美国是世界上主要的生猪养殖大国，也是集约化养殖污染问题最早显现的国家之一。20世纪以来，美国生猪粪肥管理在观念、政策、技术上经历了巨大的变化，并在养分管理和农业面源污染治理方面积累了宝贵的经验。本文以20世纪以来美国农业部经济研究中心公布的调查数据和国内外相关研究文献为参考，从美国早期生猪粪肥养分管理的历史背景入手，分析20世纪以来美国生猪养殖污染产生的原因，整理美国生猪养殖粪污治理的措施，总结美国生猪粪肥养分管理的成效，并探讨了对中国的启示。一、美国生猪粪肥养分污染的产生及其早期治理
（一）美国早期生猪粪肥养分管理状况
美国养猪业主要分布在美国东玉米带(EasternCornBelt)，西玉米带（WesternCornBelt），大西洋沿岸中部（Mid-Atlantic），以及南部（South）、西部（West）共22个州的养殖区域（见图1）。由于美国玉米带生产了美国70%以上的玉米，为养猪生产提供了充足、廉价的饲料玉米，所以80%美国生猪生产分布在玉米种植地带。
20世纪以前，动植物养分平衡与作物收成之间的关系一直是困扰美国农业的一大难题。虽然许多农户都深谙土壤养分被作物带走的道理，但很少有人知道如何以最佳方式将养分归还土地，几乎没有人真正懂得土壤肥力恢复的内在机理。20世纪初，美国一些资深植物学家、土壤专家、以及基督教北浸礼会传教士开始从中国大量引进优良大豆和谷物品种，并从中国保持地力千年不衰的农业实践中获得了如何利用豆科类作物以及粪肥养分来恢复农田肥力的启示。大豆原产中国，优良大豆作物含有高质量的蛋白质，是动物饲料蛋白的主要来源；大豆根瘤菌有强固氮作用，可补充土壤中被玉米生长所带走的氮素养分；而大豆作为生猪饲料，则可增加生猪粪肥的氮素养分，提高生猪粪肥的肥效。
因此，大豆种植在美国生猪养殖的玉米带中得到广泛推广。至20世纪40年代，仅伊利诺斯、爱荷华、印第安纳、俄亥俄和密苏里州等玉米带的大豆种植面积就已占全美大豆种植面积的70%。
二战之前，美国玉米带的生猪饲养以小规模家庭农场为主。猪舍紧挨农田而建，并可随作物种植地块的变动进行移动，被称为“移动的猪舍（movablehoghouses）”。农户在玉米和大豆成熟时，通常会直接将猪放养在田间进食来取代对饲料作物的收割，这样不仅可以在农忙时节里节省大量的人力费用，而且还可通过猪粪尿的还田利用，使土壤肥力得到有效恢复。这种养猪方式需要在农田四周设置栅栏以防猪跑脱，虽然修建猪栅栏需要额外投入一些人力和物力，但相关费用与雇佣人力进行作物收割的费用相比还是要节省很多，更何况养猪场可以在农闲时就将猪栅栏修建好，并且从土壤肥力恢复中得到补偿。有经验的养殖农户会在猪舍旁挖一粪坑，将收集到的猪粪尿连同烂菜帮叶、树皮等有机废弃物一同倒入粪坑中，有时也会掺入一些泥土进行搅拌，通过发酵、腐熟后施用于玉米和大豆轮作的农田里。在这样的小规模家庭养猪农场里，农田中有机质和微生物含量丰富，生猪粪肥中最易流失的尿素成分在微生物作用下会以缓释方式向作物提供氮素养分。土壤—作物—猪粪尿之间形成密闭的养分循环，可有效防止粪肥养分的流失和环境污染问题。
（二）美国生猪粪肥养分污染产生的原因及其危害
二战之后，原本在战争期间应用哈伯—博施的大批量工业合成氨方法制造炸药的美国化工厂纷纷转向生产农用化肥。由于玉米生长特别需要氮素养分，美国玉米带便成为人工合成氮肥的主要消费基地，种植业生产逐渐变化为主要依靠化肥满足作物对各种养分的需要。人工合成氮肥的广泛应用割裂了养殖业与种植业之间通过动物粪便还田形成的传统养分循环链条，随后出现了种养完全分离的高度专业化、规模化的种植产业以及同样高度集约化发展的动物养殖业。这种现象在美国玉米带农场中表现得尤为突出。种植农户依靠化肥不断提高玉米、大豆的产量；养殖农户则通过购买价格低廉的大豆、玉米饲料来满足集约化养殖业生产需求。由于玉米、大豆这类条播作物的生长周期仅为数月，每年从土壤中带走的氮素养分不足氮肥施用量的50%，大约一半以上的氮肥养分通过农田径流或氨挥发成为农业面源污染源。
-年间，由于大量施用化肥农药，美国已出现耕地板结，土壤有机质丧失，微生物活性减弱等一系列问题。水污染问题也十分严重。全美47条主要河流湖泊中，有22条污染面积占总面积的40%以上。养殖粪污的养分流失更是加剧了美国的水体污染。相比牛粪和羊粪等反刍动物的粪便，猪粪和鸡粪在淹水条件下的铵态氮释放量要大很多，由猪粪池泄漏导致的水污染问题更显突出。
年，以弗吉尼亚作为生猪屠宰生产基地的史密斯菲德食品公司（SmithfieldFoodInc.）由于已无法在当地找到符合该州环保法律规范的生猪粪污排放场所，转而在经济相对落后且环保环境相对宽松的北卡罗莱纳州布莱登县（BladenCounty）建立了世界最大的生猪屠宰场，每天生猪屠宰数量达2.4万头，年生猪屠宰数量高达万头。此后，北卡罗莱纳成为美国生猪养殖发展最快的一个州。
年夏季，北卡罗莱纳州沿海区域七家大规模生猪养殖场的露天粪污池发生泄漏，超过万加仑的猪场粪污泻入北卡罗莱纳州东部海域，引起大面积毒费氏甲藻暴发，造成约万尾鱼的死亡。
有毒费氏藻的形成主要是由于大规模养殖场产生的猪粪和鸡粪养分进入水体所致。美国生猪养殖量最大的爱荷华州在20世纪末的十年中一共发生粪污池外溢事件起，其中猪粪污染就占74%3。大量畜禽粪便的氮、磷养分进入水体后造成水质富营养化，刺激毒费氏藻生长并造成大量鱼类及贝壳类水生动物的死亡。
除畜禽粪便储存泄漏或直接排入水体的动物粪尿引发的水污染问题外，长期存放的猪粪尿污染问题也不断显现。虽然这些猪粪尿大多在露天氧化塘经腐熟分解后被施用到农田之中，但由于养猪场农田有限，过剩的粪肥养分还是通过农田径流、淋溶，或氨挥发不断污染水体和空气。
（三）美国生猪粪肥养分污染的早期治理及缺陷
早在年，美国就启动了《联邦水污染控制法案》，建立了国家污染物减排系统（NPDES），将集约化畜禽养殖定义为点源污染的一种，首次提出了用“养分管理”方法来控制水污染。但该法案所提到的“养分管理”只是针对日常生活、公共休闲、以及水产养殖等不同水源的养分状况确定污染物质的最大日容量（TotalMaximumDailyLoad），并授权联邦卫生部实施管理与监督，并未触及集约化畜禽养殖粪便的养分污染治理问题。
20世纪70年代初，美国每年从工厂、城市居民、和畜禽养殖场排出的大量污水造成河流湖泊的严重污染。由于当时大部分污水来自于工厂和城市居民的污水排放，美国政府便将工厂、城市居民的污水连同畜禽养殖场的粪污一道按照点源污染进行政策规范和治理。自年实施《清洁水法》之后,美国联邦政府每年拨款20余亿美元用于新建和改建污水处理厂,力求控制排污点源对水体的污染。《清洁水法》要求畜禽养殖场必须获得国家污染物减排系统许可证后方能从事粪污排放，许可证由环境保护署或44个州的授权机构予以签发。
年，美国环境保护署对纳入国家污染物减排系统管理范围的养殖场和集约化养殖场进行了定义。将任意12个月内在无种植物或饲料作物生长地封闭饲养动物45天以上的农场定义为养殖场。养殖场规模在个动物单位以上；或养殖量在~个动物单位之间，且直接通过人工水沟、粪污冲洗系统等人工设施将粪污排入水体；以及直接向美国天然河道或水体排放粪污的所有养殖场认定为集约化养殖场。集约化养殖场采用家禽干粪处理系统的不在国家污染物减排系统控制范围之内。
至20世纪80年代，尽管美国废水排污点源得到了有效控制，但水体的质量并未发生重大改善，非点源污染代替了点源污染成为美国水体污染的主要来源。在受非点源污染的16.5万英里河流中，农业污染占64%；在受非点源污染的8百多万英亩湖泊中，农业污染占57%。农业污染包括化肥和农药的过量应用以及养殖粪污通过农田径流或淋溶形成的污染。由此可见，美国早期污染治理效果并不理想。究其原因，主要存在如下几方面的问题：
（1）认识上存在误区。长期以来，人类中心论、资源无限论、以及经济利益至上论等西方哲学与经济理论几乎成为美国社会的文化根基。农民为了追求经济利益最大化，总是尽可能地去消耗资源，尽可能地扩大生产规模，而对农业规模化运作过程中的养分流失问题则很少有人问津。
（2）政策调节的片面性。由于早期清洁水法未将农业面源污染纳入控制范围，一些大规模养殖农场为规避点源污染的处罚，就把大量的粪肥施用到较小的土地上，或将养殖粪污放置在露天粪污池中任其腐熟分解，使得粪肥中的养分经农田径流和氨挥发又形成更加严重的污染问题。
（3）监督管理缺位。动植物养分流失是农业面源污染的主要原因之一，而动植物养分管理涉及众多农业管理部门，单靠卫生或环境保护部门很难从专业角度实施有效监管，更不用说从农业养分管理的源头上进行监督和指导了。
（4）农民治理污染的动力不足。早期污染治理强调结果控制而缺乏对过程的控制和奖惩机制。一些大规模养殖农场从自身经济利益考虑，不愿在粪肥养分管理过程中增加人力和物力的投入。
-年间，美国大规模生猪养殖农场中只有25%左右的饲料养分转化为动物产品，另外约75%的饲料养分存在于生猪粪污中。这些粪肥被施用在养殖场内部有限的农田后，大约有51%的氮素养分和64%的磷素养分超出其农田需用量，成为农业面源污染的主要来源。
二、美国生猪粪肥综合养分管理的理念与实践
（一）综合养分管理概念的提出
自古希腊罗马人的农业开始，西方农业就是以赢利为目的并始终追求一种商业精神。20世纪初，经济学家维弗雷多·帕累托在亚当·斯密经济学说4的基础上提出了帕累托最优理论（TheTheoryofParetoOptimality）：即以利己为行为动机的完全竞争的市场经济将会导致社会资源配置的（帕累托）持续改进并最终达到最优状态。帕累托最优理论曾长期主导美国社会经济政策的走向，并对美国农业环境污染防治的政策导向起着至关重要的作用。由于现实经济条件根本无法满足完全竞争经济要求，美国一些农业环境污染防治政策非但没有达到理想的效果，一些地方甚至还出现了污染恶化的情况。
年，经济学家李普西（R.G.Lipsey）和美国数理经济学家兰卡斯特（K.Lancaster）在分析最优理论缺陷的基础上创立了次优理论，主张在现实经济条件根本无法满足完全竞争经济要求的情况下，认清客观存在的扭曲因素，并将这些扭曲因素作为约束条件进行综合分析后，再求最优解。次优理论阐释了这样一种观点，即只对单一的市场扭曲进行纠正但不同时纠正其他市场失灵的偏差将会导致资源分配的“帕累托持续恶化”。这一理论应用在政策领域则预示了只针对单一污染源的治理政策可能加剧其他污染问题的发生，从而导致整个社会福利水平的降低。
年，蕾切尔·卡逊《寂静的春天》一书发表后，由于揭露了美国农业、商业为追逐利润而滥用农药，污染食品的事实，在美国社会引发了一场旷日持久的辩论。这场辩论推动了美国现代环保运动的发展，并使美国民众的环保意识得到普遍加强。
20世纪90年代以后，畜牧业和作物生产中废弃物养分流失对水体和空气的污染再度引起美国社会的广泛
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