生猪养殖场低碳减排对策

孙海林，周 波，张 惠，王显慧，王计伟，侍宝路，刘春雪，洪 平*

（1.安佑生物科技集团股份有限公司，江苏 太仓 215400；2.南京农业大学，南京 210095)

生猪养殖场低碳减排对策

孙海林1，周 波2，张 惠1，王显慧1，王计伟1，侍宝路1，刘春雪1，洪 平1*

（1.安佑生物科技集团股份有限公司，江苏 太仓 215400；2.南京农业大学，南京 210095)

国内畜牧企业在参与碳市场的过程中存在减排项目类型过于单一的问题，都集中在沼气减排项目开发上，其他养殖环节项目开发较少。文内综合养猪业的产业链，从饲料环节、养殖环节和粪便处理环节分析其中碳减排的对策。2017年中国将建立全球最大的碳交易市场，生猪养殖业应抓住这次机遇，完成低碳环保养殖业的转型升级。

1 饲料配合与加工

在饲料生产过程中，包括饲料的加工、运输及饲料的消化率都会造成温室气体的排放，其占总排放量的比例较高。所以做低碳养猪场要优先选择生产效率高、运输距离短、低能耗、消化率高的饲料产品。

首先在饲料配方设计中也可通过以下措施实现碳减排：低碳生态友好日粮配方、精准日粮配方和低蛋白日粮[1]。饲料原料的生物处理如：发酵饲料和酶解饲料可增加饲料的营养、饲用价值，消除原料中的毒素、抗营养因子，提高饲料的消化率，从而实现碳减排。也可在饲料中添加促进消化的酶制剂、促进肠道健康的微生物和平衡日粮营养的氨基酸类添加剂，降低日粮中的蛋白水平，提高饲料的消化利用率而实现碳减排[1]。饲料摄入后，一般的杜长大三元杂交猪对饲料氮的消化吸收率在30%～55%之间，约有45%～70%的氮会随着粪便一起排出，如果对这些含氮较高的粪便处理不当，会产生大量的氧化亚氮（N2O）对环境造成污染。所以在饲养前端，我们可以通过提高动物的饲料消化率，降低动物粪便的排放量，来实现碳减排。最近越来越多的公司已经开发出自己的环保型饲料，通过降低日粮中蛋白质的含量、增加一些限制性的氨基酸，并添加一些蛋白酶降解日粮中难以吸收的大分子物质，从而提高饲料消化率。研究证明，降低生长育肥猪饲料中3%的蛋白水平，不仅可以减少猪12%～15%的猪粪尿排泄量[2]，而且可显著降低粪便中约25%氮的含量[3]。由此可见环保饲料对温室气体减排的贡献，且环保饲料在全国的应用范围并不广泛，其开发成碳减排项目的潜力巨大。

此外，英国通过使用副产品代替常规饲料，大大减少了生产饲料所需的能源消耗实现碳减排；中国食物副产品、青绿饲料丰富，且没有欧美饲料法规那么严格，所以畜牧业发展副产品代替饲料开发的空间也很巨大[4]。

2 畜舍设计及生产管理

在猪场的选址布局，猪舍的建筑和配套设施上也有很多实现低碳减排的空间。现在国家推广种养结合，所以在猪场的选址布局上，应考虑周围是否有足够的农田来消纳猪场所产生的废液和废渣，实现低碳养殖。同时应根据地区气候、地理状况及冬夏两季风向规划好畜舍的建筑朝向。在生猪的养殖生产过程中，如猪舍的降温、保暖、通风及饲料加工所消耗的电能及化石能源造成的碳排放占猪场总排放的大部分。在环控设计方面，应尽量采用密闭隔热式畜舍，提高设备及能源利用效率，如减少窗户面积；墙体和屋顶加装低碳、可再生、隔热性能好的保温材料，都可降低猪场用于维持恒温所需能源的消耗，从而实现碳减排[5]。对于冬季畜舍内的供暖问题，以地热供暖的方式最优，它的优点包括：热效率高、热量集中、与猪接触面积大热损失小；也可充分利用猪场内的废弃热源如沼气发电产生的热水等，降低保暖电能的消耗[6]。在设计猪场的污水管理系统时，应以源头减量为根本原则，采用雨污分流、饮污分流、回收利用等措施尽量减少猪场污水的排放量；对于猪场粪便的管理，以干清粪的收集方式为宜，干清粪的工艺能保存猪粪中的营养成分、肥料价值高，对水体的污染低，且易于净化处理[7]。

此外，我们可以尽量使用一些清洁能源，如太阳能、风能、地热和沼气等。其减排量按其替代产生这些电能所需燃烧的标准煤的碳排放。目前在碳交易试点区域，有部分太阳能相关企业主动希望和养殖场合作开发太阳能节能减排项目：通过在场区内免费安装太阳能电池板，产生的电能以较低价格甚至免费提供给企业，而这开发的节能项目经核证后可在国际市场进行销售，实现互利双赢[8，9]。

在生产管理环节低碳减排的空间也非常巨大。由于国内猪品种众多，选择饲养耗能低，产仔多、生长快的猪种能减少大量温室气体的排放[5]。同时采用先进的遗传育种、饲养管理技术，提高猪的生产性能、养猪的生产效率也可相应减少一定的碳排放。中国平均年每头母猪可提供13头商品猪，而欧美发达国家可达20头以上，这之间的差距主要来源于饲养管理和自动化水平的差距。猪只健康状况较差或死亡，会浪费饲料及水电资源，造成更多的碳排放，所以改善猪只的健康状况，减少死淘率也能减少碳排放[10]。

3 粪污处理

养殖业环保压力最突出的问题便是粪便与废水处理过程中温室气体的排放，畜牧业排放的主要温室气体甲烷（CH4）和二氧化氮（NO2）都是在这个过程产生。粪尿中的有机物大部分都是植物从土壤中吸收过来的，最终还是要回到土壤中；但是近年来由于化肥的普遍使用，使得农民不再施用动物粪尿，造成土壤中有机质含量减少、板结严重，这样的土壤上也很难长出优质的农产品。大量废弃的粪尿过度堆积，造成水体和土壤的污染，所以种养结合才是生猪养殖业最环保的做法，让这些粪尿重新回到土壤中。

目前国内大部分猪场都是采用水泡粪或水冲粪的方式处理粪便，国内一些意见认为：水泡粪需要消耗大量的水，这对后期的污水处理带来很大的麻烦，但为何欧美国家水泡粪的方式却如此成功？这就是我们和国外对畜禽污水的认识角度出现了偏差，我们总是将工业处理污水的方法套用到养殖业上。然而畜禽污水不同于工业废水，里面含有大量的有机质是很好肥料，可直接排至农田，环保处理达标排放反而是增加成本画蛇添足。欧美国家养殖场周围有大量广袤的土地，畜禽产生的水泡粪可通过大型机械直接灌入土地中；而国内养殖场一方面没有配套的土地，另一方面土地被分割的支离破碎，机械不好操作、污水还田难度大。无论是液体的污水还是固体的粪便解决的最终方法还是通过低成本、环保的方式把猪粪尿运输到农田中去。对于猪场污水，一方面我们需要采取一些措施，如猪场内雨污分流、粪尿分离、采用盘式饮水器或水位控制器等方法尽可能减少猪场内污水的排放量；另一方面可以通过建立养殖场废液专用管道网，养殖场产生的废液经过简单的沉淀过滤后通过管道直接输送到农田里。这不仅可以解决猪场的环境问题，同时也能增加农田土壤中的有机质含量，目前上海某猪场已建成示范基地，运转状况良好，值得推广。猪场粪尿的直接还田，可省去中间处理过程所需要的能源消耗，降低粪尿在管理过程的温室气体排放，从而实现碳减排。

管道网适合猪粪尿的近距离运输还田，而远距离的还田则适合将猪粪转化成高价值的有机肥。做有机肥不需要采用水泡粪的工艺，直接使用干清粪的方法收集，可避免水泡粪带来的污水处理问题。在猪粪发酵过程中会产生CH4、氨气（NH3）和N2O等气体，大部分有机肥厂不经任何处理直接排放到大气中，不仅有恶臭，而且造成很强的温室效应。其实在猪粪发酵过程中可通过多种方法控制温室气体的排放来实现碳减排，如控制物料含水量、pH、温度、C/N比、生物质碳等方法。实验证明，当粪堆中pH小于4.5时，可以大大减少CH4的排放，同时也可减少NH3和N2O的排放[11]。对粪堆进行间歇性的曝气也可减少约30%的N2O的排放[12]。王成等发现在粪堆中加入生物质碳可以降低粪堆中亚硝酸盐还原菌的数量，从而降低堆肥过程中N2O的排放[13]。此外堆肥产生的气体如NH3完全可收集起来做成液体肥料或其他用途，处理得当完全可以实现零排放而且无臭味。粪便做成有机肥的优势在于，将粪便资源化，可将粪便资源运输至较远的农田，降低猪场的环境压力同时创造可观的经济价值。2015年国家最新颁布的环保法中，明确规定今后将加大对有机肥的政策补贴，且补贴力度不会低于化肥，这足见政府对有机肥市场开发的重视。有机肥实现碳减排的难度并不大且可产生大量的碳减排，所以在这个环节开发成碳减排项目的潜力是非常巨大的。

4 结语

养殖业和种植业原本就都是同在一条生态链上的不同产业，两者相互需要，脱离了谁都不能发展好。如今脱离种植业的养殖业，已经穷途末路，只有和种植业结合起来才有一线生机。未来对于养殖场的审批，依据养殖场配套农田的多少来决定养殖场的规模和去留更为合理。目前国内养殖业的畸形现状，是人们舍弃自然、追逐利益所造成的结果，做一个低碳环保型的养殖企业，才是唯一出路。但是不要认为做环保低碳的养殖企业只要处理好猪场粪污问题就行，在粮食种植、饲料生产、畜舍设计等方面都有改良的空间。2017年全国碳市场的建立，也给我国养殖业带来了希望，必须抓住这个机会，充分利用国外的技术和资金输入尽快促使养殖业的转型，这样才能使养殖企业在未来的环境矛盾中存活下来。

[1] 王文杰. 适合于低碳养猪业之饲料配合与加工技术新理念——对实现低碳养猪饲料配制技术的初步思考[J]. 猪业科学， 2010 ，27(5)： 32-35.

[2] 陈广桂， 徐月明. 饲料产业低氮磷经济发展研究[J]. 中国集体经济， 2012 (10)： 105-106.

[3] 张乃锋， 单瑛琦， 郝东晋， 等. 环保饲料对育肥猪生长性能及粪便氮磷排放的影响[J]. 饲料研究， 2015 (14)： 1-3.

[4] 英国养猪业向更绿努力[J]. 中国猪业，2010（3）：74.

[5] 余海波. 如何减小生猪养殖中碳排放的危害[J]. 四川畜牧兽医， 2015， 42(4)： 14-15.

[6] 王美芝. 低碳养猪业规模化猪场设计新理念[J]. 猪业科学， 2010，27(5)： 28-30.

[7] 刘永丰， 许振成， 吴根义， 等. 清粪方式对养猪废水中污染物迁移转化的影响[J]. 江苏农业科学， 2012， 40(6)： 318-320.

[8] 于立新. 国内首个发电养猪场定州开建[J].江西畜牧兽医杂志， 2009 (10)： 52-52.

[9] 黄若涵. 猪场新能源开发现状调查[J]. 猪业科学， 2013，30（1）： 14.

[10] 廖新俤， 公衍玲， 曹珍， 等. 我国低碳养猪业的发展策略[J]. 养猪， 2012 (1)： 73-74.

[11] 马瑞娟， 董红敏. 畜禽液体粪便贮存过程中气体排放影响因素的研究现状[J]. 中国农业科技导报， 2010，12 (3)： 56-61.

[12] BÉIINE F, MARTINEZ J. The effect of continuous and intermittent aérobic trea tment of pig slurry on nitrous oxide émi ssions[C]//Ramiran 98. Proceedings of the 8th International Conference on Ma nagement Strategies for Organic Waste in Agriculture: Vol. 1: Proceedings of t he oral presentations. Quae, 1999, 1: 36 5.

[13] 王成.堆肥过程 N2O 减排控制与木质纤维素降解微生物学机理研究[D].杭州：浙江大学， 2014.

2016-12-21）