種養結合的生豬生態養殖模式探討

蔡辛娟 ， 肖紅波

(北京農學院經濟管理學院 ， 北京 昌平 102206)

改革開放以來，我國生豬產業快速發展，養殖量大幅增加，同時產生了大量的糞污，隨著環保政策出臺，養殖糞污處理成為生豬業的一大難題，種養結合逐漸成為糞污資源化利用的新方向。2017年，農業部出臺《畜禽糞污資源化利用行動方案(2017—2020年)》，構建種養循環發展機制，實行以地定畜，確保畜禽糞肥科學合理施用[1]。2018年，農業部發布《畜禽糞污土地承載力測算技術指南》，文件制定了養殖業與種植業之間比例關系的測算標準[2]。2020年，中央一號文件提到以北方農牧交錯帶為重點，擴大糧改飼規模，推廣種養結合模式[3]。

國家相關政策只是提供了種養方向和原則性規定，不同區域、不同規模的養殖場(戶)根據所在區域實際應該選擇哪種養殖模式，在操作層面如何去做，缺少具體措施與方法指導。本文擬根據不同養殖規模設計3種種養結合模式，并分析每種模式糞污處理的基本流程、配套耕地、合作模式、效益評估、優劣勢及適用地區等，以期為不同地區、不同類型和不同規模的養殖場(戶)選擇一個技術實用、經濟可行、生態達標的糞污處理方式提供參考，對全面推動畜禽糞污資源化利用具有重要意義。

1 我國種養結合發展現狀及問題

1.1 我國種養結合發展現狀 2018年我國生豬養殖規模化程度達到49.1%，生豬產業呈現大中小規模、多種養殖模式并存的局面。自《畜禽糞污資源化利用行動方案(2017—2020年)》實施以來，推薦了3種種養結合模式：一是污水肥料化利用；二是糞污全量收集還田利用；三是糞污專業化能源利用。為大中小規模養豬場發展種養結合指明了方向。

小規模養豬場一般采取“污水肥料化利用”模式。大多有自有土地進行糞污消納，多利用廢棄魚塘等坑溝建立多級沉淀池或修建小型沼氣池進行厭氧發酵，處理后的肥水對農田或林地進行施肥與灌溉。中等規模養豬場選擇“污水肥料化利用”與“糞污全量收集還田”模式居多，即干糞進行堆肥發酵后加工成有機肥還田，污水依靠多級沉淀池或中小型沼氣工程進行無害化處理，處理后的糞污自家留用或贈與周邊農戶。若無充足的配套土地，大多數進行土地流轉或委托第三方糞污處理企業。大規模養豬場對于 “污水肥料化”、“糞污全量收集還田”與“糞污專業化能源利用”模式均有涉及。大規模養豬場糞污量大且集中，幾乎都是進行土地流轉或依托第三方糞污處理企業，將糞污集中收集后多數采取大型沼氣工程進行無害化處理，在農耕時節將沼渣、沼液還田利用。

1.2 種養結合發展面臨的問題

1.2.1 養殖場缺少配套農田消納 隨著城市郊區與農村發展水平的提高，留給養殖業的配套土地面積越來越少[4]。另外，生豬養殖業向集約化、規模化方向發展，糞污負荷量大幅度增加且集中，養豬場建場時沒有科學配套土地面積，選擇土地流轉也存在諸多難點。

1.2.2 生豬養殖超出種植業承載力 部分養殖戶跟風興辦養殖場，固定區域養殖面積超出承載力破壞了生態系統恢復能力。隨著生豬專業化程度提高，飼養周期縮短而每畝飼養量卻在增加，生豬養殖數量超出種植業承載力，種植業面積不能消納養殖業糞污，導致種養脫節。

1.2.3 種植業過度依賴化肥 相比起糞肥，撒化肥也能提供足夠養分，且耗費的人工成本更低，更加方便快捷，也不必受氣味干擾，就產生了“重化肥輕糞肥”的現象[5-6]。故有機肥料想要被推廣使用還存在一定難度，需要政府加強宣傳與補貼力度。

1.2.4 種養結合中的設施設備配套問題 部分養殖場管網設施、糞便堆放發酵場地、專用運糞車輛等農業設施設備匱乏，使得種養結合生態效益得不到充分發揮[7]。現在一些養殖戶為了環保達標，添置相應設施設備所耗費的成本卻在明顯增加，這也是不可取的。

2 種養結合糞污資源化處理模式

2.1 沼氣工程-生態模式

2.1.1 概念 此模式指養殖場糞污經厭氧消化處理后，周邊有足夠面積的土地來消納經沼氣發酵后的沼渣、沼液，使得沼氣工程成為生態農業園紐帶。此種模式適用于規模約50 000頭的養豬場，50 000頭育肥豬一年排糞量為40.2×106kg,排尿量為63.9×106L，若直接還田占用土地面積大，還會污染環境，故采用沼氣工程-生態模式。

2.1.2 糞污處理方式 養殖場采用漏縫地板+干清糞，糞便堆肥發酵；污水經過沼氣工程處理后，沼液在非施肥季節收集于儲存池內，施肥季節則無償供應給周邊農戶，用于農田利用；沼渣與糞便一起發酵，生產有機肥外售；沼氣可以供場內生活利用(圖1)。

圖1 沼氣工程能源-生態模式

年出欄50 000頭育肥豬場，日處理污水400～450 t， 糞污285 t。以UASB、SBR反應器為例，四季平均日產沼氣1 650 m3，年產沼氣6×105m3，采用沼氣發電機組進行發電，按照1 m3發電2.4 kW/h，年發電量為126×108kW。年出欄50 000頭豬場，年可產1 500余噸有機肥、80 000 m3優質沼渣、沼液，需建立1個10 000 m3的厭氧反應池來容納糞污，1座500 m3防雨防滲漏的糞便堆肥場，收集的糞便與沼渣運往有機肥廠，1個20 000 m3的沼液存儲池暫存放處理后的沼液，產出的沼液免費供應農戶施肥。參考國家農業畜牧及環保的要求，50 000頭生豬需配套5 000余畝地。

2.1.3 合作模式 此種模式需配套土地面積大，鼓勵采用土地流轉或與農戶合作的方式[8]。為解決糞污處理不當影響周邊生態與農民生活的問題，在確保有充足配套農田的前提下，按照作物對肥力的需要和土地的承載力進行科學測算。養豬場要增加糞污存儲池容量，嚴格按照作物施肥時間進行排放(如1年排放2次)，并加裝土壤掩埋設備(參照歐盟模式)，減少臭味外溢，給周邊村民適當補償，努力形成和諧共贏的合作關系。

2.1.4 典型案例 河南牧原食品股份有限公司構建了“養殖-沼肥-種植-生態農業”一體化的循環經濟模式工藝流程，糞尿經固液分離后，液體厭氧無害化處理，處理后的沼液在非施肥季節儲存于沼液儲存池中，施肥季節則無償供應給周邊農戶使用，固體糞便及沼渣好氧發酵，生產有機肥外售[9]。效益分析：以年出欄50 000頭商品豬為例，環保設施設備總投資325萬元，沼液運營費用1.5元/頭，有機肥成本225元/t(所述費用包含折舊、用電、人工等所有成本)。沼液免費供應農戶施肥，可施肥1 000余畝地，降低農戶化肥成本100元/(畝·年)，總社會價值435余萬元；年可生產1 500余噸有機肥，有機肥售價850元/t，可獲利60萬元/年。

2.1.5 優劣勢分析 優勢：該工程規范化，自動化水平高，糞污處理效率高。處理后的沼渣、沼液被資源化利用，對周圍環境影響小。從當前和長遠來看，順應了環保趨勢，解決了棘手的糞污處理問題，而且沼氣工程不受地理位置的限制，占地少，適用性強。劣勢：大中型沼氣工程前期工程建設投入大，厭氧發酵池設施要求比較高，建筑材料、工藝、施工等不達標容易造成漏氣或不產氣。發酵過程受溫度季節影響較大，可能會影響工程正常運行。

2.1.6 適合地區 此模式適合全國大、中型養殖場(戶)，規模較大的養豬場。黃河以南大部分地區全年均可，北方地區由于1、4季度氣溫低，產氣量受到一定影響。

2.2 “豬-沼-菜(果)”模式

2.2.1 概念 此模式指種植業、養殖業與微生物分解有機結合的資源閉合循環利用，將糞污進行固液分離，再利用沼氣工程把沼渣、沼液排放至菜地和果園。此模式規模為500頭基礎母豬繁育場+出欄10 000頭的生豬養殖場，適合在蔬菜主產區和林果主產區，有配套的耕地消納畜禽糞污，配套林果地不小于300畝，豬場建設50畝。

2.2.2 糞污處理方式 豬場糞污收集采取水泡糞形式，經固液分離后，固體制成有機肥集中運送至果蔬種植區用作基肥、追肥；污水則進入沼氣工程，產生的沼氣用于燃料或照明；沼液通過管網或專用槽灌車運送至果蔬種植區。而區內未能出售的剩余及殘次品，則送到養豬場飼喂生豬(圖2)。

圖2 “豬-沼-菜(果)”模式示意圖

此種模式主要設備有沼氣發酵池、貯氣罐、沼氣發電機組、沼氣管道、并網設施等。根據生態環保部公布的生豬排泄系數，10 000頭生豬年可產豬糞約4 000 t,尿液以及污水約20 000 t，需要建設1個2 000 m3的厭氧反應池，日處理污水80～100 t,年處理污水約30 000 t，日產沼氣360 m3，年產沼氣130 000m3， 采用合適的沼氣發電組，以1 m3產生2.4 kW/h 電為例，年發電量約27×108kW；10 000頭豬每年產生沼渣、沼液20 000 m3。配套土地面積需要結合農業農村部印發的《畜禽糞污土地承載力測算技術指南》進行測算，以存欄5 000頭豬 (即年出欄10 000頭豬)為例，部分菜(果)在糞肥全部就地利用與固體糞便堆肥外供+肥水就地利用2種處理方式下可承載的養豬數量，見表1、表2。

表1 蔬菜畜禽糞污土地承載力

表2 果樹畜禽糞污土地承載力

2.2.3 合作模式 若養豬場自身無配套土地，則需要考慮以下幾種合作模式：一是養豬場自身流轉農民土地進行果蔬種植，開展種養循環農業；二是與周邊農戶簽訂糞污排放合同，或者免費贈與農戶；三是與種養大戶、現代農業示范園進行合作，簽訂合同或協議將糞污輸送至菜田園間；四是與第三方糞污處理機構合作，將集中收集的糞污經過無害化處理后施往田間地頭。這幾種合作模式都需要注意種養結合的科學測算，不同種植類型、不同種植品種的糞污土地承載力是不同的，還需要注意菜類與果類的不同品種在不同的地區有不同的熟制，熟制決定施肥日期與次數，要根據相應種植物的熟制在農耕時期進行一次或多次施肥。

2.2.4 典型案例 浙江永寧弟兄農業開發有限公司示范園,按照“生產全程清潔、廢物循環利用、產品安全供給”的理念進行規劃布局和建設，分為“核心區”、“緊密區”和“配套區”。“核心區”建有1個年存欄8 000頭的規模化生豬養殖場，“緊密區”建有設施化的蔬菜、水果基地，“配套區”輻射周邊7 500畝 茶葉、竹林和香榧基地，建設了以沼氣池為中心的生態循環系統工程，開創生態循環農業新模式[10]。效益分析：以年出欄10 000頭商品豬為例，沼氣供氣130 000 m3/年，既可滿足豬場用電又可作為生活燃料，節約電費、燃料費20萬元；沼液、沼渣做有機肥，年增效益40萬元；開辟農產品配送模式，自產豬肉、蔬菜、水果等優質農產品配送，增效約85萬元。

2.2.5 優劣勢分析 優勢：沼渣、沼液易被作物直接吸收，能起到殺蟲、抑菌的作用，不僅可提高作物產量9%左右，而且種植出的無公害蔬菜、瓜果質量優、銷量好、價格高，帶來良好的經濟效益與生態效益。劣勢：對于大中型生豬養殖場來說，蔬菜與果樹配套種植面積需求大，有些甚至需要千畝以上的規模，在某些地區會存在土地緊張的問題，若配套土地面積不足，日后可能會發生用地糾紛。

2.2.6 適合地區 適宜推廣的區域需要滿足養殖和種植規模相配套的條件，種植面積大、地域廣闊的山地、林地、果園等地區，南方地區廣泛適用，也適合華北平原地區，包括河北、山西、山東和河南四省。

2.3 “豬-糧”模式

2.3.1 概念 此模式將生豬養殖產生的糞便作為有機肥的基礎，為糧食種植提供有機肥來源，同時生產的作物又能給養殖提供食源。此模式規模為100頭基礎母豬繁育場+出欄2 000頭的生豬養殖場，這是農村家庭養殖(一般常年2人從事養殖)的適度規模。

2.3.2 糞污處理方式 種養結合家庭養豬模式必須建立在連片的種植生產區域內，根據農業農村部土地承載能力系數，以存欄1 000頭 (即年出欄2 000頭)為例，可計算出在糞污全部就地利用的情況下，配套的耕地面積需要多少畝，在多數情況應采用此方式；在固體糞便堆肥外供+肥水就地利用的情況下，配套的耕地面積需要多少畝，在配套土地不足時，可采取此方式,見表3。

表3 糧食畜禽糞污土地承載力

參考美國糞污處理方式，豬舍糞污可采用漏縫地板+糞坑進行收集處理。漏縫地板下糞坑可分為深糞坑與淺糞坑2種，糞坑規模需與農田面積配套。深糞坑一般為2.5 m，深糞坑的大小足以貯存1年的糞污，待到農業生產時用管道排出集中利用。淺糞坑類似于水泡糞模式，集糞池深0.6 m，底部設一定坡度以便排糞。豬場每隔5～7 d清糞1次，每次清糞完成后需向糞池中添加幾厘米深的水。一方面防止糞便干燥難以清除，另一方面是將糞便覆蓋在水面下，減少氨氣等臭味氣體的溢出。豬糞尿及污水長期貯存于豬舍下部的糞坑直至農田利用，或定期從豬舍下的糞坑轉移到舍外專用貯存池直至農田利用(見圖3)。

圖3 “豬-糧”模式糞污充分還田示意圖

2.3.3 合作模式 適合在糧食種植區，采取公司+農戶(家庭農場)、公司+合作社+農戶的經營模式，通過統一流轉農戶土地，由公司統一規劃豬舍建設標準，農戶出資或雙方共同出資建設，以農戶家庭為單位開展種、養一體化生產，公司為農戶統一提供仔豬或母豬、疫苗、飼料、收購和結算，以支付代養費的方式收購肉豬，農戶不承擔市場風險，獲得保底收入。產生的糞污由合作農戶自家農田處理或企業集中收集經過無害化處理后施往農田(圖4)。

2.3.4 典型案例 四川省敘永縣方元村與溫氏集團簽訂年出欄生豬1 000頭合作豬場建設項目。該項目由溫氏采取“六統一，一保證”的養殖模式，項目村負責“一修建，兩執行”。推廣應用豬-糧配套技術，既優化了資源配置，提高了資源的利用率，又對糞污進行綜合利用，為生產提供新能源-有機肥，為農業提供無污染有機肥，促進農牧業循環經濟發展[11]。

效益分析：年出欄優質生豬1 000頭，按照溫氏模式，養戶只要嚴格執行公司技術規程和管理規定，達到公司飼養成績，保證每頭豬平均收益170元左右，扣除飼養員工資，水電費用，豬場占地租賃費、運輸費后，每頭純收益100元以上，年出欄1 000頭，可獲利10萬元左右，投資收益率20%，農戶與公司均可獲益。

2.3.5 優劣勢分析 優勢：農戶家庭代養能減少公司管理成本，更好地分散生物安全帶來的風險。對于農戶來說，養豬成為新的經濟增長點，尤其對貧困戶來說，扶貧與扶志相結合，企業積極承擔社會責任，帶來良好的社會效益。劣勢：有些地區可能會因為配套土地面積不足影響糞污還田利用。由于合作農戶眾多，養殖水平參差不齊，很難做到嚴密管控每一戶，出欄的生豬可能會存在某方面指標不達標的情況，部分農戶受豬瘟侵襲的可能性難以避免，致使出欄量達不到預先設定的目標。

2.3.6 適合地區 適用地區廣，在全國廣大的糧食種植區，北方的小麥、玉米產區，特別對于環保要求嚴格，不適合大規模養殖的南方水網地區，這種模式能將糞污處理與水稻種植相配套，也可推廣到西南地區，包括廣西、重慶、四川、貴州、云南等省。

3 對策建議

3.1 因地制宜選擇種養模式 選擇具體模式時，既要考慮生豬養殖規模，又要考慮生態類型、地形地貌、種植類型等外部因素。結合當地復雜的實際情況，可以選擇不同的模式進行靈活組合，既要達到養殖收益較高、生態環境友好，又要實現資源優化配置，帶動當地畜牧業發展和農民增收。

3.2 模式選擇要效益兼顧 養殖模式選擇不僅要考慮生態效益，也要注重經濟效益。在達到生態環保要求的基礎上開展自身能夠承擔的經濟行為，還要考慮技術上的適應性。要結合當地實際情況，找到適合自身發展的種養結合道路，切不可盲目跟風投資不必要的處理設施，兼顧生態與經濟效益。

3.3 種養結合要科學測算、合理布局 種植業的配套田地面積要考慮生豬場規模的大小，養殖規模不能超出土地承載力，即一頭豬需要多少畝地來進行糞污消納，相應地，生豬場選擇種植業類型時，要考慮種植農作物特點、生長規律和周邊環境，決定選擇哪種適宜模式，即一畝地能夠容納多少頭豬的糞污量。

3.4 探索多種靈活有效的合作方式 種養結合若無充足配套農田，則需要通過合作的方式消納糞污。可以結合當地實際情況，開展養殖場(戶)+種植戶(家庭農場、基地)、龍頭企業+養殖戶+種植戶、龍頭企業+基地、龍頭企業+第三方糞污處理機構等合作方式[12]，將種植與養殖機構有機結合，實現合作共贏。

3.5 加強政府引導作用 種植業局與畜牧業局要相互協調，共同促進種養結合模式推廣。首先，政府加大宣傳，指明此種模式產生的經濟、社會、生態效益。其次，政府盡快出臺并完善相關法律法規，切實保障和維護種養結合經營主體的權利和利益。最后，制定有效的資金投入機制，通過補貼等形式完善種養結合經營主體的基礎設施建設[13]，激勵更多經營主體開展種養結合模式。