德國畜禽糞污資源化利用政策與技術裝備研究

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定總站，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械化技術開發(fā)推廣總站，北京 100122）

近年來，我國畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；潭群托笄莓a(chǎn)品不斷增加，截至2018年，全國畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；室堰_60.5%，其中肉雞、蛋雞、奶牛規(guī)模養(yǎng)殖比重位列前三，見表1。全國肉類、禽蛋和奶類產(chǎn)量已分別達到8 516.5萬t、3 128.3萬t和3 186.4萬t，肉類和禽蛋產(chǎn)量連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一，奶類產(chǎn)量居世界第六位。但與此同時，畜禽糞便、養(yǎng)殖廢水等畜禽糞污排放量也不斷攀升，加之養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的不斷分離，畜禽糞污的消納能力遠低于其產(chǎn)生量，導致畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)已成為當前農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源。

表1 畜禽規(guī)模養(yǎng)殖比重分布

據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，每年我國畜禽糞污產(chǎn)生量達38億t，呈逐年遞增趨勢。關于如何將畜禽糞便作為一種污染物進行防治和處理，一種觀點認為糞污還田必須達到農(nóng)田灌溉水標準，另一種觀點認為畜禽糞污還田是污染排放過程。近些年來，對畜禽糞污的認識逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變，認識到畜禽糞污是一種放錯地方的資源，但如何利用成為當下急需解決的問題。習近平總書記在2016年12月21日中央財經(jīng)領導小組第十四次會議上指出，“加快推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理和資源化，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，關系能不能不斷改善土壤地力，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”，提出力爭在“十三五”時期，基本解決大規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場糞污處理和資源化問題。2018年，國務院發(fā)布《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)范（2018-2022年）》，提出要合理布局規(guī)?；B(yǎng)殖場，大力發(fā)展種養(yǎng)結合循環(huán)農(nóng)業(yè)，促進養(yǎng)殖廢棄物就近資源化利用。

1 相關定義

畜禽糞污資源化處理是通過將畜禽糞污“減量化、無害化、資源化”轉(zhuǎn)化為肥料、飼料、基質(zhì)或能源的過程，按處理結果可將畜禽糞污資源化處理技術分為肥料化技術、飼料化技術、基質(zhì)化技術和能源化技術等[1]。肥料化是主要技術途徑。由于氣候、濕度、地理等因素，畜禽糞污能源化、基質(zhì)化和飼料化在我國應用推廣存在難度。肥料化技術是將畜禽糞污在微生物的作用下進行好氧發(fā)酵，利用發(fā)酵反應產(chǎn)生的高溫殺滅原料中的病蟲卵，同時使纖維素、蛋白質(zhì)等有機物礦質(zhì)化、腐殖化，從而制造出腐熟有機肥。畜禽糞污肥料化之后，可用施用設備還田[2]。

2 德國相關政策

雖然畜禽糞污肥料化國內(nèi)早已開展，但管理方式仍較為粗放。國外經(jīng)驗對我國畜禽糞污資源化利用工作具有借鑒意義，其中畜禽糞污肥料化實踐效果比較好的是德國，德國專門制定了《肥料條例》對糞肥如何施用進行管理，主要包含肥料需求量評估、施肥細則、存儲能力等方面。

2.1 肥料需求量評估

在對耕地和草原進行第一次施肥之前，必須評估該區(qū)域內(nèi)植物的氮肥或磷肥需求。對于每種作物，每個田地或每個管理單位，必須以書面形式進行肥料需求量的確定。肥料需求量的評估需要按照規(guī)定模式以書面形式進行。氮肥或磷肥需求量是在減去其他可用營養(yǎng)物質(zhì)并考慮到土壤的養(yǎng)料供給后，覆蓋種植物需求的養(yǎng)料數(shù)量。計算得出的適用于作物整個生長期的氮或磷肥需求量，是種植地點施用肥料的上限。這些需求量可以被分次分批施用。書面肥料需求量評估書必須保存并且在相關部門檢查時出示。施肥時，正常情況下不得超過評估的肥料需求總量（分批分次的總和）。免于肥料評估的農(nóng)場：耕種面積少于15hm2的；種植少于2hm2特殊作物（蔬菜、啤酒花、葡萄酒、草莓）的；排泄物含氮量少于750kg的及不使用糞便或沼渣的農(nóng)場；不施用大量氮養(yǎng)分的農(nóng)場（每年每公頃不超過50kg氮肥或30kg磷肥）。施用氮肥或磷肥限值通過在線程序進行評估。需要注意的是，與氮肥相反，不是每種作物都需要從肥料中迅速補充其生長消耗的磷，可通過輪作來解決補充磷肥的問題。因此，對磷肥的需求確定可以在最多三年的輪作中進行。

2.2 施肥細則

施肥時應注意遵守由于土壤條件而禁止施肥的條例和與水源距離的規(guī)定。此外，只有使用經(jīng)過許可的設備技術并且嚴格遵守翻蓋期限，才可以使用有機肥料。相關規(guī)定如下：

2.2.1 施肥土壤條件

在水浸、水分飽和、冰凍或積雪的土壤上，禁止使用含氮的肥料、土壤添加劑、生長介質(zhì)和植物添加劑。但是在以下前提條件下，允許春季在凍結的土壤上施用含氮量不超過60kg/hm2的肥料：土壤在白天有吸收能力，沒有沖刷到地上水域或附近地區(qū)的危險；播種冬季作物或秋季有植被覆蓋的土壤，或者是草地、永久性牧場。但對于積雪覆蓋的土壤，無論積雪深度如何，正常情況下都禁止施肥。

2.2.2 距水源的距離

施肥時應避免養(yǎng)分直接進入和沖入水中。因此，《肥料條例》規(guī)定了到水源的最小距離。最小距離適用于含氮或磷化肥和有機肥料的施用。地表水道的邊緣與施肥區(qū)域之間的無肥料帶寬度取決于地形坡度和施肥技術。對于坡度小于10%的區(qū)域，在施肥過程中必須保持距水源邊緣4m的距離。當使用的設備工作幅寬等于施用幅寬時，此距離可以減小到1m。不能在水源邊緣1m內(nèi)施用肥料。對于距水源邊緣20m處平均坡度為10%或更高的耕地和草地地區(qū)，距水源邊緣的5m內(nèi)不得施用肥料。在距水源邊緣5～20m范圍內(nèi)，僅在以下情況下才允許在農(nóng)田上施肥：在沒有耕種的耕地上，施過后立即翻蓋的；在行距45cm及以上的作物的農(nóng)田上，存在間作作物或者過后立即翻蓋的，在密植作物的耕地上有足夠的作物發(fā)展空間；在耕種的農(nóng)田上已經(jīng)使用過覆蓋或直播法的。

2.2.3 翻蓋期

含固率超過2%和有效氮含量較高的有機肥料在施用后必須立即進行翻蓋，這一要求適用于液態(tài)肥和沼渣沼液。翻蓋不得晚于施肥后4h。下列肥料可以不翻蓋：蹄類動物或偶蹄類動物的固態(tài)糞便、堆肥，含固率小于2%的有機肥料。

2.2.4 設備要求

從2020年開始，氮含量較高的液態(tài)有機肥料必須以條狀施用或直接施入土壤里。不需使用條狀施用的地區(qū)：面積小于15hm2的農(nóng)場；只種植觀賞植物或圣誕樹的地區(qū)；苗圃、葡萄樹園、灌木漿果園和果園；不以營利為目的的觀賞性經(jīng)濟作物（如葡萄或水果）；用于能源利用的林木快速生長區(qū)；30%以上面積的坡度大于20%的草地區(qū)域。高壓側(cè)分配器滿足以下條件才能使用：每年最多施用兩次，最大含固率不超過5%，距水源邊緣距離大于10m，坡度大于35%的草地。

2.2.5 施用上限

有機肥料施用標準是每年每公頃氮施用量平均不超過170kg。在計算170kg限值時，必須涉及所有有機肥料（包括沼渣沼液、堆肥、污水污泥等），混合在有機肥料中的礦物肥料也必須考慮在內(nèi)。對于堆肥，施用量可以分成三年計算。從2018年開始，豬場中豬圈豬糞儲存損失的計算有所改變，以前允許減除30%的豬糞儲存損失，現(xiàn)在只允許有20%。這樣每公頃土地允許的豬存欄量就要減少。如果農(nóng)場已經(jīng)接近170kg的限制，則應盡快根據(jù)新的施肥條例進行計算。

2.2.6 封鎖期（在此期間禁止施肥）

用于耕地和草地的肥料只能在特定時期和針對某些特定作物施用。在所謂的封鎖期禁止施肥。封鎖期適用于所有含有大量氮（氮含量＞1.5%）的肥料。這不僅指有機肥料，比如糞水和糞便或污水污泥，也包含礦物肥料。蔬菜：大田蔬菜的封鎖期為12月1日～1月31日。固態(tài)糞便和堆肥：帶蹄或偶蹄類動物的固態(tài)糞便和堆肥在所有區(qū)域12月15日～1月15日禁止施用。對于所有其他肥料，例如禽類糞便，此規(guī)則不適用。耕地的封鎖期通常從最后一種主要農(nóng)作物收獲后開始，一直持續(xù)到1月31日。主要農(nóng)作物基本上是多次登記過的農(nóng)作物。草原和多年生田間牧草的封閉期始于11月1日，一直持續(xù)到1月31日。草原和多年生田間牧草的封閉期延期規(guī)定：草原和多年生牧草的封鎖期可以推遲2～4周。申請延期需向主管部門進行申請。主管部門根據(jù)地區(qū)情況決定延期和延期的時間，特別要考慮到天氣改變或植物生長的開始和結束以及水土保持目標等因素。

2.3 存儲能力

糞便和沼渣沼液必須在一段固定的時間內(nèi)能夠被存儲。農(nóng)場需要證明其有相應容積和符合規(guī)定要求的存儲能力。如果自己沒有足夠的存儲能力，則可以提供書面租賃證明。

2.3.1 液態(tài)肥料及沼渣沼液

液態(tài)肥料及沼渣沼液需要6個月的存儲容量。儲藏容器的容量通過液態(tài)肥料或沼渣沼液的累積量加以計算。如果青貯滲濾汁液和雨水排放到儲藏容器，也要同時考慮它們的累積量。對于10月1日～次年4月1日不在圈廄中的動物，暫時認為沒有液態(tài)肥料產(chǎn)生。如果通過租賃的方式來證明存儲能力，則應提供有效的租賃合同。承租人必須有能夠全年使用的儲藏空間，并且租用的儲藏地點與糞便收集處之間的距離必須是經(jīng)濟的。糞便處理企業(yè)簽訂液態(tài)糞便、糞水或固態(tài)糞便的購買合同前，要確保能將自己的和收取的糞便存儲6個月。

2.3.2 固態(tài)糞肥

有固態(tài)糞便的農(nóng)場必須能夠證明至少有1個月的固態(tài)糞便存儲能力。在地頭存儲固態(tài)糞便仍然可以，但不能作為存儲能力得到認可。如果滿足安全存儲要求，則空料倉和固態(tài)糞便圈廄可用于固態(tài)糞便、沼渣和堆肥存儲。從2020年春季起的存儲容量規(guī)定：單位面積畜禽重量大于500kg/hm2或沒有自己施肥區(qū)域（自己的區(qū)域+租賃區(qū)域+其他農(nóng)場的通過購買合同為這些農(nóng)場施肥的區(qū)域）的農(nóng)場，必須證明自己有9個月的液態(tài)糞便和沼渣沼液的儲存能力。如果可以在自己的土地上施用50%的沼渣沼液，僅需要6個月的存儲能力。對于固態(tài)糞便和堆肥，必要的存儲能力至少為2個月。

3 德國相關技術裝備

德國糞肥施用技術裝備（圖1）相對成熟，已向大型化、智能化發(fā)展。主要品牌有福林格（Fliegl）、Samson Agro、Joskin等。主要分液態(tài)和固態(tài)兩種。其結構主要由肥料箱（罐）、輸肥裝置、動力傳遞裝置（固態(tài)）、拋撒或施用裝置、真空系統(tǒng)（液態(tài)）等組成。例如：福林格VFW1600型罐式液態(tài)施肥車（配有圓盤耙），將土地耕作與液態(tài)肥料施用一步完成，工作幅寬3～8m，適用于前茬作物尚未處理的地塊以及使用綠肥的地塊。福林格ASW271多功能固態(tài)推送式拖車（配有撒播器），載重容量9～14m3，最大拋撒寬度12m。目前德國糞肥施用裝備普遍配置土壤肥料元素動態(tài)測試技術，即糞肥施用前，準確快速掌握所要施用土壤肥料元素分布，并根據(jù)測試結果進行變量施肥。其中Samson Agro通過使用核磁共振等傳感器確定土壤中的氮、磷和鉀鹽含量及分布情況。農(nóng)民就可以在不依靠實驗室分析的情況下，有針對性地進行施肥，從而提高施肥效率，達到農(nóng)作物的肥料供給平衡，減少過度施肥和肥力不足的問題，以幫助農(nóng)戶達到低投入、高產(chǎn)出的目的。

圖1 德國糞肥施用裝備

4 政策建議

通過以上介紹可以得出結論，畜禽糞污資源化利用不是簡單施用到地里就可以了，也不是光推廣機具就能完成，必須基于詳細科學的評估，綜合考慮當?shù)赝寥馈⑺淳嚯x、作業(yè)時間等條件，通過適用的畜禽糞污施用裝備在施用限值以下進行變量施肥。下一步，我國可參考德國模式，從以下幾個方面著手做好畜禽糞污資源化利用工作：

（1）建立以畜禽糞污養(yǎng)分管理為基礎的準入制度，以大型規(guī)模養(yǎng)殖場為重點，逐步引導覆蓋全部養(yǎng)殖場。在種養(yǎng)結合條件好的地區(qū)以及養(yǎng)殖密集區(qū)域，鼓勵引導成立糞肥施用第三方服務組織，解決種植與養(yǎng)殖之間的脫節(jié)問題。

（2）政府可實施糞肥施用作業(yè)補貼政策，鼓勵種植戶使用糞肥，降低種植戶肥料成本，解決種植戶“用糞難、用糞貴”的問題。

（3）加大對相關法規(guī)和標準的宣傳力度，讓“肥水也是肥，不是廢水”“肥水還田不是廢水灌溉、不是污水直排農(nóng)田”的理念深入人心，破解對法規(guī)標準誤解導致的污資源化障礙[3]。加快標準制修訂的速度，加強政府部門宏觀引導，鼓勵科研院所、行業(yè)協(xié)會與企業(yè)參與標準的制修訂[4]。

（4）研制推廣適合我國不同區(qū)域、不同田塊類型的糞肥還田利用輸送和糞肥施用設備。開展糞肥施用網(wǎng)絡化管理，實現(xiàn)糞肥從養(yǎng)殖場到田塊的全過程信息記錄，確保還田利用量的科學準確。