河北创新利用畜禽废弃物资源推进绿色发展

文│马亚宾 倪俊卿（河北省畜牧良种工作站、河北省现代农业产业技术体系奶牛产业创新团队）

马林 王选（河北省现代农业产业技术体系奶牛产业创新团队、中国科学院农业资源研究中心）

养殖废弃物资源化利用水平是现代畜牧业发展水平的重要标志，搞好粪污综合利用，是各级畜牧主管部门的一项重要任务。国外奶业发达国家的经验证明：种养良性循环是现代奶业发展的基本特征。随着国务院办公厅发布《关于推进奶业振兴保障乳品质量安全的意见》，加强优质奶源基地建设，到2025年实现奶业振兴，畜禽养殖废弃物的资源化利用技术研究迫在眉睫。

一、河北畜禽养殖及养殖废弃物资源现状

随着城市化发展和人口增长，全国各省农牧业发展迅速。河北作为养殖大省，担负着京津冀区域农畜产品生产供应的重任，京津冀地区已成为我国养殖密度高、养殖废弃物承载量大的区域。

1.畜禽养殖品种多、分布广、数量大。河北省下辖11个地市和2个设区市，168个县（市、区），畜禽存栏总量超过4.2亿头（只）。其中，生猪存栏1819万头、牛存栏396万头、羊存栏1386.3万头、禽类存栏达到38560万只。全省规模养殖场户总量达到1.05万个。以生猪和家禽规模养殖场最多，集中在河北东部平原带唐山、秦皇岛和河北中南部保定、沧州、邯郸、邢台等地。羊、牛规模养殖场集中在北部承德地区草原带。而养殖密度以河北中南部的石家庄、邯郸和临近北京、天津都市圈的部分区县较高，以规模较大的生猪、家禽养殖为主；北部的承德、张家口等地部分县区养殖密度相对较低，以小型牛、羊养殖户为主。

2.畜禽养殖废弃物资源丰富，资源化利用潜力巨大。河北省超过1万户的规模养殖场，每年产生的畜禽粪污总量达到1.08亿吨，资源化利用潜力巨大。如果有效利用，可以替代化肥30%～50%。其中，牛和猪粪污产生量最多，为5130万吨/年和2678万吨/年，家禽和羊的粪污产生量分别为1325万吨/年和1544万吨/年。河北中南部的石家庄、邯郸、廊坊及北部的唐山等地部分区县粪污总量较大。北部承德、张家口地区牛粪产生量较大，南部邯郸、邢台、保定等地多是禽类粪污，猪粪污全省都有分布，在东部和南部等地较为集中。

二、河北畜禽粪污资源化利用存在的主要问题

1.畜牧产业集约化发展迅速，粪污资源化利用不足。河北作为畜牧大省，京津经济圈巨大的市场需求，带动畜禽养殖产业集约化发展迅猛。近年来，畜禽产品生产总量一直保持全国前五位，2016年畜牧业产值1939.2亿元，占全省农业总产值的31.9%，畜禽养殖创造了巨大的经济价值。同时也面临着由于集约化畜牧发展，粪污处理不得当导致海河流域面源污染加剧、渤海湾水体富营养化频发、京津冀大气氮沉降增加、严重的土壤酸化等环境问题。第一次污染源普查公报指出，畜牧业氮、磷水体排放占农业源排放的38%和56%。由于粪污资源化利用率低，导致了地表水的富营养化和地下水硝酸盐超标等环境问题日益突出。养殖废弃物的不当处理，给河北造成巨大的经济损失，严重危害了居民健康。

2.畜禽粪污总量巨大，综合治理迫在眉睫。近年来，各级政府和畜牧主管部门积极落实奶牛养殖场主体责任，按照一场一策一方案的要求，分类、分批、分期对奶牛养殖场粪污进行系统治理，实现粪便不污染，污水不渗透。大力推广粪污干湿分离、堆积发酵、就近还田、就地消纳；推广干牛粪垫卧床、污水沉淀净化冲洗牛舍工艺，促进粪污回收利用；推广粪污统一收集、集中处理、养治分离的综合治理方式，推进粪污治理的专业化、社会化，畜禽粪污综合治理成效显著，养殖废弃物资源化利用水平逐年提高。

但是，河北畜禽粪污总量巨大，综合治理任重道远。据统计，河北年产生畜禽粪污总量达到1.08亿吨，落后的畜禽养殖废弃物储存和处理技术设备，导致了60%～70%氮素排放到水体和大气环境中，是地表和地下水污染和温室效应的重要原因。

三、国外可借鉴经验

1.农牧结合是发展可持续集约化农业的必然出路。欧美集约化农业走过了先污染后治理的道路，经验表明：通过改善集约化畜禽养殖粪尿管理，减少畜禽粪尿养分在“饲舍—储存—加工—运输—施用”全链条的损失和提高养分在农田循环的比例和数量，从而实现农牧结合，种养循环。

因此，河北急需深入研发种养加废弃物资源化循环利用技术，打通集约化 “种植-养殖-食品加工”全链条废弃物还田和障碍土壤改良的“最后一公里”，这是有机肥替代化肥、面源污染阻控和农业绿色发展等急需的重大任务之一，也是提高农业生产力和环境质量的重要途径。

2.种养良性循环的生态牧场是现代畜禽养殖业的一张靓丽名片。对标国际，欧盟等奶业发达国家实行以地定养制度，推行农牧配套，种养结合。德国以土地确定养殖规模，牧场主不仅有足够的土地全部消纳饲养奶牛所产生的粪污，而且促进了饲草、饲料作物的生长，改良了土壤肥力，实现粪污资源化利用。美国、加拿大种养结合，奶牛场粪污主要通过堆积发酵，还田施肥来处理，少量粪污通过干湿分离，制作有机肥来销售，以此实现种养良性循环。

但是种养结合的生态牧场建设在河北严重滞后，突出表现在两个方面：一是土地配套不足。畜禽养殖场周围没有足够的土地供养殖场进行配套。二是配套土地无法连片，难以推广机械化作业。随着国家土地流转政策的实施，为养殖场配套土地提供了便利，但是，由于养殖场周围土地户主多，缺乏统一管理，养殖场流转土地很难连片，无法利用大型机械，导致用工成本上升，养殖场粪污资源化利用的积极性不高。

四、国内畜禽废弃物资源化利用最新研究进展

1.连续式智能密闭堆肥反应器研制成功。在科技部、中科院和河北省等项目资助下，依托河北省现代农业产业技术体系奶牛产业创新团队，在河北省畜牧站、河北省畜牧良种工作站的帮助下，中国科学院农业资源研究中心研制成功一种连续式智能密闭堆肥反应器。重点针对河北畜禽粪尿储存设施简陋、处理技术落后的实际情况，将储存-处理过程合二为一，利用全密闭处理设备和微生物代谢作用，通过对氧气、水分等条件的智能化控制， 5～7天实现畜禽粪便无害化处理，将其转化为有机肥料，实现粪尿原位高效处理。与传统条垛式/槽式堆肥相比，占地面积减少95%，处理时间缩短70%，处理过程氮素损失降低50%～70%，抗生素降解率达到90%以上，堆肥产品养分含量提高15%～20%，达到农业农村部商品有机肥标准，每吨粪便可为企业增收400元左右。

2.连续式智能密闭堆肥反应器，田间推广试验成功，效果显著。农业资源研究中心在科技部“重点研发专项”“渤海粮仓”等项目资助下，建立了畜禽粪尿“养殖场原位处理-有机肥集中加工-种养联盟消纳”的政产学研统筹的推广应用模式，形成了以科技创新为驱动，政府政策为引导，企业和种养联盟为主体的市场运行机制，构建了种养结合、有机肥替代化肥、障碍土壤改良、绿色提质增效的农业生产新模式。经河北、江苏和海南等省集约化养殖场推广使用，突破了养殖场粪污原位无害化和资源化利用的难题，有效克服了传统畜禽粪尿槽式和条垛式堆肥处理周期长、氮素损失严重和恶臭气体突出等问题。

如果该技术在全省50%的集约化养殖场推广使用，可创收150亿元左右；减少畜牧业氮素损失30%，对缓解畜禽粪污对水体、土壤污染、减少大气氮沉降贡献巨大。

五、历史机遇与建议

1.历史机遇。雄安新区的建立和冬奥会的召开，为河北畜禽养殖废弃物资源化利用带来了巨大的历史机遇和挑战。未来河北省的农牧业生产，不仅要做到高品质农产品与畜禽产品的生产，还要兼顾生态环境保护。围绕国家需求，立足国际前沿，河北省农业和畜牧业发展有了新的挑战：一是粮食增产与畜牧业需求如何匹配；二是如何构建新型的种养结合体系及其对土壤改良的贡献；三是种养结合枢纽部位的畜禽养殖废弃物如何无害化、资源化利用。

因此，亟须构建从“绿色饲料-绿色饲养-绿色环境-绿色产品”的全产业链的绿色农牧一体化生产模式。

2.建议。坚持国际对标，以绿色发展为导向，统筹谋划，细微入手，划定以雄安新区和冬奥生态环境保护区为核心，以水源保护为重点，大力推进绿色农牧一体化发展，加强养殖业废弃物资源化利用整县、全流域和全市，甚至全省推进。

治理和监测并举，同步推进。畜禽养殖废弃物资源化利用重点围绕两个区域，强化实施。一是以雄安新区和冬奥环境保护区为核心的重点地区，可以作为试点，重点推进。全域范围禁止畜禽粪便和养殖废水环境排放，所有规模养殖场配建粪污处理密闭发酵罐及建立粪污、废水密闭/覆盖储存、收集、处理、利用体系；二是以水源保护为重点，主要流域两侧及流经的区县实施养殖粪污资源化利用整县推进，加强养殖业废弃物资源化利用技术在重点保护区的补贴和推广应用。在综合治理的基础上，依托河北省现代农业产业技术体系建立配套的评估和监测技术体系，动态管理，实时监控，确保还河北一片蓝天、碧水。

强化科技支撑，确保科学高效。在畜禽养殖场大力推广应用连续式智能密闭堆肥反应器，确保粪污处理高效环保。同时，加强配套技术研发，从四个方面重点布局。一是畜禽粪尿“饲舍-储存”氮磷养分环境减排机理与技术研究；二是固体废弃物高效发酵机理与有机肥生产技术研发；三是养殖废水微生物转化和土壤改良机理与技术开发；四是集成种养加废弃物资源化利用技术和有机肥替代化肥技术，建立一体化的模式和评估监测体系。

着重发展种养良性循环的生态牧场，实现为养而种、农牧结合。从长远和综合考虑，与国际对标，推行种养结合，大力发展生态养殖场是解决粪污资源化利用问题的根本措施。今后应加大政策扶持引导力度，做好产业布局，在精准喂养、饲料种植和加工、粪尿储藏和还田利用等方面，开展综合配套研究和推广，积极引导养殖场转型升级，发展绿色、健康农牧业。

全面推进河北省养殖业废弃物污染防治和资源化利用，是事关京津冀畜禽产品有效供给、农业绿色发展和农村居民生产生活环境改善的重大民生工程，创新利用畜禽废弃物资源，对雄安新区和冬奥区重现碧水蓝天和提升全省生态环境质量，推进河北农业绿色发展和乡村振兴具有重要的意义。