基于信息技术的天津猪粪污资源化利用路径研究

李 志，杜淑清，赵 斌，宋倩倩

（1.天津市农业发展服务中心，天津300061，2.农旗科技（北京）有限公司，北京100080）

1 引言

随着我国经济的不断发展，生猪业逐渐成为农业发展的重要支柱之一。当前，我国养猪业正处在由传统的粗放型发展向现代绿色化发展的转型时期，由于集约化、规模化养殖的发展，随之而来的粪污资源化利用成为现代猪业发展过程中的关键环节之一。对于逐渐增多的粪污，处理不当不仅会污染环境，还会造成资源的浪费，对于美丽人居环境的打造也是十分不利的。

我国是种植业大国，由于种养分离，导致猪粪污资源化利用受阻。粪污的排放会造成水体、空气和土壤等环境污染问题；传统种植业使用大量的化肥，导致土壤有机质含量下降，土壤承载能力降低。而猪的粪污废弃物是良好的有机肥来源，将粪污进行资源化处理，推动种养结合，不仅可以及时解决农业种植过程中土壤有机质含量低的困扰，还可以解决粪污对环境的污染问题。

互联网信息技术在各行各业中的应用越来越广泛，将信息技术融入到养猪业的发展中，不仅能够给养猪业发展模式的升级带来强大动力，还可以促进养猪业实现绿色、数字化、现代化发展。

将信息技术与粪污资源化利用相融合，实现粪污资源化利用的信息化，帮助用户制定更加合理的粪污处理系统，利用大数据平台实现资源实时共享、数据收集、社会化服务体系的形成，可以有效解决粪污资源化利用过程中信息沟通不畅、专业技术人员缺乏、监管、服务不到位等问题；最大限度地降低粪污资源化利用的成本，提高经济效益，减少对环境的污染，实现养猪业的可持续发展。

2 天津养猪业发展现状

2.1 天津养猪业发展格局

2.1.1 政府重视程度高

养猪业是天津的重要农业经济支柱之一，天津市政府高度重视养猪业发展，为全面提升天津市养猪业的产业化水平和市场竞争力，天津市出台相关政策，大力扶持培育养猪重点龙头企业。利用3年时间，力争打造1至2家百亿产值养猪龙头企业，培育3至5家养猪龙头上市企业。同时也在积极响应落实国家关于养殖业补贴的相关政策，带动养猪业产业的发展。针对粪污治理召开多次会议，印发了《天津市加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用工作方案》，部署猪粪污资源化利用的有关工作。

2.1.2 规模化、标准化养殖水平参差不齐

随着天津市规模化养猪业的发展，粪污不断增加，污染物的产生量业随之增加。目前，天津市养猪业发展存在着规模化养殖与散户养殖并存以及养殖小区模式的现象，受到可供养猪业利用土地的限制，进一步扩大养殖规模的难度也在加大；即便是进行规模化、标准化养殖的养殖场，由于管理、技术、资金投入的不同，导致规模化、标准化养殖的水平参差不齐。

2.1.3 信息化水平得到一定发展，但仍有待提高

随着互联网信息技术的发展，养猪业信息化水平得到逐渐发展。养猪业信息化不再只是单纯的养殖过程的信息化，而是包含养殖管理、基础设施、经营管理、生活消费等多个方面的信息化。养猪业信息化的建设中，硬件（电脑、网络等设备）是基础，软件（办公软件、应用软件等各种相关软件）是条件，信息资源（收集的资料和信息）是重要的生产要素。

近年来，天津市各级政府高度重视现代猪业信息化建设，2017年天津生猪产业技术体系创新团队借助互联网理念搭建了天津生猪产业技术体系创新团队服务云平台，广泛应用于天津市养猪全产业链，通过信息技术的应用，在生猪养殖环境、粪污处理与利用、疫病防控、养殖技术推广以及养猪产业发展等环节，发挥了十分重要的作用，有效地解决了制约天津生猪产业发展的各个因素[1]。

但是由于养猪业信息化基础设施建设不均衡、不充分；硬件设施方面的信息传输的网络覆盖不全面，软件方面的畜禽养殖数据库人才数据库等相关数据库还有待建设；技术人员缺乏；养殖场比较分散等现状；使养猪业信息化发展水平受到一定限制。

2.2 猪粪污资源化利用形势

2.2.1 粪污治理成难题

随着养猪业的规模化、集约化发展，猪粪污治理成为制约猪业发展的主要因素之一。目前国内外进行畜禽粪污治理的方法有很多，主要是通过制定相关的法律法规、完善养殖基地的设计方案，制定合理的饲料配方、改进粪污的清理工艺和养殖管理技术、提高饲料中养分的利用率，减少粪污的排放以及粪污资源化处理后作为有机肥等措施来开展粪污治理，从而降低粪污对环境的污染。

天津进行规模化养殖的养殖场大多靠近居民区，粪污产量大，养殖场附近有限的农田无法消纳大量的粪污；由于规模化养殖与散户养殖并存，粪污治理工程量增大，使粪污治理难度增加，成为制约养猪业现代化发展的 瓶颈”；猪粪污治理涉及到农业、环保等多个部门，在进行粪污治理时部门分工和职责不明确，导致开展粪污资源化利用难以取得良好的成效。

2.2.2 信息化支撑体系薄弱

目前国内外有一些关于猪粪污处理的相关软件，如：畜禽废弃物管理软件AWM；畜禽污水处理、肥力管理软件MEDLI；畜禽废弃物污染地表及地下水风险评价软件等[2]。但由于硬件设施、养殖区域分散、技术人员以及相关数字化应用平台缺失等因素的限制，以信息化促进畜禽粪污资源化的实际应用并不乐观。

2.2.3 治理成本较高

发展养猪业本身的成本较高且有一定的风险性，养殖户单独进行粪污治理时缺乏相应的资金，进行粪污治理除了需要配置专门的粪污处理设备之外，设备还需要日常的运行维护，而粪污处理设备及日常维护的费用较高，使养殖户的经营成本大大增加。为了降低养殖成本，增加收益，大多数的养殖户对于粪污治理的关注度降低。同时，由于养殖区域分散，集中率低，实施粪污资源化利用的难度加大。

2.2.4 监管执法不到位

近年来，国家先后出台或修订颁布实施了《畜禽规模养殖污染防治条例》《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》《全国畜禽粪污资源化利用整县推进项目工作方案（2018-2020）》，天津市也印发了《天津市加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用工作方案》，从法律法规的角度对畜禽粪污治理做出了强制性规定，对畜禽粪污治理起到了一定作用，但由于开展粪污资源化利用时的具体要求、操作规程不明确，考核制度不健全，部门分工不明确等原因，造成监管不到位，执法不力等问题的出现。

2.2.5 养殖户资源化利用积极性不高

猪粪污治理需要养殖户的积极参与，但在实际的实施过程中，养殖户的积极性普遍不高。一方面，由于生猪市场波动较大，成本较高，利润较低，养殖户没有多余的资金进行粪污治理，导致积极性不高；另一方面，养殖户的观念落后，只注重养殖的经济效益，没有意识到粪污资源化利用与环境保护的关系，有些养殖户对于粪污资源化利用接受起来有一定的难度，养殖户传统的思想是养好、卖好，对于粪污处理、环境保护的意识普遍低下。

3 猪粪污资源利用和生态循环农业发展面临的主要问题

3.1 缺乏粪污资源化利用的科学机制

随着养猪业的发展，粪污成为新的污染源，阻碍了养猪业的发展。粪污中含有许多的氮、磷等有机物，药物残留及未被畜禽消化吸收的微量元素和重金属等物质，粪污一旦直接排入水中，使水体富营养化，导致水体污染和土壤污染；粪污未经及时、科学、合理的无害化处理，经发酵会释放大量的氨气、硫化氢等刺激性的气体，不仅对附近居民的日常生活和身体健康产生影响，还会对大气产生污染。

然而，由于基础设施薄弱，粪污资源化利用意识欠缺等因素，使粪污资源化利用的进程很难有序开展。有些进行粪污资源化利用的养殖场，虽有强烈的治理意识，但由于缺乏科学的治理机制的指导，其粪污资源化利用的效果也是离期望值有一定距离。

3.2 缺乏综合性的、强大的数字化支撑平台

要做好粪污资源化利用不仅仅只局限在粪污治理这一阶段，而是涉及到养殖过程中的多个过程，包括饲料来源、质量、饲料配方、加工工艺、动物品种、年龄、营养状况以及环境、日常管理等各个因素。针对不同猪场的具体情况，精准地计算养分利用率和动物对于养分的需求情况，准确地配置出符合实际情况的饲养方案，提高饲料的利用率，减少粪污排放量。

在数字兴农的时代，建立一个与猪业发展、粪污资源化利用的相关的综合性的、强大的数字化支撑平台是我们现在急需要解决的问题之一。建立数字化支撑平台不仅可以有效弥补专业知识不足带来的弊端，实现集养殖、管理、粪污资源化利用于一体的专业科学方案的制定，达到有针对性地设计粪污治理方案；还可以有效地解决硬件、软件设施欠缺、技术人员配备不到位的问题。

3.3 生态循环农业发展体系建设缺失

随着绿色农业、现代化农业的发展，传统农业的发展方式带来的问题也在逐渐显现出来，因此 生态农业”、“绿色农业 等农业模式应运而生。生态循环农业是以农业可持续发展为指导思想，遵循循环经济理论和

3R”（见后）原则，以促进现代化农业发展方式转变和农村可持续发展的现代农业发展模式。发展生态循环农业必须严格遵循经济的三大基本原则，即减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle），分别从投入端、中间过程和外部性来作用于循环农业的整个过程，既减少了对于生态环境的污染，也实现了资源的再利用[3]。

近年来，天津农业发展势头良好，但在进一步的发展中，逐渐暴露出一些问题，如农村环境污染严重、耕地资源紧张，土地质量较差、水资源严重短缺，水体污染严重等[4]，这些问题严重制约了天津现代化农业的可持续发展。要实现农业产业升级，解决农业所面临的资源紧张、环境污染等种种难题，发展生态循环农业是必由之路。天津一些地区也开始发展循环农业，如武清区梅厂镇灰锅口村大棚葡萄间作蔬菜、宁河县七里海镇稻田养河蟹、清水源有机农业示范园区的观光生态农业等[5]。这些循环农业的模式有的只是围绕某个环节或者是试点来发展，但是将农业发展过程中的各个环节联系在一起，实现 资源-农产品-农业废弃物-再生资源 全程化、可复制的发展模式还有待于继续探索。

4 促进猪粪污资源化的对策

4.1 推进粪污资源化利用基础设施建设，促进资金、政策等倾斜

为了实现粪污资源化利用的发展，天津在全面贯彻落实好国家有关的法律法规的同时，应大力推进关于畜禽粪污资源化利用的地方性法规，全方位的规范、指导全市粪污资源化利用建设。开展粪污资源化利用需要加强政府资金的引导性作用，采用对畜禽粪污资源化利用的养殖户、企业进行直接补贴的方式，弥补资金不足的缺口，启动畜禽粪污资源化利用项目建设以及相关政策落地。对于建立完善的畜禽粪污处理系统的养殖户，实行财政奖励。加强技术人员的专业培训，提高其职业素养。多措并举推动畜禽粪污资源化利用的基础设施建设，保证粪污资源化利用工作有序推进。

4.2 探索形成粪污资源化利用的全套运行机制

实施粪污资源化利用，需要多个部门、多个环节协调配合，根据天津的生猪养殖种类和养殖规模等实际情况，制定具体的工作方案，开展粪污资源化利用的试点，探索形成源头治理、过程监控、循环利用、末端处理的全过程综合性的粪污资源化利用运行机制。

4.3 实现数字化转型，形成粪污资源化治理和应用平台

为了更好地促进粪污资源化治理的实施和现代化猪业的发展，天津应该在推动猪业规模化、集约化发展的同时，结合现有的信息技术基础，推动粪污资源化利用数字化转型升级。依托现有的养猪业互联网平台，从粪污治理信息化为切入点，建立粪污资源化治理和应用平台，实现粪污治理全过程信息采集、技术支持及监管，粪污资源化利用产品的合理分配和利用，达到种养一体化，实现生态循环农业的发展。

4.4 利用粪污收储创新机制，统筹处理畜禽粪污

在加大粪污资源化利用基础设施建设和数字化转型的同时，应利用粪污资源化治理和应用平台，对养殖区域网格化管理，合理调配粪污收集设备和人员，实施区域化粪污收储，对粪污进行统一规模化处理，发展沼气、有机肥加工等产业，提高粪污资源的附加值，实现粪污资源利用率最大化，推动养猪业可持续发展。

5 结语

猪粪污资源化利用对养猪业的可持续发展至关重要，但由于养殖户粪污治理积极性不高、信息化支撑体系薄弱、治理成本高及监管执法不到位等原因，使得粪污治理成为难题。加大粪污资源化利用的基础设施建设，推动相关政策及资金的倾斜，运用好信息技术，建立粪污资源化治理和应用平台，实现猪业数字化转型，推动粪污资源化利用的良好运行，助力养猪业的可持续发展。