推進畜禽養殖廢棄物資源化 促進生態農業發展

宋 莉 ，胡 涵 ，劉麗春 ，郭德芳 ，尹 芳 ，王昌梅 ，趙興玲 ，吳 凱 ，張無敵

（1.云南師范大學能源與環境科學學院，云南昆明650500；2.紅河州農業環保工作站，云南蒙自661199；3.麗江市農村能源管理站，云南麗江674100）

1 畜禽養殖廢棄物的現狀

近年來，我國畜禽養殖業發展迅速，從散養型逐步轉向集約型，畜禽養殖規模化程度不斷提升。據統計，2017年全年豬牛羊禽肉的產量為8431萬t，比2016年增長了0.8%。其中，豬肉產量為5340萬t，增長了0.8%；牛肉產量為726萬t，增長了1.3%；羊肉產量為468萬t，增長了1.8%。2017年年末生豬存欄量為43 325萬頭，比2016年下降了0.4%；生豬出欄量為68 861萬頭，比2016年增長了0.5%[1]。畜禽產品產量不僅滿足了我國居民日益增長的動物性食品需求，而且增加了農民的收入渠道。據統計，畜禽每天糞尿排放量與其體質量成比例，牛為7%～9%，豬為5%～9%，雞為10%；生產1 kg牛奶所需要排出的污水約為12 kg，生產1 kg豬肉所需要排出的污水約為25kg[2]。規模化、集約化、現代化養殖的迅速發展造成畜禽養殖廢棄物產生量突增，2015年，我國畜禽養殖糞便產生量已達到60億t[3]。據統計，我國畜禽糞便產量每年約為31.90億t。其中，畜禽養殖廢棄物的40%得不到有效處理，給環境造成嚴重污染[4]。2010年我國畜禽養殖業水污染物排放量中化學需氧量（COD）、氨氮嚴重超標，COD為當年工業源排放量的3.23倍，氨氮排放量為2.30倍[5]。由此可見，畜禽糞便的產生量也隨著畜禽產量迅速增加，我國畜禽糞便的排放量將進一步增加。

2 畜禽養殖廢棄物對環境的影響

目前，隨著畜禽養殖規模化、集約化的迅速發展，畜禽養殖廢棄物（養殖場的污水、糞渣及病死畜禽）增多，其不合理排放對生態環境造成直接和間接的影響，包括水體污染、大氣污染、土壤污染等。

2.1 水體污染

畜禽養殖廢棄物主要包括畜禽糞便、養殖場污水和病死畜禽，而畜禽糞便和養殖場污水是污染水源的主體。目前，我國大多數養殖場的畜禽糞便處理能力不足，60%以上的糞便得不到合理處理而被直接排放，通過畜禽排泄物進入水體的COD量已超過生活和工業污水COD排放量的總和[3]。畜禽廢棄物中含有氮、磷、鉀等元素和大量的病原微生物。這些未經處理的廢棄物排放到水中，會造成水體的富營養化，溶解氧不足；通過地表徑流威脅地表水和地下水環境，導致水體變黑發臭，直接嚴重威脅水體環境質量和生態安全[6]。人和畜禽飲用了被污染的水，極易導致疾病發生，對人們的身體健康和畜禽產品的質量造成嚴重的威脅。

2.2 土壤污染

近年來，畜禽養殖業進入到散戶退出加快與規模化速度加快并存，不斷擴大養殖規模，不斷提升集約化生產，這些都使土地對畜禽廢棄物嚴重過載，致使我們的土地污染問題越來越嚴重。這些糞便沒有經過合理的處理直接排放且農民過量使用，會嚴重影響農作物的生長、倒伏，造成農作物成熟期推遲，甚至不能成熟，使農作物產量降低。在畜禽養殖過程中，為了增強其抵抗力和生長速度，大多數飼料中都加有添加劑，其中就包括重金屬、抗生素、氮磷化合物等物質。飼料中未被畜禽消化吸收的物質隨著糞便排出體外，沒有經過任何的處理就直接排放到農田，這會使農田中所含有的鈣、銅、鉻等元素結合起來，間接生成一種不溶性復合物，土壤中的一部分氮元素經過氧化生成硝酸鹽，這是造成土壤板結的主要原因。而且還會使土壤的透水性和透氣性降低，造成土壤環境質量降低，嚴重威脅到農作物的生長和農產品的質量安全[7]，對環境產生一定威脅。

2.3 空氣污染

畜禽養殖對空氣的污染非常嚴重。首先是畜禽糞便產生的臭氣。規模化畜禽養殖廄舍空間小，所處環境陰暗潮濕，通風不暢，由于畜禽廢棄物大量的堆積會產生大量的有毒有害物質，其中包括硫醇、硫化氫、氨氣、吲哚、有機酸、糞臭素等。這些有害物質會經糞便腐敗分解而進入大氣環境中，導致畜禽的生長速度受到嚴重威脅，而且容易使動物發生瘟疫，使畜禽的死亡率提高。

規模化養殖場將未經處理的畜禽廢棄物清理出養殖場后隨意堆放，污染面擴大，對附近群眾的身體健康和生活質量造成嚴重的危害。其次，畜禽養殖廢棄物不合理的處理、排放，造成溫室效應。據估測，全球甲烷排放量每年大約為0.4億～0.6億t，而且甲烷排放量平均每年上升速度大約為2.34%，其中，動物生產產生大部分甲烷，特別是反芻動物生產[8]，反芻動物生產過程中排出大量的甲烷和二氧化碳氣體，若不經過控制處理，直接排放到大氣中，隨著排放量的不斷增加，當超過大氣自凈能力時，就會導致空氣質量大幅降低，產生酸雨，還會加劇全球溫室效應[9-10]。

3 畜禽養殖廢棄物資源化利用現狀

現在畜禽養殖業發展越來越快，畜禽廢棄物是造成農業污染的重要原因，同時也使得環境問題日益嚴重。畜禽廢棄物可以說是一把雙刃劍，雖然存在一定的壞處，但是畜禽糞便也是生產和生活中的一種寶貴的資源和肥料，畜禽廢棄物得不到良好的利用，會造成嚴重的資源浪費。糞便中包含有許多的營養物質，如氮、磷等，如果這些營養物質經過有效的加工和處理，可以生產出價值較高的飼料和有機肥料。目前，部分畜禽糞便并沒有進行加工處理，使資源沒有得到有效地利用，不但使資源嚴重浪費，同時也污染了環境。因此，畜禽糞便資源化利用已成為生態農業發展的緊迫任務，畜禽糞便資源的合理利用不僅能節約資源，而且可以保護環境減少污染，降低疾病突發，進一步保護和改善農村生態環境，推動我國農業可持續發展。

3.1 肥料化

肥料化是當前應用最為廣泛的處理方式，技術主要包括自然堆漚腐熟法、干燥法、生物好氧高溫發酵法[11]。畜禽糞便中含有豐富的營養成分，其中包括植物生長中最重要的氮、磷、鉀元素，還含有部分微量元素，如錳、硼、銅等，可以改善土壤的有機質，有利于土壤中微生物的生長和繁殖，改善土壤的結構，提高土壤的肥力。因此，如果畜禽糞便經過科學的加工和處理，能生產出一種良好的有機肥，可代替化肥。這樣不僅可改善土壤環境，而且節約了資源，同時解決了農業化肥的施用不當帶來的對水、土壤、空氣污染及農產品質量的影響，為實現農業的可持續發展奠定基礎。但是，近年來畜禽糞便沒有得到很好的利用，使用效益低，資源造成嚴重的浪費，其中，豬、牛糞的還田利用率相對較低，僅達到30%～50%[12]，而雞糞作為畜禽糞中養分含量最高、經濟價值最大的資源，也沒有得到很好的利用[13]。

3.2 能源化

畜禽養殖廢棄物的能源化利用主要是以產沼氣為主要目的。目前，處理畜禽糞便的主要方法是厭氧消化，通過對畜禽糞便的處理產出甲烷和二氧化碳。畜禽養殖廢棄物通過發酵可以產生沼氣，而沼氣可用來發電、小雞的孵化、瓜果蔬菜的保鮮。沼氣的燃燒可以產生二氧化碳，同時溫度升高，可以用來提高大棚的溫度，最終能夠提高蔬菜的產量；也可點燃沼氣燈增溫養蠶，光照育雛、提高蛋雞產蛋率以及誘蛾養魚等。畜禽養殖廢棄物的發酵除了可以產出沼氣外，發酵殘留物也應該充分利用，沼渣經過加工可生產優質有機肥，可作改良劑改良土壤，可生產養豬、養魚、養鱔、養蚯蚓的飼料，可作食用菌栽培料和制作營養土，沼液可作浸種液和農作物的營養液，有效防治農作物病蟲害。畜禽糞便的能源化，可以使廢棄物轉化為良好的物質，可以節約化石能源燃料，可大大提高資源和能源的利用率。

3.3 飼料化

畜禽糞便中雖然含有大量可以利用的礦物質，但其中也存在病原微生物、寄生蟲及其蟲卵，只有經過科學的加工和處理才可以用作飼料。目前，直接喂養法、干燥法、發酵法、分解法是畜禽糞便飼料化再利用的主要方法。其中，直接喂養法主要用于雞糞，雞飼料中含有大量的營養物質，但雞并沒有完全消化，以雞糞的形式排出體外，雞糞中含有25%的粗蛋白可作為飼料喂養魚、豬、牛和羊等，但此方法存在一些問題，如造成雞糞中的病菌、寄生蟲傳播。干燥法是采用常溫或高溫條件，使畜禽糞便脫水干燥。發酵法是在畜禽糞便中加入一些輔料，如酶制劑和微生物菌劑，在適宜的溫度下將畜禽糞便進行發酵，生產的飼料可飼養豬、雞、魚等動物。分解法是將畜禽糞便廢棄物轉化為有機肥的過程，主要通過蚯蚓和蝸牛來進行[14]。

3.4 基料化

基料化利用技術是將畜禽糞便和秸稈等農業廢棄物結合為基料養殖蚯蚓、蠅蛆或生產食用菌的主要方式[15]。這種糞污資源化利用模式可以將廢棄物變寶，不僅推進了畜禽養殖廢棄物的資源化利用，而且促進了環境保護。將畜禽糞便和秸稈結合作為基料，有利于農業廢棄物的循環利用，有效推動了生態農業的發展。

4 推進畜禽養殖廢棄物資源化利用的對策

隨著畜禽養殖業的高速發展，其數量和規模越來越大，畜禽養殖廢棄物的產量也越來越大。因此，如何更好地將畜禽養殖廢棄物資源化利用成為重中之重。

4.1 積極推廣畜禽糞污資源化利用模式，推動農業可持續發展

畜禽養殖發展迅速，但是同時也造成畜禽養殖業與農業的脫節、環境的管理與生產脫節，因而對環境造成影響。因此，建立畜禽糞便資源化利用模式是解決畜禽養殖業污染的根本出路（表1）。

表1 目前我國畜禽養殖糞污資源化利用典型模式[16]

鼓勵支持養殖場、農戶對原有模式轉型升級，由原本的養殖模式發展種養結合循環模式。落實生態農業理念，以綜合利用為主，大力推廣種養結合生態模式，實現畜禽養殖廢棄物資源化利用，發展綠色、循環、有機農業；對于畜禽養殖相對集中的地區，可規劃建設大型沼氣池及有機肥加工廠，生產有機肥料，變廢為寶，用有機肥代替化肥，從而減少化肥的用量。實現生產和環境的協調發展，最終達到經濟、生態、社會效益三者的統一，有利于推動農業持續、穩定地發展。

4.2 完善相關政策，加強監督

為實現農業可持續發展，2017年，《國務院辦公廳關于加快推進畜禽養殖廢棄物資源化利用的意見》出臺。為貫徹落實黨的十九大精神，2018年5月11日，農業農村部發布了《關于做好2018年畜禽糞污資源化利用項目實施工作的通知》，環境影響評價制度也在不斷地修訂，為畜禽糞污資源化利用指明了方向。

首先，進一步完善環境影響評價制度，規范環境影響評價內容，提倡有機肥代替化肥，為促進畜禽糞便肥料化利用奠定基礎。其次，強化責任落實，明確各方職責，將環境保護工作落到實處，可以促進畜禽養殖廢棄物資源化的合理利用。最后，環保部門應發揮監督職能，對養殖場排放的污染物進行定期監測，對那些沒有按要求、規定進行排放的養殖場，要進行相應的經濟和法律的制裁，并實行誰污染誰治理的原則。

4.3 加大宣傳力度，提高全民環保意識

畜禽養殖廢棄物污染治理，對我們的生態環境和生活質量具有重大的影響，我們應該采取多種形式，加強養殖污染的科普知識宣傳教育，宣傳綠色發展、有機農業、循環農業的理念，讓人們了解養殖業造成的環境污染問題和對人類的危害，使人們的環境保護意識得到提高，使畜禽廢棄物得到合理的排放，應發展種養結合模式，使養殖污染與法律相結合，依法治理養殖污染。鼓勵社會各界積極參與畜禽糞污資源化開發和利用，發揮示范帶動作用。

5 農業可持續發展思路

目前，我國畜禽養殖業正處在轉型升級的關鍵時期，畜禽養殖廢棄物污染已阻礙了畜禽養殖業持續高效發展，養殖廢棄物不僅對水體、土壤、空氣造成嚴重的污染[17]，而且危害人類健康、生活環境及畜禽產品質量安全。由于養殖業和種植業嚴重脫節，不僅造成了嚴重的資源浪費，還成為農業可持續發展的重要阻礙因素。

5.1 改善生態農業環境，推進生態農業發展

資源和環境協調發展是實現農業可持續發展的基礎，也是實現農業經濟可持續發展的保障。因此，有效地將農業發展過程與畜禽糞污資源化利用相結合，使有機肥代替化肥，減少化肥農藥的用量，從而減少農業污染面，保護土壤資源。推進種養結構調整，實現種植業與養殖業的和諧發展，有利于保持生態平衡，緩解集約化、規模化養殖帶來的環境問題，為實現農業可持續發展奠定基礎[18]。有效改善我國的生態環境，而生態環境的改善能進一步推進生態農業建設，有利于促進我國農業可持續發展。

5.2 提高畜禽養殖糞污資源化利用，促進農業可持續發展

利用畜禽養殖糞污肥料化生產出的優質有機肥，推進種養結合，結合配方施肥，既節約了資源的利用，又使土壤資源得到優化。通過建設大規模糞污處理再利用設施，使得糞污污染及時得到有效的處理。開展農業廢棄物的綜合利用，進一步促進生態農業的建設[19]。

有效地對畜禽養殖廢棄物進行資源化利用，積極推行種養結合模式，將生態養殖融入到生態農業建設中，這符合國家農業供給側結構性改革和生態文明建設中長期發展戰略規劃，也將為國內畜牧業轉型升級、實現畜禽養殖業的現代化以及為我國的生態文明建設做出新的、更大的貢獻。