畜禽養殖廢棄物資源化利用與現代生態養殖模式

吳 信，萬 丹，印遇龍

（中國科學院亞熱帶農業生態研究所/中國科學院亞熱帶農業生態過程重點實驗室/畜禽養殖污染控制與資源化技術國家工程實驗室/湖南省畜禽健康養殖工程技術研究中心/農業部中南動物營養與飼料科學觀測實驗站，長沙410125）

0 引言

養殖業不僅為人類提供豐富的食物來源，還可提供有機肥原料，改善土壤生態環境，促進種植業增產增收，因此是一個與人類食物鏈和生態環境關系十分密切的產業，是一個既能影響土壤生態，又能影響種植業和人類食品安全的“承上啟下”的產業。在特定的區域合理適度的養殖，有利于保持生態平衡，實現農業可持續發展。

1 中國養殖業的發展歷程

在傳統農業中，祈盼“五谷豐登”“六畜興旺”是中國古代勞動人民的一個美好愿望，這反映出“以種植業為主，家畜飼養業為輔”是中國古代農業經濟的主要特點之一。在現代社會，養殖行業與社會發展程度及居民消費水平密切相關，畜牧業在農業經濟中所占比重的大小，是衡量一個國家或地區農業現代化發展程度的重要標志。養殖業的發展之路，即是新中國社會經濟發展歷程的一個縮影。新中國成立前，畜禽養殖多以私養為主；新中國成立初期，養殖產品的生產和消費量較小，1978年全國人均肉類占有量只有9 kg。改革開放前，國內生產力水平較為低下，是緩解城鄉居民“吃肉難”問題的階段；進入21世紀以來隨著國家政策的強力推動，畜牧業進入向現代畜牧業快速轉型階段，現代畜牧業生產體系逐步建立，隨著社會的發展和人類生活水平的提高，畜牧業向規模化、集約化方向快速發展。經過30多年的快速發展，畜產品匱乏、供應限量的局面已得到根本轉變，中國肉類、禽蛋總產量躍居世界首位。

當前，國內豬肉產量占肉類總產量的比重已達60%，約占全球豬肉總產量的50%。年人均豬肉消費約40 kg，是世界上最大的豬肉生產國和消費國[1]。《中國農業展望報告(2015—2024)》預計未來10年中國豬肉產量占肉類產量比重將從2014年的66.4%降至2024年的64.9%，年出欄500頭以上規模養殖戶將成為生豬養殖的主導，到2024年其出欄比重將會達到60%以上[2]。這也是當前國內農業產業結構調整的一個必經之路，規模化養豬進程地擴大將使得豬肉的供應市場發生巨大變化，而產業結構地調整也將使豬肉消費總量和人均占有量不斷增長。

2 當前養殖業畜禽養殖廢棄物資源化利用的現狀與問題

畜禽糞污含有作物生長需要的氮、磷、鉀等多種營養元素，可作為肥料。在國內傳統農業中，畜禽養殖提供的有機肥是主要的肥料來源，是幾千年來農業的發展、土壤肥力的維持和農村生態環境安全的物質保障。但是，現階段國內養殖業還存在加工比重小、技術落后、高耗低效等問題。同時，由于集約化、規模化養殖的發展，畜禽養殖糞污產生量大、處理成本高、綜合利用率低，已成為農村環境保護治理的緊迫任務。研究表明，2009年中國畜禽糞便產生總量約為22.57億t，估算到2020年全國畜禽糞便產生量約為30億t[3]。據測算，目前畜禽糞污綜合利用率不足50%，有關數據顯示，當前國內畜禽養殖的COD和氨氮排放量分別占農業源排放總量的96%和44%左右，可以說畜禽養殖糞污已成為農業污染的主要來源[4]。規模化養殖畜禽的糞污廢棄物中多種抗生素和重金屬等有害物質的超標殘留以及消納問題仍未得到有效解決，不利于其在農業中的循環利用和資源化，對生態文明建設產生了嚴峻的挑戰[5]。

因此，現階段如何解決國內畜牧業轉型升級過程中出現的新問題，發展畜禽廢棄物資源化循環利用的現代生態養殖模式是必然選擇。這已引起了黨中央、國務院的高度重視。黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央協調推進“五位一體”總體布局和“四個全面”戰略布局，深入貫徹落實創新、協調、綠色、開放、共享的五大發展理念，把生態文明建設擺上更加重要的戰略位置。農村是生態文明建設的主陣地，其中面源污染是其重點和難點，而畜禽養殖業污染又是重中之重[6]。

3 建立畜禽養殖廢棄物資源化循環利用的現代生態養殖模式

在全面深入推進生態文明建設的新形勢下，農村環境保護對傳統養殖業提出了更加嚴格的要求。國務院印發《“十三五”生態環境保護規劃》，為“十三五”時期生態環境保護工作明確了“行動指南”，對畜禽養殖污染等具體問題做了相關部署[7]。2016年12月21日，習近平總書記在中央財經領導小組第十四次會議上，專門對畜禽養殖污染做出了重要指示：“加快推進畜禽養殖廢棄物處理和資源化利用，關系6億多農村居民生產生活環境，關系農村能源革命，關系不斷改善土壤地力、治理好農業面源污染，是一件利國利民利長遠的大好事。”2017年6月27日，全國畜禽養殖廢棄物資源化利用會議在長沙召開，汪洋副總理出席會議并做了重要講話。習近平總書記在黨的十九大報告中明確指出，加強農業面源污染防治，開展農村人居環境整治行動；加強固體廢棄物和垃圾處置。

現代生態養殖的實質就是要探索建立符合當前規模化養殖發展趨勢、生態文明理念和環境保護要求理念的養殖模式。因此，在推進農村生態文明建設的新形勢下，在加快畜禽養殖業的轉型升級和綠色發展中，發展現代生態養殖是其必然的選擇，這是確保國內畜牧業可持續發展的根本途徑。

首先在理念上，堅持發展生態循環農業，促進種養結合。畜牧養殖業是一個承上啟下的產業，下接種植業，上承加工業，推進現代生態養殖就要遵循因地制宜、農牧結合、種養平衡、生態循環的原則，以加快畜牧產業轉型升級、推動養殖環境問題有效解決為目標，以發展畜牧循環經濟為核心，充分利用農業的可再生資源，形成一個資源循環鏈條，大膽探索和推進[8]。推進現代生態養殖就要堅持技術創新，通過畜牧業把整個大農業有機循環起來，對農業循環經濟模式的探索發展具有重要意義。

其次在養殖過程中，從畜禽養殖源頭控制攝入品，一方面精準化營養降低排放，一方面從源頭降低有害物質的攝入促進畜禽廢棄物資源化利用。筆者所在實驗室針對養豬業中亟待解決的飼料資源浪費和環境污染問題，圍繞豬氮磷營養代謝與調控規律，以研究資源節約與安全型畜禽飼料為切入點，通過新研究方法的建立，對飼料氮（氨基酸）磷和礦物元素代謝規律進行研究，并開發具有抗生素功能的飼料添加劑，從而建立資源節約與安全型畜禽飼料養殖新體系，旨在從根本上解決畜禽養殖資源浪費和對環境所造成的污染問題[9]；在使用抗生素類藥物和金屬元素方面，據統計，國內每年有近20萬t的金屬元素用于飼料添加劑，作為飼料添加劑的抗生素高達10萬t左右，每年由此輸入土壤中抗生素的數量甚至不亞于農藥，通過土壤肥料進入食物鏈，有些獸藥隨糞便排放后的代謝產物具有更高毒性[10-11]。動物性食品中抗生素殘留嚴重危害人體健康。由于抗生素和金屬超標等因素，本可以充分利用的畜禽糞肥不能有效利用。因此，在滿足生豬養殖營養需要量的情況下，在研究飼用抗生素替代、微量元素吸收與分布規律基礎上，合理降低飼料中抗生素的應用和金屬元素含量，開展養殖業低排放日糧配制，促進節“源”減排是一項具有重大生態和社會效益的工程，從源頭降低廢棄物中有害物質的含量。

在政策方面，科學布局和合理規劃養殖業。要進一步強化養殖業“發展綠色化、養殖生態化、廢物資源化”循環農業的理念，在管理和技術創新上，根據區域環境容量和承載力，系統優化主產區布局。例如，可以根據不同區域的特定作物對養分需求的特點，從源頭調整畜禽攝入品營養的輸入進而調控糞肥養分，通過創制新型特定的有機肥，實現畜禽糞肥類有機肥在作物的高效安全利用[8]。要引導畜禽標準化規模養殖，以現代生態養殖促進轉型增效；要加大生態養殖技術創新能力建設，深入開展廢棄物綜合利用科技攻關，重視生態養殖試點示范，積極探索符合生態文明建設要求的現代生態養殖模式、技術保障和管理措施，有效及時地解決畜牧業發展過程中的突出環境問題。

在以上的布局和規劃基礎上，在種植業中科學管理和引導合理利用有機肥。國外十分重視有機肥的使用，歐洲許多國家也都通過有關政策和法規等來規范有機肥的生產、使用和管理。例如，荷蘭和比利時政府規定，養殖場的場主必須對其農場產生的過程糞便進行納稅，并對減少污染的鼓勵措施立法；丹麥規定至少有40%～50%的畜禽糞便被重新利用；法國規定必須對污水和糞便進行處理后播撒到農田中；英國參與歐盟制定或自身制定了嚴格的法律法規控制肥料對環境的污染。日本從20世紀70年代開始制定了《肥力促進法》，提出農業必須“依靠施用有機肥料培肥地力，在培養地力的基礎上合理培肥化肥”，世界上很多國家特別是發達國家都有有機肥資源管理政策。中國國務院先后頒布的《土壤污染防治行動計劃》等文件中，明確要求要深入推進農村環境保護、強化畜禽養殖污染防治，到2020年，規模化養殖場、養殖小區配套建設廢棄物處理設施比例應達到75%以上[12]。農業部相關文件中指出，畜禽養殖業環境污染治理問題，始終是畜牧業持續穩定健康發展面臨的首要問題；推動畜牧業轉變發展方式，促進畜牧業綠色發展，首先就是要解決好畜禽養殖廢棄物資源化利用問題[13]。生態養殖和種養結合生產模式，有利于保持生態平衡，提供有機肥料，緩解集約化、規模化養殖帶來的環境問題，實現農業可持續發展[14]。楊衛景等[15]建立了南湖區“豬-沼-草”生態養殖模式，從源頭上防止和減少畜禽養殖污染，走種養結合、生態養豬、循環經濟的模式，以期提高南湖區生豬養殖污染治理和畜禽廢棄物資源化利用水平。制定具體的決策支持系統和參與性研究、可能的途徑和對綜合作物畜牧系統的政策鼓勵措施，以期構思出適合當地的作物-養殖一體化方案[16-17]。

4 展望

目前，中國畜牧業正處在轉型升級的關鍵時期，在探索建立現代生態養殖模式的進程中，由于技術創新能力不足、科研與成果推廣脫節等原因，國內畜牧業科技進步貢獻率僅為55%左右，比發達國家低了約20個百分點。因此，需要進一步加快技術創新、管理創新，推進畜牧生態養殖水平，建立現代生態養殖模式、促進畜禽廢棄物資源化利用，這關系到廣大人民群眾切身利益和社會主義新農村建設工作大局。從養殖廢棄物的源頭減控提質、養殖過程綜合控制、養殖終端生態增效利用與環境控制等環節全鏈條設計、一體化實施，開展原創性基礎研究、核心關鍵技術和系列配套新產品研發、集成與區域差異性示范，解決規模化畜禽養殖過程中“廢棄物排量大、污染負荷高、達標水平低”以及養殖廢棄物“處理質量、處理效率和運營成本”相互制約等現實瓶頸問題，推動生態養殖與種養結合，有效緩解養殖廢棄物對生態環境的污染，實現科技創新驅動養殖業及關聯產業的可持續發展，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，實現畜牧業的現代化為中國的生態文明建設做出新的、更大的貢獻。

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