PDF《建立畜禽废弃物养分管理制度 促进种养结合绿色发展》

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2019 年.

第34 卷.第2期建立畜禽废弃物养分管理制度 促进种养结合绿色发展 董红敏1* 左玲玲2 魏莎1 朱志平1 尹福斌1

1 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 北京

100081 2 中华人民共和国农业农村部 畜牧兽医局 北京

100125 摘要 种养结合循环发展是畜禽废弃物资源化利用的根本出路,种养结合是破解农业面源污染难题、践行绿 色发展理念的重要举措.文章在分析国内资源化利用现状的基础上,针对种养结合存在种养纽带断裂、粪肥 施用方式粗放、种养结合长效机制缺乏,造成的粪肥还田难、利用效率低的问题,结合欧盟、美国、日本的 种养结合政策和模式经验,针对不同畜禽养殖业经营主体,提出了3种专业化种养结合模式,以及构建我国 畜禽废弃物养分管理制度的政策建议.建立畜禽粪便养分平衡可监测、可报告和可核证台账,形成种养结合 可持续运行的机制,促进种养结合绿色发展. 关键词 畜禽,废弃物,种养结合,养分管理,第三方服务 DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2019.02.007 *通讯作者 资助项目:国家生猪产业技术体系(CARS-35),中国农业科学院科技创新工程 修改稿收到日期:2019年2月12日 专题:畜牧业可持续发展 Sustainable Development of Animal Husbandry 推进畜禽粪污资源化利用,是贯彻落实党的十九 大重要战略部署,是践行 绿水青山就是金山银山 理念的重要举措,是破解农业农村突出环境问题、实 施乡村振兴战略、建设生态文明国家的战略选择.畜 禽粪便一直是我国农业生产的主要有机肥源,种养结 合、用地养地农业发展模式支撑了我国几千年的农 业文明史.但是,近年来随着畜牧业规模养殖的快速 发展,粪便量大且集中、受季节限制、施用不便等因 素制约,农业生产中内部物质能量循环流动的链条中 断,许多粪便资源变成了重大污染源[1] . 党中央和国务院高度重视畜禽废弃物资源化利 用.2016 年12 月,习近平总书记在中央财经领导小 组第十四次会议讲话中指出 要坚持政府支持、企业 主体、市场化运作的方针,以沼气和生物天然气为主 要处理方向,以就地就近用于农村能源和农用有机 肥为主要使用方向,力争在'

十三五'

时期,基本 解决大规模畜禽养殖场粪污处理和资源化问题 .

2017 年6月,国务院办公厅印发了《关于加快推进畜 院刊

181 禽养殖废弃物资源化利用的意见》(国办发〔2017〕

48 号),提出到

2020 年,建立科学规范、权责清晰、 约束有力的畜禽养殖废弃物资源化利用制度,构建种 养循环发展机制,全国畜禽粪污综合利用率达到 75% 以上[2] . 种养结合是畜禽废弃物资源化利用的关键.本文 在分析国内资源化利用现状的基础上,针对我国种养 结合存在的主要问题,借鉴国际畜禽粪污治理政策和 模式经验,提出我国种养结合对策建议,为我国畜禽 粪污资源化利用和种养结合绿色发展提供参考.

1 我国畜禽废弃物资源利用现状及种养结合 存在的问题 近年来,农业农村部、财政部、科技部等部委认 真贯彻党中央、国务院决策部署,大力推进畜禽养殖 废弃物资源化利用.科技部国家重点研发计划专项中 设立了 畜禽废弃物无害化处理与资源化利用新技术 及新产品研发 项目.2017 年,农业部印发《畜禽 粪污资源化利用行动方案(2017―2020 年)》,集成 创建了资源化利用7种典型技术模式,包括粪污全量 收集还田利用模式、粪污专业化能源利用模式、固体 粪便堆肥利用模式、异位发酵床模式、粪便垫料回用 模式、污水肥料化利用模式和污水达标排放模式[3] .

2017 年,农业部、财政部和国家发改委联合启动了 中央财政畜禽粪污资源化利用试点项目和中央预算内 投资整县推进畜禽粪污资源化利用项目,目前已支持 了300 个畜牧大县整县推进.2017 年2月,农业部印 发了《开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案》,在全 国选择了

100 个果、菜、茶生产重点县开展有机肥替 代化肥行动.通过上述行动的实施,加快推进了畜禽 废弃物的处理利用率,截至

2017 年底,全国畜禽粪 污综合利用率达到 70%,规模养殖场粪污处理设施装 备配套率达到 63%.但是,目前全国 70% 以上农业园 区为单一种植业或单一养殖业,粪肥还田 最后一公 里 问题仍待解决. 1.1 小农户种植与规模化养殖脱节 随着人民生活水平的提高,对畜产品需求量的加 大,畜禽规模养殖比重迅速提升,种养主体从规模 和空间布局逐步分离.以生猪养殖为例,年出栏头 数大于

500 头生猪的规模化比例从

1998 年的 8% 增加 到2017 年的 47%,年出栏头数大于

50 头和大于

100 头 生猪的养殖比例从

1998 年的 23.2%和14% 分别增加 到2017 年的 75.4% 和64.4%(图1). 根据农业农村部统计,我国种植业经营组织的 规模总体仍然以小农为主,并将在相当长一个时期 保持这种状态.截至

2016 年底,我国农户户均耕地 面积约为 9.8 亩,经营规模在

50 亩以下的农户占农户 总数的 97% 左右,经营的耕地面积占全国耕地总面 积的 82% 左右,户均耕地面积

5 亩左右;

经营规模 在50 亩以上的规模化农业经营主体约有

400 万个,平 均经营规模也只有

100 亩左右(表1)[4] . 按照《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》中推 荐的畜禽适宜承载力标准,5 亩地只能承载出栏

50 头 以下生猪产生的粪便养分.按照种植业规模经营户 图11998―2017 年中国生猪养殖规模化水平变化 数据来源:1999―2013 年《中国畜牧业年鉴》,2014―2018 年《中国畜牧兽医年鉴》 不同规模农场比例( % )

100 80

60 40

20 0

1998 1999

2000 2001

2002 2003

2004 2005

2006 2007

2008 2009

2010 2011

2012 2013

2014 2015

2016 2017 (年) 年出栏数

5 万头以上 年出栏数

1 万―5 万头 年出栏数

3 000―9

999 头 年出栏数 500―2

999 头 年出栏数 100―499 头 年出栏数 50―99 头 年出栏数 1―49 头182

2019 年.第34 卷.第2期均100 亩土地计算,也只能承载

500 头存栏猪场的粪 肥全部就地利用.再加上规模养殖不能占用基本农 田,使得养殖场大多分布在偏远山地等区域,空间分 离进一步加剧了种养分离,导致我国畜禽废弃物农田 利用率低,粪便氮还田施用量约占排泄量的 30%;

粪 便磷还田施用量仅占排泄量的约 48%[5] . 1.2 施用方式粗放、粪便养分利用效率低 一头猪就是一个小型有机化肥厂.据统计,我 国当前每年产生的动物有机肥(畜禽粪便)总量约 为1400 万吨纯氮,约相当于化学氮肥年生产量的 一半[6] .畜禽粪便除了氮、磷、钾和微量元素等养 分外,还有大量有机质,因此,粪便还田可提高土 壤有机质含量,改善土壤物理化学性质,有助于作 物产量的提高.东北有机肥农田施用试验表明,当 有机肥的有机质含量 >

70.0%(烘干基),施用量 在6000 ±1

500 kg/hm2 以上时,连续施用

3 年,黑土地 土壤有机质含量能够增加 0.9―1.8 g/kg,0―35 cm 黑土 地表层土壤腐殖化物质增加 36.0% 以上[7] .用畜禽粪便 部分替代化学氮肥施用后,能将我国三大主粮作物的 平均产量提高 6.8%,将作物的氮素吸收量提高 6.5%, 氮肥利用率提高 10.4%.与此同时,还可以将 NH3 挥 发损失量降低 23%,氮淋溶损失量降低 25.8%,氮径 流损失量降低 26.7%[8] . 粪肥不同于化肥,畜禽粪便养分含量低、体积大 (表2)[9] ,再加上厌氧发酵设施、管网设施、沼液 (尿液)贮存池、粪便堆放发酵场地、专用运粪车 辆、滴灌或喷灌设施、固体有机肥施用机械等农业设 施及设备匮乏且产业化水平低,导致贮存、运输和施 用不方便.另外,不管是规模化养殖场还是中小农 户,粪肥施用主要靠经验,有机肥和化肥的配比不合 理,施用时间和施用量不科学,再加上目前沼渣、沼 液等以表施为主,不仅造成作物减产,同时还会带来 氨气、臭气等环境污染,因此导致农民有机肥使用积 极性不高.研究表明,施用到农田中的畜禽粪污氮养 分有近 40% 因为施肥方式的不合理和设施设备的缺乏 而排放到水体和大气中[5] . 1.3 种养结合长效运行机制缺乏、粪肥农田利用竞 争力弱 种养结合涉及畜牧业、种植业、环境保护等不同 行业和部门.在国家有关部门和各地政府的积极推 表12016 年末我国农业经营户户数、耕地面积情况表 类别 全国 东部地区 中部地区 西部地区 东北部地区 农业经营户(万户)

20 743

6 479

6 427

6 647

1 190 耕地面积(万公顷)

13 492.1

2 583.3

3 071.5

5 043.5

2 793.8 农户平均耕地面积(亩/户) 9.8 6.0 7.2 11.4 35.2 50亩及以上规模农业经营户(万户)

398 119

86 110

83 表2不同动物

1 吨粪污养分含量和对应的化肥数量 类别 折纯N(kg) 折纯P(kg) (NH4)2SO4(kg) Ca(H2PO4)2(kg) 猪粪污 3.52 0.51 8.4 1.9 奶牛粪污 2.42 0.39 5.8 1.5 肉牛粪污 2.64 0.33 6.3 1.2 蛋鸡粪污 7.80 1.93 18.6 7.3 肉鸡粪污 7.92 2.02 18.9 7.6 院刊

183 动和支持下,种养结合废弃物利用取得了显著成效.

2018 年1月,农业部发布了《畜禽粪污土地承载力测 算技术指南》,为各地优化调整畜牧业产业布局,促 进农牧结合提供了方法标准,为畜禽粪污还田面积配 套需求提供了依据[9] .但目前我国种养循环效益链条 不完整,长效运营机制缺乏,产品成本高、商品化水 平低、农民参与积极性低等问题依旧突出,粪肥还田 最后一公里 途径不畅.主要存在

4 个方面问题. (1)有机肥市场竞争力远远低于化肥.粪肥和 有机肥肥效长、见效慢、有异味、养分含量不稳定, 与化肥肥效高且运输、储存、使用方便等特点形成对 比;

加之有机肥施用成本高,若按照大田作物亩均化 肥施用量

100 kg 测算,施用化肥总成本为

250 元,而 施用固体有机肥总成本为

500 多元. (2)专业化第三方服务机构能力明显不足.社会 化服务组织数量少、规模小、服务能力弱.这些都导 致了畜禽粪污还田利用在市场、管理、技术和社会方 面无法得到有力的支持和推进. (3)部分粪肥可能还含有重金属和抗生素.贾武 霞等[10] 对我国部分城市畜禽粪便中重金属分析表明, 猪粪中铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)和砷(As)的 平均含量分别为 506.

3、2088.

8、0.8 和9.1 mg/kg;

鸡粪 中Cu、Zn、Cd 和As 的平均含量分别是 61.

7、429.

7、 0.5 和11.3 mg/kg,部分受检畜禽粪污重金属超过国家 《农用污泥中污染物控制标准》要求. (4)我国对于畜禽养殖业发展还没有提出以种养 结合养分平衡管理为基础的准入制度,更缺乏适合不 同区域、不同作物的种养结合操作指南.有的地方要 求粪便肥水经过处理后达到灌溉水标准再用于农田, 不仅增加成本还失去肥水价值.有的地方将环保与畜 牧业发展对立起来,简单粗暴地拆迁关闭,有机肥 施用不足、化肥过量施用,造成部分地区土壤退化严 重、耕地质量整体水平偏低.而目前我国耕地土壤有 机质含量不........