页Industry agreement to improve water quality through adoption of good management practices.行业协议，采用良好的管理以改善水质行业协议，采用良好的管理以改善水质Signed between dairy companies and the New Zealand Government(MFE)乳品公司和新西兰政府签署乳品公司和新西兰政府签署第23页/共37页Riparian management:planting,fencing and bridges 100%exclusion by 2017 河岸带管理：到河岸带管理：到2017年年100栽栽植，围栏，桥梁植，围栏，桥梁Nutrient management:100%of dairy farms with nutrient budget by 2015 营养管理：到营养管理：到2015年年100奶牛养殖场使奶牛养殖场使用营养预算用营养预算Effluent management:100%of dairy farms comply with Regional Council rules 356 days per year 污水管理：污水管理：100奶奶牛场每年牛场每年356天符合区域政局规则天符合区域政局规则-第24页/共37页PART FOUR NUTRIENT BUDGETS第四部分第四部分 营养预算营养预算第25页/共37页INPUTS 投入投入OUTPUTS产出产出Fertiliser肥料肥料Atmospheric大气沉积大气沉积Supplementary添加物添加物Effluent废水废水Produce产品产品Nutrient transfers营养元素的转换营养元素的转换Supplements 过剩营养过剩营养Leaching淋失淋失Internal transfers计算机内部计算机内部模拟运转模拟运转A nutrient budget is a tool to help achieve your nutrient management objectives营养预算可以帮助你达到营养管理的目标Atmospheric loss损失到大气中的营损失到大气中的营养养第26页/共37页营养预算支持可持续发展的农业营养预算支持可持续发展的农业第27页/共37页Overseer是新西兰政府农林部、新西兰皇家农业研究所、和新西兰肥料是新西兰政府农林部、新西兰皇家农业研究所、和新西兰肥料工业联合体共同开发并拥有的农田营养预算以及协助营养和环境管理的软工业联合体共同开发并拥有的农田营养预算以及协助营养和环境管理的软件。件。It is used on more than 95%of NZ dairy farms and supported by agricultural groups usually by farm advisors 95以上新西兰奶牛场和农场顾问使用第28页/共37页WHAT IS OVERSEER?什么是什么是OVERSEER模型模型?计算保持土壤肥力的肥料,废水和石灰需要量温室气体的排放：甲烷、一氧化二氮和二氧化碳涵盖了广泛的管理方案和缓解措施对“可能出现的情况”进行测试第29页/共37页N 氮氮P 磷磷K 钾钾Input 投入投入Fertiliser 肥料肥料686883Atmospheric(clover)大气沉积大气沉积（三叶草）（三叶草）6100Supplements brought in 添加物添加物24314Effluent 废水废水12915132Output 产出产出Product(milk etc)产品产品（牛奶等）（牛奶等）831518Transfer 转换转换28328Atmospheric loss 损失到大气中的营养损失到大气中的营养6600Leaching 淋失淋失25124Immobilisation/absorption 固定固定/吸收吸收78240Change or“Balance”变化或变化或“余额余额”0+47+187第30页/共37页nModel development started in the 1990s and has continued since,with regular additions/improvements to the model（OVERSEER 营养预算软件）科学依据营养预算软件）科学依据以新西兰（和国际）的科学研究为基准：Overseer 的开发是基于诸多研究项目中获得的正确的科学结论为理论依据。模型的发展始于20世纪90年代，自此定期增加和改进，一直持续至今。第31页/共37页Measured N leaching(kg N/ha/yr)实测氮淋溶实测氮淋溶（千克（千克 氮氮/公顷公顷/年）年）020406080100120Overseer estimate(kg N/ha/yr)Overseer 估算估算（千克（千克 氮氮/公顷公顷/年年）020406080100120Ruakura Waikato TaranakiOtago Tussock Creek Southland Kelso Edendale Massey 1:1 line第32页/共37页Location where a water quality objective/limit has been setOverseer牧场水质目标水质目标/限制的位置限制的位置 工业，城市及道路作物化粪池人类废水处理第33页/共37页Farm nutrient efficiency and N losses to waterways农场养分效率和氮素损失WaikatoRoom for improvement to low leaching levels改进的空间氮素淋（公斤/公顷/年）农场第34页/共37页1.System infrastructure 系统-基础设施2.Operational-management 经营-管理3.Receiving environment soil and landscape features Dairy effluent is a valuable source of nutrients for plant growth 牧场废水是植物生长所需营养物质的重要来源牧场废水是植物生长所需营养物质的重要来源 Land application of dairy effluent poses risks to be managed 牧场废水用于土地灌溉存在可管理控制的风险牧场废水用于土地灌溉存在可管理控制的风险 接收环境-土壤和地表地形特征第35页/共37页A well managed land application system is a cost effective method for dealing with dairy cattle wastes that can maximise agronomic benefit while minimising environmental impacts一个管理良好的废水灌溉系统可以低成本地处理牧场废一个管理良好的废水灌溉系统可以低成本地处理牧场废水，使农田效益最大化，并对环境的不良影响降到最低水，使农田效益最大化，并对环境的不良影响降到最低。Nutrient budgets are important tools for achieving optimum nutrient use,farm profit and help minimise environmental pollution营养预算是实现最佳养分利用，农场利润最大化，减少营养预算是实现最佳养分利用，农场利润最大化，减少环境污染的重要工具。环境污染的重要工具。第36页/共37页