中小規模養殖場糞污循環利用模式及關鍵技術

□文/王旭 胡棟 賈楠 孟憲華 王占武

（作者單位：1.河北省農林科學院遺傳生理研究所 2.河北省畜牧工作總站）

隨著我國經濟快速發展和居民生活水平的提高，人們對肉蛋奶的消費需求日益增長，促進了我國畜禽養殖業的迅速發展，同時養殖業也產生了大量糞污，對生態環境造成了污染，且問題越來越突出。如何確保畜禽養殖業在高速發展的同時解決環境污染問題，成為當前乃至今后一段時期國家和社會各界關注的焦點。自2017年，我國開始制定并實施了一系列的政策和舉措，促使畜禽養殖業逐步向綠色生態健康養殖轉型。根據國務院“關于加快推進畜禽養殖廢棄物資源化利用的意見”（國辦發〔2017〕48號）的規劃，到2020年底，我國規模養殖場廢棄物資源化利用設施設備配建率達到100%，資源化利用率達到75%。這意味著，從2021年開始，養殖廢棄物資源化利用的工作重點，除開展規模養殖場糞污處理與利用設施設備的提檔升級外，將重點關注中小和散養戶畜禽廢棄物的資源化利用。“適度規模，種養融合，生態循環”是我國開展養殖廢棄物資源化利用的基本策略，符合地球生態平衡的基本法則，為此，根據本團隊多年的科研和技術推廣實踐，總結出了針對中小規模養殖場應用的4種循環模式和與之配套的關鍵技術，提供應用參考。

中小規模畜禽養殖場糞污處理和利用的意義

中小規模畜禽養殖場由于存欄量小，效益低、抗風險能力弱，致使養殖戶大多重效益，輕環保等公益事務。又因中小和散養戶的存量大，布局分散，大多離村莊近，有的就在村內，已經成為當前影響農民生活、農村生態、鄰里關系和鄉村穩定的關鍵，制約著廣大農村的和諧與持續發展。著力實施中小規模養殖場糞污綜合利用，提供先進適用、經濟可行、綜合效益好的循環模式和關鍵技術與設備，對解決問題，實現生產、生態、生活“三生融合”，推動鄉村和諧、鄉風文明、農民富裕的新農村建設和有序發展具有重要意義。

中小規模養殖場循環利用模式

以構建種養循環產業鏈為目標，堅持“適度規模，種養融合”原則，根據不同地區中小規模畜禽養殖規模、種植作物的種類、耕地面積及所有權、運行機制的不同，建立了如下4種循環模式5種生產方式，可以根據實際情況選擇或參考應用。

循環模式1：“種養一體自循環模式”

適用范圍：中小規模養殖企業（場）在養殖場周邊有自有耕地或通過土地流轉有耕地使用權的。根據糞污處理方法和植物種植種類的不同，可選擇如下具體生產方式：

“養-肥-糧（草）”方式

適于養殖場周邊種植小麥、玉米、牧草等的情況。養殖產生的糞污經無害處理后作為糞肥還田，可替代部分化肥，種植產出的玉米籽粒、秸稈可作為飼料原料自用。該模式可顯著降低種養兩業的生產成本，并能改良土壤，提高地力，改善農產品質量和風味。

“養-肥-菜（果）”方式

適于養殖場周邊有蔬菜（采用露地或設施大棚栽培方式）或果樹種植的情況。養殖產生的糞污經無害處理后作為糞肥還田，可替代部分化肥。果樹施肥宜采用溝施并覆土的方法，忌地表裸露施肥，防止養分損失，污染環境。

“養-沼-糧（草）”方式

圖1 基于種養結合的循環農業路線圖

圖2 種養一體自我循環

圖3 養-肥-糧（果、菜、草）

適于建有沼氣設施的農場或養殖場，糞污經厭氧發酵生產沼氣，沼氣作為生物能源可自用，可供應周邊村鎮農戶作為生活用氣，沼氣規模較大的可發電自用或并網商用，產生的沼渣沼液用于還田，具體用量和方法參考“養-肥-糧（草）模式”。

圖4 第三方肥料化循環模式

圖5 種養肥三產融合循環模式

“養-沼-菜（果）”方式

適用的基本情況同上。產生的沼渣沼液在果樹上應用需要溝施覆蓋，忌表面使用。

“牛-肥（墊料）-糧（草、菜、果）”方式

奶牛養殖場產生的糞便經高溫好氧發酵處理，除臭滅菌，可用作奶牛場墊料，剩余部分可作為肥料用于糧食、飼草、水果或蔬菜生產。

循環模式2：“種養契約循環模式”

適用范圍：養殖場周邊有一定規模的農作物或果樹種植，但養殖場沒有耕地使用權。養殖場可與周邊種植戶協商，約定糞污處理、運輸、施肥的主體，以及每年（季）糞肥供應的種類和數量，經濟補償方式等，簽訂協議后實施。

根據糞污處理方法和種植結構的不同，生產模式可從循環模式1推薦的5種模式中選擇。

循環模式3：“第三方肥料化循環模式”

適用范圍：一定區域內，中小規模養殖場比較集中，而養殖場都沒有能力建設有機肥或沼氣生產設施，可引進第三方資本，或由有實力的養殖場或農場投資建設專業化的有機肥生產廠（或糞污處理中心），養殖場（戶）將產生的糞污用專用罐車運送至肥料廠，經生物發酵后轉化成商品有機肥出售。為防控疫病的傳播，各養殖場要使用自備專用的糞污運輸車輛，每次完成糞污運輸任務回場要及時做消毒處理，不能使用有機肥廠、糞污處理中心等他方車輛，避免交叉污染。

有機肥料廠轉化的有機肥可就地就近用于當地蔬菜、水果等的生產，也可進行增值加工，轉化為顆粒型有機無機復混肥、生物有機肥、復合微生物肥等高價值產品，提高肥料的功能性、易用性和商品性，擴大產品的應用范圍。隨著高質量農業的發展以及國家化肥農藥雙減行動的開展，該類產品具有廣闊的應用前景，應高度重視。

循環模式4：“種養肥三產融合循環模式”

適用范圍：既有大規模養殖，又有大面積種植（農場、園區、企業），但缺乏大型糞污處理和施用設施的區域。可以引進第三方資本，建設規模化有機肥生產廠，鏈接形成種養結合產業鏈。在運行機制上，或三方聯合簽訂合約，或由肥料廠分別與上下游企業簽訂供需協議，形成資源循環利用利益共同體。該模式可實現一定區域或縣域內養殖廢棄物和作物秸稈的循環利用，防控污染，降低常規有機肥料廠的銷售和運輸成本，提高地力和農產品質量。

規模養殖場糞污處置技術

歷經多年試驗研究和資料調查，重點介紹如下5種糞污處理技術（見圖6）。

圖6 糞污處置技術

源頭減量技術

源頭減量泛指養殖場采用雨污分離、提高飼料轉化率等措施，以減少糞污的產生總量和糞尿中污染物的殘留量。在此重點介紹飼料高效轉化技術，即通過飼料配方的優化，提高飼料的消化與轉化率，降低糞便中氮磷等的殘留和臭味物質的產生。

方法一，采用低蛋白日糧和添加合成氨基酸，減少糞尿中氮的殘留。據資料顯示，飼喂低蛋白日糧可降低空氣中氮含量15%左右。生長育肥豬日糧中的粗蛋白水平降低1.6%，則氮的排出量可減少9%左右，氨的釋放量可減少8.6%。據試驗，飼料中添加合成氨基酸，當日糧中的蛋白質水平從16.5%降至12.5%時，糞尿中氨的散發量可減少50%左右，即日糧蛋白質水平每降低1個百分點，糞尿中氮的散發量可減少10%～12.5%。

方法二，添加其他添加劑，降低糞尿中氮、磷的殘留量。據試驗，日糧中添加非淀粉多糖、酶制劑、酸制劑、微生物添加劑、植物提取物、沸石等，可通過營養調控，增加氮的存留轉化，減少氮的排出。降低糞便磷的殘留主要采用日糧中添加植酸酶的方法，通過去除植酸的抗營養作用，使日糧磷的利用率提高26.5%～44.2%，從而減少磷的排出。

原位發酵床技術

原位發酵床技術是一項近零污染的養殖技術。具體方法是按一定比例將發酵菌種與秸稈、鋸末、稻殼以及輔助材料等混合，發酵形成有機墊料，將有機墊料置于特殊設計的畜禽舍內，利用微生物的除臭和分解功能，持續對排出的糞尿進行降解、轉化、腐熟，最后形成有機肥。該技術能使糞尿在圈內充分降解，養殖過程無污染物排放，實現清潔生產。與傳統方法相比，具有操作簡單、投資成本低、飼養成本低、節約水資源等優點，該技術適用于中小型規模豬、牛等的養殖。發酵床按建設模式不同又分為地上式、地下式和半地下式。

地上式發酵床優點是能夠保持豬舍干燥，防止高地下水位地區雨季返潮，但建設成本較高，適用于南方以及江、河、湖、海等地下水位較高的地區；地下式發酵床優點是建設成本相對較低、保溫性能好，但透氣性較差，且日常養護成本較高，適用于北方干燥或地下水位較低的區域。

糞便好氧堆肥技術

通過干清糞方式清理出的糞便或經固液分離或用干燥有機物料調配后，采用好氧堆肥技術進行無害化處理。在有氧條件下，微生物通過自身的生物代謝活動，對一部分有機物進行分解代謝，即氧化分解以獲得生物生長、活動所需要的能量，把另一部分有機物轉化合成新的細胞物質，使微生物生長繁殖，產生更多的生物體；同時好氧反應釋放的熱量形成高溫（＞55℃），可殺死其中的病原微生物，從而實現糞便的減量化、穩定化和無害化，最終轉化的有機肥可作為底肥用于農業生產。

養殖廢水好氧轉化技術

養殖廢水主要包括糞污經過固液分離后的污水、尿液和沼液。養殖廢水好氧處理技術是指在有氧條件下，廢水中優勢菌株通過系列生化作用，完成污水處理的工藝。廢水中的污染物在微生物好氧發酵作用下，可轉化為二氧化碳、氮氣、硝酸鹽氮等無機物。

糞污厭氧發酵技術

糞污厭氧發酵技術是指在厭氧條件下，通過微生物的分解和轉化，將糞污中的有機物轉化為沼氣。厭氧發酵可降低糞污中有機物的含量，減少體積，并可產生沼氣（清潔能源）。沼氣經脫硫脫水后可用于發電，也可作為生物天然氣民用，剩余的沼液、沼渣等可作為農用肥料回田。

廢水異位發酵床技術

異位發酵床適用于處理高濃度污水或缺乏污水儲存設施的養殖場應用。需要的設施、物料包括發酵槽、墊料、發酵微生物接種劑、翻堆裝備、糞污管道、防雨棚等。異位發酵床利用谷殼、木屑、菌糠等作原料，加入微生物發酵劑，混合攪拌，鋪平在發酵池內，將糞污直接導入到發酵床上，利用自動翻堆機翻堆，使糞污和墊料充分攪拌混合。墊料含水量需控制在40%～60%，通過機械攪拌，增加墊料通氣量，有利于微生物的生化作用，將有機物轉化分解，同時，在發酵過程，會產生大量生物熱，使物料升溫，一般達到50～60℃，有利于加速發酵，水分蒸發。可以一次或多次導入糞尿進行循環發酵，最終轉化為有機肥。

不同有機肥的還田利用方法

發酵有機肥 一般用作底肥，在播種和定植前均勻施入農田后翻耕或旋耕。有機肥在農田的最多用量為每畝2000公斤（干計）。

肥水 液態糞污經氧化塘沉淀氧化3個月以上或沼氣發酵后，可作為肥水灌溉農田。使用時需與清水混合稀釋6倍以上，具體用量應根據澆水量計算，如小麥田，若每次澆水30方/畝，每次最多用肥水5方/畝。宜在陰天或晴天的下午16點之后，忌在日照強烈的中午澆灌。

生物有機肥 是指發酵的有機肥與具有一定防病促生功能的微生物菌株混合后形成的產品。宜用做底肥或育苗肥，采用溝施或穴施方法，忌表面撒施。一般每畝用150-200公斤，需要與田土混合均勻。由于生物有機肥和功能微生物在土壤中沒有移動性，施入的生物有機肥與田土混勻后盡量接觸根系或根系能生長到的地方。

小結

以上只是總結自身實踐和他人經驗，介紹了幾種不同循環模式和適用型糞污處理與還田利用技術，但由于不同地域的養殖方式、養殖種類和規模，以及種植結構和耕地面積等各異，因此，一種或幾種模式很難適用于所有的養殖場應用，建議不同的養殖和種植（場）企業，根據自身和周邊環境條件，以實現清潔化生產，以發展生態循環農業，造福一方為己任，開動思維，群策群力，在上述經驗的基礎上進行模式和技術的優化與創新，打造具有自我特色、地方特點和中國特色的生態養殖、生態農業新格局，為我國養殖業和種植業向綠色高質量發展做出貢獻。