畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用與現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖模式

吳 信，萬 丹，印遇龍

（中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所/中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室/畜禽養(yǎng)殖污染控制與資源化技術國家工程實驗室/湖南省畜禽健康養(yǎng)殖工程技術研究中心/農(nóng)業(yè)部中南動物營養(yǎng)與飼料科學觀測實驗站，長沙410125）

0 引言

養(yǎng)殖業(yè)不僅為人類提供豐富的食物來源，還可提供有機肥原料，改善土壤生態(tài)環(huán)境，促進種植業(yè)增產(chǎn)增收，因此是一個與人類食物鏈和生態(tài)環(huán)境關系十分密切的產(chǎn)業(yè)，是一個既能影響土壤生態(tài)，又能影響種植業(yè)和人類食品安全的“承上啟下”的產(chǎn)業(yè)。在特定的區(qū)域合理適度的養(yǎng)殖，有利于保持生態(tài)平衡，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 中國養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展歷程

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，祈盼“五谷豐登”“六畜興旺”是中國古代勞動人民的一個美好愿望，這反映出“以種植業(yè)為主，家畜飼養(yǎng)業(yè)為輔”是中國古代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的主要特點之一。在現(xiàn)代社會，養(yǎng)殖行業(yè)與社會發(fā)展程度及居民消費水平密切相關，畜牧業(yè)在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中所占比重的大小，是衡量一個國家或地區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展程度的重要標志。養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展之路，即是新中國社會經(jīng)濟發(fā)展歷程的一個縮影。新中國成立前，畜禽養(yǎng)殖多以私養(yǎng)為主；新中國成立初期，養(yǎng)殖產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費量較小，1978年全國人均肉類占有量只有9 kg。改革開放前，國內(nèi)生產(chǎn)力水平較為低下，是緩解城鄉(xiāng)居民“吃肉難”問題的階段；進入21世紀以來隨著國家政策的強力推動，畜牧業(yè)進入向現(xiàn)代畜牧業(yè)快速轉(zhuǎn)型階段，現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)體系逐步建立，隨著社會的發(fā)展和人類生活水平的提高，畜牧業(yè)向規(guī)?；⒓s化方向快速發(fā)展。經(jīng)過30多年的快速發(fā)展，畜產(chǎn)品匱乏、供應限量的局面已得到根本轉(zhuǎn)變，中國肉類、禽蛋總產(chǎn)量躍居世界首位。

當前，國內(nèi)豬肉產(chǎn)量占肉類總產(chǎn)量的比重已達60%，約占全球豬肉總產(chǎn)量的50%。年人均豬肉消費約40 kg，是世界上最大的豬肉生產(chǎn)國和消費國[1]。《中國農(nóng)業(yè)展望報告(2015—2024)》預計未來10年中國豬肉產(chǎn)量占肉類產(chǎn)量比重將從2014年的66.4%降至2024年的64.9%，年出欄500頭以上規(guī)模養(yǎng)殖戶將成為生豬養(yǎng)殖的主導，到2024年其出欄比重將會達到60%以上[2]。這也是當前國內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的一個必經(jīng)之路，規(guī)?；B(yǎng)豬進程地擴大將使得豬肉的供應市場發(fā)生巨大變化，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)地調(diào)整也將使豬肉消費總量和人均占有量不斷增長。

2 當前養(yǎng)殖業(yè)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的現(xiàn)狀與問題

畜禽糞污含有作物生長需要的氮、磷、鉀等多種營養(yǎng)元素，可作為肥料。在國內(nèi)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，畜禽養(yǎng)殖提供的有機肥是主要的肥料來源，是幾千年來農(nóng)業(yè)的發(fā)展、土壤肥力的維持和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境安全的物質(zhì)保障。但是，現(xiàn)階段國內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)還存在加工比重小、技術落后、高耗低效等問題。同時，由于集約化、規(guī)?；B(yǎng)殖的發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖糞污產(chǎn)生量大、處理成本高、綜合利用率低，已成為農(nóng)村環(huán)境保護治理的緊迫任務。研究表明，2009年中國畜禽糞便產(chǎn)生總量約為22.57億t，估算到2020年全國畜禽糞便產(chǎn)生量約為30億t[3]。據(jù)測算，目前畜禽糞污綜合利用率不足50%，有關數(shù)據(jù)顯示，當前國內(nèi)畜禽養(yǎng)殖的COD和氨氮排放量分別占農(nóng)業(yè)源排放總量的96%和44%左右，可以說畜禽養(yǎng)殖糞污已成為農(nóng)業(yè)污染的主要來源[4]。規(guī)?；B(yǎng)殖畜禽的糞污廢棄物中多種抗生素和重金屬等有害物質(zhì)的超標殘留以及消納問題仍未得到有效解決，不利于其在農(nóng)業(yè)中的循環(huán)利用和資源化，對生態(tài)文明建設產(chǎn)生了嚴峻的挑戰(zhàn)[5]。

因此，現(xiàn)階段如何解決國內(nèi)畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中出現(xiàn)的新問題，發(fā)展畜禽廢棄物資源化循環(huán)利用的現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖模式是必然選擇。這已引起了黨中央、國務院的高度重視。黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央?yún)f(xié)調(diào)推進“五位一體”總體布局和“四個全面”戰(zhàn)略布局，深入貫徹落實創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的五大發(fā)展理念，把生態(tài)文明建設擺上更加重要的戰(zhàn)略位置。農(nóng)村是生態(tài)文明建設的主陣地，其中面源污染是其重點和難點，而畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染又是重中之重[6]。

3 建立畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化循環(huán)利用的現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖模式

在全面深入推進生態(tài)文明建設的新形勢下，農(nóng)村環(huán)境保護對傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)提出了更加嚴格的要求。國務院印發(fā)《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》，為“十三五”時期生態(tài)環(huán)境保護工作明確了“行動指南”，對畜禽養(yǎng)殖污染等具體問題做了相關部署[7]。2016年12月21日，習近平總書記在中央財經(jīng)領導小組第十四次會議上，專門對畜禽養(yǎng)殖污染做出了重要指示：“加快推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理和資源化利用，關系6億多農(nóng)村居民生產(chǎn)生活環(huán)境，關系農(nóng)村能源革命，關系不斷改善土壤地力、治理好農(nóng)業(yè)面源污染，是一件利國利民利長遠的大好事。”2017年6月27日，全國畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用會議在長沙召開，汪洋副總理出席會議并做了重要講話。習近平總書記在黨的十九大報告中明確指出，加強農(nóng)業(yè)面源污染防治，開展農(nóng)村人居環(huán)境整治行動；加強固體廢棄物和垃圾處置。

現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖的實質(zhì)就是要探索建立符合當前規(guī)?；B(yǎng)殖發(fā)展趨勢、生態(tài)文明理念和環(huán)境保護要求理念的養(yǎng)殖模式。因此，在推進農(nóng)村生態(tài)文明建設的新形勢下，在加快畜禽養(yǎng)殖業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和綠色發(fā)展中，發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖是其必然的選擇，這是確保國內(nèi)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。

首先在理念上，堅持發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)，促進種養(yǎng)結(jié)合。畜牧養(yǎng)殖業(yè)是一個承上啟下的產(chǎn)業(yè)，下接種植業(yè)，上承加工業(yè)，推進現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖就要遵循因地制宜、農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)平衡、生態(tài)循環(huán)的原則，以加快畜牧產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、推動養(yǎng)殖環(huán)境問題有效解決為目標，以發(fā)展畜牧循環(huán)經(jīng)濟為核心，充分利用農(nóng)業(yè)的可再生資源，形成一個資源循環(huán)鏈條，大膽探索和推進[8]。推進現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖就要堅持技術創(chuàng)新，通過畜牧業(yè)把整個大農(nóng)業(yè)有機循環(huán)起來，對農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟模式的探索發(fā)展具有重要意義。

其次在養(yǎng)殖過程中，從畜禽養(yǎng)殖源頭控制攝入品，一方面精準化營養(yǎng)降低排放，一方面從源頭降低有害物質(zhì)的攝入促進畜禽廢棄物資源化利用。筆者所在實驗室針對養(yǎng)豬業(yè)中亟待解決的飼料資源浪費和環(huán)境污染問題，圍繞豬氮磷營養(yǎng)代謝與調(diào)控規(guī)律，以研究資源節(jié)約與安全型畜禽飼料為切入點，通過新研究方法的建立，對飼料氮（氨基酸）磷和礦物元素代謝規(guī)律進行研究，并開發(fā)具有抗生素功能的飼料添加劑，從而建立資源節(jié)約與安全型畜禽飼料養(yǎng)殖新體系，旨在從根本上解決畜禽養(yǎng)殖資源浪費和對環(huán)境所造成的污染問題[9]；在使用抗生素類藥物和金屬元素方面，據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)每年有近20萬t的金屬元素用于飼料添加劑，作為飼料添加劑的抗生素高達10萬t左右，每年由此輸入土壤中抗生素的數(shù)量甚至不亞于農(nóng)藥，通過土壤肥料進入食物鏈，有些獸藥隨糞便排放后的代謝產(chǎn)物具有更高毒性[10-11]。動物性食品中抗生素殘留嚴重危害人體健康。由于抗生素和金屬超標等因素，本可以充分利用的畜禽糞肥不能有效利用。因此，在滿足生豬養(yǎng)殖營養(yǎng)需要量的情況下，在研究飼用抗生素替代、微量元素吸收與分布規(guī)律基礎上，合理降低飼料中抗生素的應用和金屬元素含量，開展養(yǎng)殖業(yè)低排放日糧配制，促進節(jié)“源”減排是一項具有重大生態(tài)和社會效益的工程，從源頭降低廢棄物中有害物質(zhì)的含量。

在政策方面，科學布局和合理規(guī)劃養(yǎng)殖業(yè)。要進一步強化養(yǎng)殖業(yè)“發(fā)展綠色化、養(yǎng)殖生態(tài)化、廢物資源化”循環(huán)農(nóng)業(yè)的理念，在管理和技術創(chuàng)新上，根據(jù)區(qū)域環(huán)境容量和承載力，系統(tǒng)優(yōu)化主產(chǎn)區(qū)布局。例如，可以根據(jù)不同區(qū)域的特定作物對養(yǎng)分需求的特點，從源頭調(diào)整畜禽攝入品營養(yǎng)的輸入進而調(diào)控糞肥養(yǎng)分，通過創(chuàng)制新型特定的有機肥，實現(xiàn)畜禽糞肥類有機肥在作物的高效安全利用[8]。要引導畜禽標準化規(guī)模養(yǎng)殖，以現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖促進轉(zhuǎn)型增效；要加大生態(tài)養(yǎng)殖技術創(chuàng)新能力建設，深入開展廢棄物綜合利用科技攻關，重視生態(tài)養(yǎng)殖試點示范，積極探索符合生態(tài)文明建設要求的現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖模式、技術保障和管理措施，有效及時地解決畜牧業(yè)發(fā)展過程中的突出環(huán)境問題。

在以上的布局和規(guī)劃基礎上，在種植業(yè)中科學管理和引導合理利用有機肥。國外十分重視有機肥的使用，歐洲許多國家也都通過有關政策和法規(guī)等來規(guī)范有機肥的生產(chǎn)、使用和管理。例如，荷蘭和比利時政府規(guī)定，養(yǎng)殖場的場主必須對其農(nóng)場產(chǎn)生的過程糞便進行納稅，并對減少污染的鼓勵措施立法；丹麥規(guī)定至少有40%～50%的畜禽糞便被重新利用；法國規(guī)定必須對污水和糞便進行處理后播撒到農(nóng)田中；英國參與歐盟制定或自身制定了嚴格的法律法規(guī)控制肥料對環(huán)境的污染。日本從20世紀70年代開始制定了《肥力促進法》，提出農(nóng)業(yè)必須“依靠施用有機肥料培肥地力，在培養(yǎng)地力的基礎上合理培肥化肥”，世界上很多國家特別是發(fā)達國家都有有機肥資源管理政策。中國國務院先后頒布的《土壤污染防治行動計劃》等文件中，明確要求要深入推進農(nóng)村環(huán)境保護、強化畜禽養(yǎng)殖污染防治，到2020年，規(guī)?；B(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)配套建設廢棄物處理設施比例應達到75%以上[12]。農(nóng)業(yè)部相關文件中指出，畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染治理問題，始終是畜牧業(yè)持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展面臨的首要問題；推動畜牧業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，促進畜牧業(yè)綠色發(fā)展，首先就是要解決好畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用問題[13]。生態(tài)養(yǎng)殖和種養(yǎng)結(jié)合生產(chǎn)模式，有利于保持生態(tài)平衡，提供有機肥料，緩解集約化、規(guī)?；B(yǎng)殖帶來的環(huán)境問題，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[14]。楊衛(wèi)景等[15]建立了南湖區(qū)“豬-沼-草”生態(tài)養(yǎng)殖模式，從源頭上防止和減少畜禽養(yǎng)殖污染，走種養(yǎng)結(jié)合、生態(tài)養(yǎng)豬、循環(huán)經(jīng)濟的模式，以期提高南湖區(qū)生豬養(yǎng)殖污染治理和畜禽廢棄物資源化利用水平。制定具體的決策支持系統(tǒng)和參與性研究、可能的途徑和對綜合作物畜牧系統(tǒng)的政策鼓勵措施，以期構(gòu)思出適合當?shù)氐淖魑?養(yǎng)殖一體化方案[16-17]。

4 展望

目前，中國畜牧業(yè)正處在轉(zhuǎn)型升級的關鍵時期，在探索建立現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖模式的進程中，由于技術創(chuàng)新能力不足、科研與成果推廣脫節(jié)等原因，國內(nèi)畜牧業(yè)科技進步貢獻率僅為55%左右，比發(fā)達國家低了約20個百分點。因此，需要進一步加快技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新，推進畜牧生態(tài)養(yǎng)殖水平，建立現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖模式、促進畜禽廢棄物資源化利用，這關系到廣大人民群眾切身利益和社會主義新農(nóng)村建設工作大局。從養(yǎng)殖廢棄物的源頭減控提質(zhì)、養(yǎng)殖過程綜合控制、養(yǎng)殖終端生態(tài)增效利用與環(huán)境控制等環(huán)節(jié)全鏈條設計、一體化實施，開展原創(chuàng)性基礎研究、核心關鍵技術和系列配套新產(chǎn)品研發(fā)、集成與區(qū)域差異性示范，解決規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖過程中“廢棄物排量大、污染負荷高、達標水平低”以及養(yǎng)殖廢棄物“處理質(zhì)量、處理效率和運營成本”相互制約等現(xiàn)實瓶頸問題，推動生態(tài)養(yǎng)殖與種養(yǎng)結(jié)合，有效緩解養(yǎng)殖廢棄物對生態(tài)環(huán)境的污染，實現(xiàn)科技創(chuàng)新驅(qū)動養(yǎng)殖業(yè)及關聯(lián)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，這符合國家農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和生態(tài)文明建設中長期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，也將為國內(nèi)畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)畜牧業(yè)的現(xiàn)代化為中國的生態(tài)文明建設做出新的、更大的貢獻。

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