碳中和目標(biāo)下畜牧業(yè)溫室氣體減排路徑

王琳琳，孫紅霞，孫斌斌，宋 博，王金楠，石育銘，張花菊

（平頂山市畜牧技術(shù)推廣站，河南 平頂山 467000）

二氧化碳（CO2）等溫室氣體會(huì)導(dǎo)致全球變暖、極端天氣災(zāi)害、海洋酸化和增加人類生存風(fēng)險(xiǎn)。二氧化碳和溫室氣體通過(guò)種植、節(jié)約能源和減少排放來(lái)抵消，這被稱為碳中和。在2020年9月22日第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)的一般性辯論中，習(xí)近平總書(shū)記承諾，中國(guó)二氧化碳排放到2030年達(dá)到峰值，到2060年實(shí)現(xiàn)二氧化碳中和。

在2014 年國(guó)家信息通報(bào)中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)占溫室氣體排放總量的6.7%。畜牧業(yè)已成為農(nóng)業(yè)活動(dòng)溫室氣體排放的主要來(lái)源之一。動(dòng)物甲烷排放量1 724萬(wàn)噸，占農(nóng)業(yè)甲烷排放量的38.8%。碳達(dá)峰和碳中和計(jì)劃的建立正在逐漸將傳統(tǒng)的畜牧業(yè)轉(zhuǎn)向有機(jī)循環(huán)畜牧業(yè)。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，降低高碳能源消耗，形成低能耗、低排放、低污染、高效、高收入的新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。本文分析了溫室氣體排放源、減排技術(shù)、減排政策和標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)畜牧業(yè)溫室氣體減排路徑進(jìn)行綜述，促進(jìn)畜牧業(yè)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。

1 畜牧業(yè)溫室氣體排放源

1.1 胃腸道發(fā)酵

由于動(dòng)物不能分泌分解纖維的酶，碳水化合物（如纖維）只能在體內(nèi)微生物厭氧發(fā)酵后使用。反芻和非反芻動(dòng)物都通過(guò)食物發(fā)酵產(chǎn)生CH4。CH4由反芻動(dòng)物排泄并主要在第一胃中產(chǎn)生；非反芻動(dòng)物主要分布在大腸。不同畜禽的CH4排放量不同，牛的年排放量為65.25 kg，水牛為72.92 kg，綿羊?yàn)?.34 kg，豬為1 kg。非反芻動(dòng)物對(duì)CH4的排放量遠(yuǎn)低于反芻家畜，但在大規(guī)模養(yǎng)殖的情況下，不容忽視。甲烷的產(chǎn)生是消化道中必要的消化過(guò)程，不能完全消除，但可以通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)過(guò)程的部分環(huán)節(jié)來(lái)減少。

1.2 糞便貯存和處理

畜禽糞便管理方法可分為固體處理法和液體處理法。固體管理方法主要包括有氧堆肥等。由于含水量低、透氣性好，有機(jī)物質(zhì)被降解用于好氧發(fā)酵，產(chǎn)生較少溫室氣體；液體處理方法主要包括沼氣發(fā)酵罐和堆糞池等。滯留糞便的時(shí)間和溫度以及清理糞便的方法也會(huì)影響溫室氣體的產(chǎn)生。

1.3 飼料生產(chǎn)和飼養(yǎng)過(guò)程能源消耗

溫室氣體是在畜禽飼料飼草原料生產(chǎn)的收集、運(yùn)輸、粉碎、混合和其他過(guò)程中產(chǎn)生的。在畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中，通風(fēng)、夏季降溫、冬季取暖、照明、飼養(yǎng)、屠宰、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程，需要電力、汽油、石油、煤炭等能源，間接產(chǎn)生很多溫室氣體。

1.4 動(dòng)物產(chǎn)品加工和運(yùn)輸中

屠宰家畜和家禽以及運(yùn)輸肉類和乳制品等動(dòng)物源性產(chǎn)品，導(dǎo)致能源消耗和溫室氣體排放。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，肉類和牛奶等供應(yīng)鏈的溫室氣體排放量占?xì)W盟成員國(guó)排放總量的15%。因此，動(dòng)物供應(yīng)鏈中不應(yīng)忽視溫室氣體。

2 畜牧業(yè)溫室氣體減排技術(shù)

2.1 提高動(dòng)物生產(chǎn)力

研究表明，動(dòng)物產(chǎn)量（即奶、肉類產(chǎn)量）越高，CH4排放量相對(duì)越低。Kirchgessner 等人提到，600 kg 奶牛的年產(chǎn)奶量從4 000 kg 增加到5 000 kg，每年甲烷排放量增加，但每單位甲烷排放量減少16%。可見(jiàn)提高畜禽生產(chǎn)力是降低CH4排放的重要途徑，畜禽品種改良繁育可以提高集約化、規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖水平，提高生產(chǎn)水平，減少單位產(chǎn)品溫室氣體排放。

2.2 優(yōu)化日糧調(diào)控

2.2.1 改進(jìn)飼料加工技術(shù)

飼料經(jīng)過(guò)粉碎、膨化、混合、制粒等加工，通過(guò)合理的加工工藝，可以提高畜禽的吸收利用率。有研究發(fā)現(xiàn)，飼喂氨化日糧的牛比對(duì)照組每年少釋放17.11 kg的CH4，氨化日糧具有易消化、營(yíng)養(yǎng)豐富的優(yōu)點(diǎn)，可縮短喂養(yǎng)周期，每單位動(dòng)物產(chǎn)品的CH4排放量顯著減少。

2.2.2 使用低蛋白日糧技術(shù)

降低營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的蛋白質(zhì)水平，然后添加適當(dāng)種類和劑量的氨基酸，配制出既符合畜禽營(yíng)養(yǎng)需要又不影響畜禽生產(chǎn)能力的飼料。低蛋白日糧可以通過(guò)控制蛋白質(zhì)攝入量，提高畜禽對(duì)氮的消化率和利用率來(lái)減少生產(chǎn)過(guò)程中的氮排放。有研究指出，豬日糧的蛋白質(zhì)水平降低2.9%，補(bǔ)充限制性氨基酸導(dǎo)致低蛋白組育肥豬氮排泄量比對(duì)照組低23.96%。

2.2.3 制定精飼料與粗飼料的比例

日糧中粗纖維含量高會(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)濃度降低和采食量增加以獲得足夠的營(yíng)養(yǎng)，從而導(dǎo)致CH4排放量增加。研究表明，在飼料中適當(dāng)添加精料可提高飼料利用率并減少CH4排放。精料含量為30% 至40% 的飼料中的CH4排放量沒(méi)有顯著減少，但精料含量為80% 至90% 的飼料中的CH4排放量顯著減少。

2.2.4 使用添加劑

在畜禽飼料中使用益生菌、酶、油脂和硝酸鹽等添加劑，可以減少畜禽CH4排放。研究表明，在畜禽中使用主要由尿素、礦物質(zhì)、微量元素、維生素等組成的舔磚，每單位畜產(chǎn)品的CH4排放量可減少10% 至40%。

2.3 科學(xué)糞污處理

2.3.1 因地制宜建設(shè)沼氣工程

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)可以通過(guò)建設(shè)沼氣工程來(lái)減少溫室氣體排放。根據(jù)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（IPCC）推薦的方法，以年產(chǎn)1 萬(wàn)頭豬的養(yǎng)豬場(chǎng)為例，沼氣工程的建設(shè)年溫室氣體減排效果為781 t二氧化碳。

2.3.2 科學(xué)結(jié)合種植和養(yǎng)殖

利用畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生的糞便作為種植業(yè)的肥料來(lái)源，種植業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)提供飼料，農(nóng)作物吸收畜禽糞便發(fā)酵產(chǎn)生的CO2，從而實(shí)現(xiàn)碳中和，減少碳排放。 針對(duì)各種農(nóng)田，研發(fā)簡(jiǎn)化和支持農(nóng)田固體肥和液體肥減量的設(shè)施和設(shè)施，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、便捷的稻田減肥，縮短化肥儲(chǔ)存期，減少溫室氣體排放。《關(guān)于禽類廢棄物資源化利用的意見(jiàn)》提出，以天然氣和有機(jī)肥為主要利用方式。有機(jī)肥的生產(chǎn)不僅可以實(shí)現(xiàn)畜禽糞便的資源化利用，還可以最大限度地減少畜禽糞便管理過(guò)程中溫室氣體的排放。

2.4 改造產(chǎn)業(yè)鏈配套設(shè)施設(shè)備

通過(guò)應(yīng)用低碳循環(huán)環(huán)控技術(shù)和設(shè)備，改善畜舍生長(zhǎng)環(huán)境，滿足畜禽日益增長(zhǎng)的需求，減少生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗和溫室氣體排放。利用濕簾、地暖、風(fēng)扇等設(shè)備，智能調(diào)節(jié)環(huán)境，為動(dòng)物提供適宜的溫度、濕度和空氣質(zhì)量，降低疾病的發(fā)生率，提高飼料轉(zhuǎn)化率，減少溫室氣體的排放；通過(guò)建設(shè)新型糞污分離、刮糞設(shè)施和糞尿運(yùn)輸設(shè)施，從源頭上減少污水排放量，減少畜舍儲(chǔ)存糞便時(shí)的溫室氣體排放。使用優(yōu)化的制冷機(jī)組，并用清潔的可再生能源來(lái)替代煤炭等資源。

3 畜牧業(yè)溫室氣體減排政策及標(biāo)準(zhǔn)體系

近年來(lái)，頒布了《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》等法規(guī)，出臺(tái)了畜禽養(yǎng)殖污染技術(shù)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。梅伯里等表示，在研究如何實(shí)現(xiàn)碳中和時(shí)，國(guó)家制定激勵(lì)政策和機(jī)制，并提供投資支持，以促進(jìn)碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。關(guān)于發(fā)展中國(guó)家溫室氣體排放與畜牧業(yè)財(cái)政收入的關(guān)系，指出研發(fā)投入可以促進(jìn)畜牧業(yè)節(jié)能設(shè)備和先進(jìn)生產(chǎn)線的研究和推廣，積極支持畜牧業(yè)節(jié)能低碳技術(shù)的開(kāi)發(fā)、整合、推廣、應(yīng)用、政策支持和投資，促進(jìn)溫室氣體減排。

4 結(jié)論與討論

與西方國(guó)家相比，我國(guó)的畜禽生產(chǎn)水平和畜禽糞便處理技術(shù)存在較大差異，因此我國(guó)畜牧業(yè)在減少溫室氣體排放方面潛力巨大；同時(shí)，國(guó)內(nèi)對(duì)畜牧業(yè)溫室氣體減排技術(shù)和減排政策的研究不足。迫切需要開(kāi)發(fā)、整合和推廣適合我國(guó)畜牧業(yè)特點(diǎn)的溫室氣體減排技術(shù)、畜牧業(yè)發(fā)展模式，提出科學(xué)的溫室氣體減排戰(zhàn)略和目標(biāo)，加快畜牧業(yè)溫室氣體減排速度，促進(jìn)碳中和早日實(shí)現(xiàn)。