畜禽养殖废弃物利用现状及应对策略——以辽宁省为例

郝生宏 胡克伟 杨荣芳，2* 顾洪娟，2 俞美子，2 曲 强

1.辽宁农业职业技术学院，辽宁营口115214；2.辽宁省蛋鸡健康养殖重点实验室，辽宁营口115214

十八大以来，人们对经济发展与环境保护关系的认识发生了根本性变化，中央提出了创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念。以破坏或增加环境负担换取经济增长的模式基本上已经退出历史舞台，畜牧业作为我国传统产业和基础产业，如何有效应对这一新的变化，寻求自身可持续发展之路成为近几年重点研究的课题。2017 年国务院办公厅《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》（国办发[2017]48 号）明确提出：坚持源头减量、过程控制、末端利用的治理路径，以畜牧大县和规模养殖场为重点，以沼气和生物天然气为主要处理方向，以农用有机肥和农村能源为主要利用方向，全面推进畜禽养殖废弃物资源化利用[1]。2018 年，农业农村部联合有关部门相继发布了《关于做好2018 年畜禽粪污资源化利用项目实施工作的通知》《畜禽养殖废弃物资源化利用工作考核办法(试行)》等文件，提出了更加具体的畜禽粪污资源化手段及考核评价方案[2-3]。养殖模式、粪污治理及管理模式的探索和实践成为地方政府探索本地区畜牧业科学发展的重要抓手，下面以辽宁省为例，从种植业氮肥、磷肥需求与养殖粪肥产出关系入手，探讨畜禽养殖废弃物利用的有效途径，以期对我国畜禽养殖废弃物有效转化利用提供参考。

1 辽宁省畜禽养殖规模

依据2017 年辽宁省国民经济和社会发展统计公报统计，2017 年全年辽宁省猪、牛、羊、禽肉产量420.3 万t，其中，猪肉产量220.9 万t，禽肉产量164.8 万t，牛肉产量25.1 万t，羊肉产量9.5 万t；全年禽蛋产量289.9 万t，生牛奶产量140.1 万t，生猪出栏2 627.2 万头，年末生猪存栏1 308.0 万头[4]。同时也伴随产生了如粪便、污水、病死尸体、羽毛、蛋壳等大量的畜禽养殖废弃物。未来出于优化南方水网地区生猪养殖区域布局，东三省作为玉米主产区和土地消纳区，养殖量仍会继续大幅度增加，产生的养殖废弃物总量会继续上涨，因地制宜规划设计本地区畜禽养殖废弃物资源化利用途径成为当务之急。

2 辽宁省畜禽粪污产生及土地消纳情况

表1 2016—2017 年辽宁省动物养殖总量和N、P 排泄总量

表2 2016 年辽宁省主要种植作物产量及养分N，P 需求量

对比2016—2017 年辽宁省统计年鉴计算辽宁省2016—2017 年养殖畜禽全年排放的废弃物中所含N 肥和P 肥的量（表1）；以及2018 年农业农村部办公厅印发的《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》估算2016 年辽宁省种植业所需N 肥和P 肥的量（表2）。从对比表1、表2 数量上看，种植作物所需的氮磷量基本可以满足，但还需考虑生猪、奶牛、肉牛固体粪便中氮素占氮排泄总量的50%，磷素占80%；羊、家禽固体粪便中氮磷素占100%。所有粪肥中可利用N 共有580 468 900 kg，P 共有121 331 364 kg，而作物追肥主要以粪肥为主。据2016 年农业农村部统计，我国每年产生的畜禽养殖废弃物已达到38亿t，而综合利用率与无害化率分别不足60%和50%，粪污收集处理过程中的损失率达35%，由此可以看出，辽宁省粪肥利用完全不能满足农作物生长需要，畜禽粪污资源化利用尚有很大空间可以挖掘。

3 辽宁省畜禽废弃物资源化利用存在的主要问题

3.1 种养分离，粪肥产生和种植使用不同步

养殖小区、养殖示范区等规模化养殖方式导致养殖产生的废弃物数量多且地域集中，养殖废弃物肥料化利用辐射土地范围不够，养殖废弃物的产生与农作物种植使用粪肥节奏不同步，导致养殖废弃物的暂时堆积、污染等情况产生。从养殖分布看，养殖场大多位于远离城市的边远区域，其处理废弃物的运输费用和人工成本过高，导致种养脱节和不及时还田[7]。养殖场规模设计与土地消纳能力及面积的测算不精确，导致废弃物产生和利用不能有效循环。

3.2 养殖废弃物资源转化能力不足

养殖废弃物资源处理责任不够明确，养殖主体环保意识不够强或企业无法顾及或者没有能力处理，废弃物资源转化技术落后且利用过程中的难题无法解决，处理技术不够现代化或设备过于昂贵，没有相应的市场激励环境和政策等。

3.3 养殖废弃物生产沼气技术遇到瓶颈

辽宁省全年平均气温在7～11 ℃，贾兰等[8]报道产甲烷菌最佳适宜温度为17～28 ℃，据此，辽宁省很难保证发酵细菌和产甲烷菌的温度要求，温度问题是制约辽宁养殖废弃物生产沼气的关键问题；沼渣沼液的运输费用过高也是限制因素。

4 辽宁省畜禽废弃物循环利用应有的主要模式

4.1 协同种植养殖业模式

根据区域农作物种植情况和土地消纳能力测算有机肥使用数据（各种统计数据需分类合理，数据准确），根据有机肥需求反推调整养殖规模和分布，尤其是养殖较为集中的区域，集中发展堆肥、有机肥、微生物发酵技术、沼气技术等。推动建立畜禽粪污等农业有机废弃物收集、转化、利用网络体系，鼓励在养殖密集区域建立粪污集中处理中心，探索规模化、专业化、社会化运营机制。在种养殖之间由专门的肥料生产机构或企业负责数据测算及规模化转化生产，提供区域内养殖废弃物资源化利用的技术服务，实现从种植需求—养殖规模调整—生产转化的循环模式。在养殖集中区域应建设废弃物利用的田间管网，有效解决节约人力物力的运输问题。加强粪肥还田技术指导，确保科学合理施用。

例如，按照2018 年1 月农业农村部《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》计算，500 头存栏猪场粪肥全部就地利用所需水稻田（667 m2），500（猪当量）/1.1（猪当量/667 m2/当季）×25%=113.6（667 m2）；辽宁省西部、北部主要种植玉米，500 头存栏猪场粪肥全部就地利用所需玉米田（667 m2），500（猪当量）/ 1.2（猪当量/667 m2/当季）×25%=104.17（667 m2），即每头133.4 m2；若固体粪便堆肥外供+肥水就地利用，500（猪当量）/2.4（猪当量/667 m2/当季）×25%=52.08（667 m2），即每头约66.7 m2。辽宁南部和东部以种植果树为主，以葡萄地为例，500头猪就地利用需要葡萄地5.21 hm2，固体粪便堆肥外供+肥水就地利用需要2.60 hm2。2017 年辽宁省生猪出栏量为2 627.2 万头，按每头每天产生2 kg粪便量和饲养期平均5 个月计算，共产生粪便7 88.16 万t，就地利用对应需要玉米地35.03 万hm2，若固体粪便堆肥外供+肥水就地利用需要玉米地17.51 万hm2。辽宁省2016 年牛养殖671.9 万头，100 头猪当量=15 头奶牛或30 头肉牛当量，就地利用每头奶牛需要0.093 hm2玉米地，按奶牛计算，共需要玉米田62.26 万hm2，若固体粪便堆肥外供+肥水就地利用，需玉米地31.10 万hm2；而“十二五”时期，辽宁省玉米年平均种植面积为2266.7 万hm2[6]。

4.2 源头减排和过程控制模式

推广使用微生物制剂、酶制剂等安全高效能提高消化率的饲料添加剂和低氮低磷低矿物质饲料配方，提高饲料转化效率，减少兽药和铜、锌饲料添加剂使用，降低养殖业排放。建设必要的粪污处理设施，使用堆肥发酵菌剂、粪水处理菌剂和臭气控制菌剂等，加速粪污无害化处理过程，减少氮磷和臭气排放。

4.3 达标排放模式

对养殖场产生的粪水进行厌氧发酵、好氧处理等，达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）规定的标准后方可排放。全面实现雨污分流，提高污水处理技术，如过滤、沉淀、氧化等处理后为可回用水，符合CODcr、BOD5、SS 和pH 值标准等，如可用于农业、园林等灌溉和工业冲洗等。

4.4 保温沼气发酵技术

东北三省应提倡研发保温功能的设备或材料，或研究筛选出低温发酵菌剂等，为解决冬季低温无法发酵的难题提供技术支持。如胡国华等[9]报道，新型太阳能温室使厌氧反应器温度比传统模式的厌氧反应器高出7.6～13.5 ℃，温度的提升和温度变化时的平稳特性，不但增加了沼气的产量，而且保证了产气的稳定性及气体使用的可靠性；周云祥[10]认为太阳能与沼气技术结合，200 m3以上的沼气池应具备如下设备和装置，如利用太阳能光热转换器、恒温加热箱、热能储备箱、热能提取设备、污水源热泵、夏天热能冬天用储备池、热能提取箱、原料加热池。

5 结 语

目前优化调整畜牧业区域布局，促进农牧结合、种养循环，以肥料化为基础，鼓励社会资本投入，培育畜禽养殖废弃物资源化无害化产业发展为重中之重。应加强养殖场排放管理，提高养殖规模化程度，减少养殖布局分散带来管理盲区，畜禽废弃物资源化利用的生产工艺和技术还需不断改进和突破，破解目前运输、人力费用昂贵、沼气冬季无法有效发酵、农民更愿意使用方便快捷的化肥等问题。