當代畜牧業資源的循環利用論文

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隨著我國畜牧業的快速發展，畜禽養殖場產生大量惡臭氣體，其中含有大量的氨、硫化物、甲烷等有毒有害氣體，已嚴重影響了研究地域的空氣質量，危害飼養人員及周圍居民的身體健康。畜禽糞便既是寶貴的資源，又是一個嚴重的污染源，若不經妥善處理就排入環境，將會對地表水、地下水、土壤和空氣造成嚴重污染，大量糞便堆積，會成為蚊蠅孳生、繁殖和傳播病菌的嚴重污染源，不僅會給育種中心的衛生防疫帶來嚴重影響，還將危及畜禽本身及人體健康;同樣，污水若處理不當，直接排入河道或滲入地下，會污染地表和地下水體，威脅到城鄉人民的飲水安全［1］。基本內涵。國內對循環經濟實質的認識還存在著相當大的差異，生態經濟學界、環境經濟學界和經濟學界對循環經濟的認識還有較大偏差，但是主要從人類與自然關系、生產技術和經濟社會發展等角度加以定義。這些概念的共同特點是注重生產和消費過程中物質輸入－輸出之間的閉合關系，進而與廢棄物利用聯系起來，循環經濟定義為物質閉環流動型經濟，是一種以循環為技術基礎的經濟活動，其根本目標是要求在經濟流程中系統地避免和減少廢物。對待廢物問題的優先順序為:避免產生－循環利用－最終處置［5］。循環經濟主要有3個重要特點:①循環經濟可提高能源和資源利用效率，保護生態環境，充分節能減排;②循環經濟將生產和消費融入到可持續發展的框架中;③循環經濟能實現社會、經濟和環境的“共贏”發展。畜牧業資源循環利用按照生態系統內部物種共生、能量多層次利用、物質循環的生物鏈理論，調整和優化畜牧業生態系統內部結構及產業布局，提高生物能源和有機廢棄物循環利用，從而達到生態與經濟的協調發展。同時，畜牧業資源循環利用以畜牧業資源的最低消耗、畜牧業污染的最小排放以及畜禽廢棄物的最大利用為目標，涉及畜牧業清潔生產、產業之間資源循環利用、產業內部物能互換等領域［5］。基本原則。畜牧業資源循環利用必須堅持“因地制宜”、“整體性協調”、“生物共存互利”、“生態產業鏈接”、“社會經濟效益與生態環境效益雙贏”等原則。畜牧業資源循環利用能從根本上解決畜牧業經濟快速發展與畜牧業生態環境有效保護之間的社會矛盾。通過產業內部物質能量互換，力爭廢棄物零排放，在一定空間里將畜禽按照一定方式配置生產結構，使之相互間存在互惠互利關系，達到共同增產，改善生態環境，實現良性循環的目的。例如，種養結合的稻田養魚(蝦、蟹)模式，稻田為魚(蝦、蟹)提供了較好的生長環境，魚(蝦、蟹)吃雜草、害蟲，魚糞肥田，減少了化肥和農藥的使用量，既保護了生態環境，又增加了社會經濟效益［6］。江蘇現代畜牧科技園根據自身實際情況，結合上述模式及特點，總結出一套行之有效的資源循環利用模式，采用“中心畜牧場+畜禽糞尿生態處理系統+廢水凈化生態處理系統”的模式來構建畜牧業資源的綜合循環利用。

江蘇現代畜牧科技園畜牧業資源的循環利用

江蘇現代畜牧科技園以畜牧業為依托的資源循環利用，將養殖業、種植業、沼氣等有機地組合在一起，通過各環節之間的合理布置和匹配，使得物質和能量實現梯級利用，從而使畜牧業生產達到高產、高效、優質、低耗的目的，實現了畜牧業的循環發展。根據江蘇現代畜牧科技園資源循環利用模式的實踐，取得了顯著的經濟、能源和生態效益［1］。在項目運行過程中，對環境產生影響的污染物主要是畜禽糞便、病原微生物和污水。據測算，1個8m3的沼氣池可處理4口之家、3～6頭生豬的人畜糞便和部分生活垃圾，全年可生產沼氣385m3、沼肥30m3，替代薪材相當于0.23hm2左右經濟林地的蓄積量。因此，應積極增加農村沼氣建設方面的投資，穩步擴大農村戶用沼氣池的建設規模，通過建設沼氣池，引導農民改水、改廚、改廁、改圈，全面改善農村的生產生活條件。同時，應加大規模化畜禽養殖場沼氣工程示范建設力度，以便生產出更多的沼氣給農民群眾使用，又使畜禽糞便污染得到有效控制，促進養殖業可持續發展。生態系統布局如圖2所示。江蘇現代畜牧科技園通過利用糞尿沼氣發酵、堆肥發酵、沼液還田等模式相結合來解決養殖與排污、生產與環保、生產與能源的矛盾，使整個園區成為一個開放型的生態系統，真正將園區建成高產、優質、高效的生態畜牧科技示范園。按照“養殖集中化、糞便資源化、污染減量化、治理生態化”的思路，排出的糞便污水進入沼氣池，經厭氧發酵產生沼氣，沼氣可供豬舍采暖和發電。沼液可通過灌溉系統來澆灌園區內苗木、蔬菜和果園，作為肥料使用;沼氣渣可用于養殖蚯蚓，蚯蚓可作為動物蛋白質飼料的來源，剩余的廢渣還可作為肥料來使用，可以起到改良土壤與防止土地板結的作用，同時采用沼肥施果樹可以提高水果品質，增加產量，提高果樹的防凍能力和抗病蟲害能力，既防治了畜禽養殖污染與改善了園區生態環境，又促進了畜牧業的健康發展［3］。該系統實際上是一個以畜禽養殖為中心，以沼氣工程為40卷36期朱國奉等江蘇現代畜牧科技園畜牧業資源的循環利用研究17635紐帶，集種、養、魚、副、加工業為一體的生態系統，在這個系統中生豬得到了科學飼養，物質和能量獲得了充分利用，環境得到了良好地保護，因此生產成本低，產品質量優，資源利用率高，達到了經濟效益與生態效益雙贏的效果［1］。圖2生態系統布局圖3水禽繁育推廣中心的生態系統布局江蘇現代畜牧科技園下屬實體單位“國家級姜曲海豬保種場”(農業部授牌，工商注冊名為“江蘇姜曲海種豬場”)通過采用人工清掃措施將干濕分開，污水進入USR厭氧塔進行發酵，產生的沼氣用于生產、生活和發電，干糞及沼渣生產有機肥料。產生的沼液通過20hm2苗木林和46.67hm2種植基地消化，可達到能源—生態型處理要求。通過推廣養殖技術、沼氣使用技術、沼渣、沼液使用技術等，特地組織了農民培訓學校，現場教授，在群眾中大力宣傳宅院潔凈、路道潔凈、養殖潔凈，生產生活中的垃圾能進入沼氣的全部進入沼氣池，如糞水、廢水、蔬菜下角料等過去進露天糞池改為進沼氣池［1］。種豬場通過對豬糞、尿、污水的無害化處理，其產生的沼渣、沼液可用于各種農作物以及果樹、苗木、花卉等特種經濟作物的基肥和追肥。江蘇姜曲海種豬場周邊有大約66.67hm2的苗木林，特別是豬場位于我國農業開發區內，有農田2000多hm2，還有多家花卉生產基地，有機肥需求量較大，可以無害化處理所產生的污染物。產生的沼氣經發電，可滿足整個園區及周邊居民的用電需求［1］。具體的污水處理工藝方案如圖4所示。在江蘇現代畜牧科技園實施畜牧業資源循環利用的過程中，主要通過記錄畜禽糞便排放量及產生的沼氣壓力等，并結合園區的教職員工的反應來體現此次實踐的初步成效。在不同供料模式情況下，各體重階段豬的糞尿平均排出量見表1。沼氣壓力表上顯示的壓力均為3500～5500Pa［5］。要實現我國畜牧業可持續發展及區域生態環境的逐步改善，就必須加快循環經濟型畜牧業建設。該研究利用循環經濟的評價指標來衡量我國當前畜牧業資源循環利用模式，對其進行定量評價和障礙度分析，找出主要障礙因素，并采取切實有效措施，促進我國畜牧業快速、健康、可持續發展。多業有機組合，集約生產經營。發展畜牧業資源循環利用既涉及到養殖業、種植業的產業結構內部調整優化，又涉及到與發展資源循環利用相配套的產業間內部結構調整。只有產業內部和彼此之間的結構得到優化，建立與發展畜牧業資源循環利用模式相適應的產業支撐平臺，才能保證畜牧業資源循環利用的持續健康發展，實現經濟效益和生態效益的和諧發展。江蘇現代畜牧科技園將“畜禽廢棄物－沼氣－果樹”串聯起來，加強了物質循環的多次使用，通過養殖業與種植業密切聯系，構建了一個完整的經濟循環體系，形成了一個巨大的經濟產業鏈，取得了良好的經濟效益、社會效益和生態效益。因此，要圍繞既符合生態循環的自然規律又符合社會經濟再生產客觀規律的要求，調整優化養殖業和種植業的結構，形成資源投入減量化、廢棄物利用資源化、污染排放量最小化的產業支撐體系［6］。資源利用合理，增值效果明顯。通過2種簡易模式的綜合運用，實現了對各種資源有效整合，從而使土地、空間、能源、畜禽糞便等資源得到最大化利用，在一定程度上實現了變廢為寶，化害為利。物質相互循環轉化，多級綜合利用。一方面，通過沼氣發酵，將畜禽糞便分解轉化為熱能，達到合理利用，無污染的肥料施于果樹，增加了土地有機質，實現了秸桿還田，并部分轉化為飼料，達到用能與節能并進。另一方面，通過提升畜牧業資源循環利用的科技水平和服務平臺、加速科技成果轉化、提高農民科技素質，同時增強產品的市場競爭力，統籌科技資源、整合科研力量、優化產業結構，轉變內部機制，搭建科技創新、技術推廣、農民培訓教育新平臺，全面提升、引進、創新和轉化效力，加快良種繁育、環保飼(肥)料開發、疫病防控、產品質量安全等關鍵性技術的組合配套，全面推進科技進步，用科技支撐畜牧業資源循環利用的持續穩步發展［7］。保護和改善自然環境與衛生條件。江蘇現代畜牧科技園通過將生物資產聯結起來，通過沼氣發酵消滅了病菌，使糞便排放達到了無害化效果，改變了糞便、垃圾等污染物任意堆放的不良狀況，有效保護和凈化了環境，減少了疾病傳播，顯著改善了園區衛生面貌。這種模式對當前社會主義新農村建設具有非常重要的意義。江蘇現代畜牧科技園實施畜牧業資源循環利用模式后空氣質量測定結果見表2［8］。資源循環利用是生態保護型經濟，針對園區畜牧業發展中存在的生態問題，江蘇現代畜牧科技園本著科學規劃的原則，認真貫徹落實科學發展觀，明確發展畜牧業資源循環利用的基本思路。用資源循環利用的理論來防治畜牧業點源和面源污染。如果在畜牧業生產過程中不合理使用農藥及化肥，而畜禽糞便不達標排放，農田廢棄物又隨便處置，將會造成畜牧業系統中水體—土壤—生物—大氣立體交叉污染，給人類生產生活帶來不可估量的危害［9］。用循環經濟理論引導傳統畜牧業向現代畜牧業發展。將資源循環利用理論引入畜牧業領域，組織引導并協調畜牧業生產，通過對資源的再使用和再循環利用來促使污染或廢棄物減量化，從而達到畜牧業生產和環境保護相容的理想狀態。(1)切實轉變畜牧業經濟發展理念，在畜牧業生產中注重社會效益、經濟效益和生態環境效益的和諧統一。現行的畜牧業發展模式對自然生態環境破壞較為嚴重，直接危及人類及動植物的生存空間，最終必然導致環境質量下降、經濟發展停滯。人類必須及時轉變經濟發展理念，促使畜牧業生產走“優質、高效、高產、和諧、可持續”的道路。畜牧業廢棄物的處理與資源化不僅關系到資源的再利用和環境安全，同時與畜牧業的可持續發展和社會主義新農村的建設緊密相關。畜牧業廢棄物資源化的“三環循環理論”［2］如圖5所示。該理論以資源循環利用為基礎，以人為本，由廢棄物的生態循環開始，逐級發展到循環畜牧業、循環社會的“三環”循環總體發展戰略思路;畜牧業廢棄物資源化“三環循環理論”中第1“環”是從畜牧業本身發展的層面，按照生態循環理論，以畜牧業廢棄物的循環利用為切入點連接種植業和養殖業，構建循環畜牧業的發展模式;第2“環”是依據資源循環利用理論，構建生產－生活－生態－生命一體化協調發展的“四生一體”農村發展模式;第3“環”為在上述2個循環的基礎上，形成具有循環社會特征的社會主義新農村［2］。①禽－糞－飼料循環能將畜禽糞便作為飼料原料和有機肥料。經膨化的畜禽糞便不僅無臭味，而且色澤淡黃，有炒香味，可替代30%的全價料飼喂畜禽，可降低成本20%以上。使用同樣方法制成有機肥后，可完全替代化肥，而成本僅為尿素價格的40%左右，此種肥料可向有機蔬菜基地專供，市場潛力巨大［10］。②畜禽－沼氣－菜循環系統在在江蘇現代畜牧科技園中的應用非常廣泛，據測算每頭標準畜可年產600多m3沼氣，產生的沼氣可以解決園區內動力用電、照明用電和生活用電需用。將富余沼氣通入大棚蔬菜中，用于冬天增溫和追施CO2，蔬菜使用的肥料為沼液、沼渣，所生產的蔬菜完全達到綠色環保的要求［11］。③草－畜－草循環系統是提高畜牧業經濟效益和產品質量的有效途徑。隨著高效畜牧業的快速發展，越來越多的群眾認識到其經濟效益，每公頃優質牧草地可產牧草7.5t以上。實踐證明，種草養畜所取得的資源循環利用效益是種糧食的2倍以上，具有雙重經濟效益，值得推廣［12］。(2)極力打造畜牧業資源循環利用的發展框架。打造畜牧業資源循環利用發展框架需做到以下方面:①以畜禽、水產生產加工企業為依托的畜禽、水產加工資源循環利用鏈條;②以糧食及其他農副產品龍頭加工企業為依托的加工企業資源循環利用鏈條［13］。(3)加快傳統畜牧業向現代畜牧業的發展步伐，培育畜牧業資源循環利用載體。加強循環型畜牧業園區建設，制訂園區發展規劃，以生產要素為紐帶，將具有上下游共生共存關系的農副產品加工企業集中在一個相對封閉的園區內部，實現有害污染物在園區內實施閉路循環消化吸收;做好農副產品出口加工基地建設，大力推進出口畜禽產品的清潔生產，使農副產品達到質量、環保等方面的多重標準，使我國的農副產品在國際競爭中立于不敗之地［14］。江蘇現代畜牧科技園及周邊鄉鎮畜牧業資源循環利用的理論探索與實踐還存在著一些新的情況。例如，有些農戶不想從事養殖業，很顯然沒有畜禽養殖就沒有沼氣所需的優質原料，沼氣的產量就會受到影響;農戶覺得資源循環利用費時費事，節約成本有限，而且在技術工藝上還存在不完善的地方等等，都制約了畜牧業的資源循環利用［15］。沼氣的沼液和沼渣的進一步循環利用。沼液、沼渣是經過厭氧發酵的產物，這2種物質如何再次進入畜牧業資源循環利用，值得進一步研究。據報道，對厭氧發酵液按濃度10%進行測定，發現其不僅含6．5%蛋白質，而且含有多種常量物質(維生素、微量元素和活力較強的纖維素酶等)，都是可溶性營養物質，易于消化吸收。這些物質可用于生豬育肥、提高飼料利用率、縮短飼養周期［16］。沼氣的沼液和沼渣如何再次進入畜牧業資源循環利用系統需要進行深入研究，以加快科技成果的產業化。畜牧業資源鏈的多層面綜合研究。江蘇姜曲海種豬場大型沼氣工程項目已于2008年11月通過國家驗收，效果超過專家們的預測目標，目前筆者正以國家級姜曲海豬保種場(江蘇姜曲海種豬場)、江蘇豐達種鴨場、國家水禽種質資源基因庫聯合上報江蘇省農業委員會和江蘇省發改委爭取項目，希望通過深入研究為畜牧業資源循環利用提供更為詳實的實踐支撐。生物質資源技術開發的深度和廣度有待提高。江蘇現代畜牧科技園尚未組建生物質資源利用研究機構，也未成立相應的協會，生物質資源研究開發的深度和廣度都不夠，再加上我國對生物質資源利用的重要地位重視不夠，建設資金投入嚴重不足。例如，我國農村清潔能源建設受到農民廣泛歡迎，2007年省補資金達1600萬元，但是地方配套資金僅有400萬元，區縣配套資金更少，有些區縣幾乎沒有。這種“兩頭熱、中間冷”的狀況，導致已列入省級目標的一些重大項目實施困難，進展緩慢［1］。

結論與展望

筆者在畜牧業資源循環利用模式的構建與應用等方面雖然完成了研究的預期目標，但是由于時間和條件限制，還存在明顯的不足之處。因為農業系統涉及的范圍較為廣泛，在資料的收集過程中不可避免地出現遺漏;在指標體系的構建過程中，因為農業系統的復雜性導致指標之間相互邏輯關系混淆復雜，很難做到層次清晰，很容易出現某項指標交叉重疊等問題，筆者將通過深入調查研究來逐步加以彌補和解決。由于農業生態系統中產品生產的周期性及系統調控效果的滯后性，構建與確定模式所產生的效益很可能需要今后很長一段時間通過農業生產實踐和推廣應用研究來加以驗證。提高認識，高度重視發展畜牧業資源循環利用的重大意義。充分利用農業的可再生資源，大力發展循環經濟，既符合科學發展觀的要求，也符合我國人多地少、資源相對不足的基本國情。發展循環經濟可進一步提高農業綜合生產能力，增加農民收入，改善農村生活環境、實現農業可持續發展。應充分認識發展農業循環經濟的必要性和緊迫感，采取切實有效措施，將發展農業循環經濟作為發展高效農業的頭等大事。開展前期研究，制定總體規劃。循環經濟是一種全新的經濟發展理念，也是促進經濟發展、維護生態平衡的一個新亮點。應加強前期研究，全面摸清地域的資源狀況，制定出發展循環經濟可行的發展目標和具體措施，加強對發展資源循環利用的政策引導，保障循環經濟的健康有序發展。爭取政策資金支持，實施重點示范工程。近年來，規模化畜禽養殖等行業的迅猛發展對環境造成嚴重污染。針對此現狀，國家已將防治畜禽養殖污染作為重大工程納入“十一五”農村小康環保行動計劃，并斥巨資扶持畜禽糞便資源化利用，以改善農村環境。2005年，農業部選擇100個縣1000個村，以農村資源循環利用為重點，開展“生態家園富民示范村”建設。我國依托畜牧業發展循環經濟必須抓好以下方面:①秸稈養畜示范工程。目前，我國泰興、興化地區發展秸桿養畜勢頭良好，并涌現了一批專業大戶和專業協會。要利用政策扶持積極申報秸桿養畜項目示范縣，爭取國家資金投入，大力開展試驗示范和宣傳引導，使之迅速形成產業規模。②重點畜禽場配套改造工程。國家將設立專項資金支持標準化畜禽養殖小區建設試點，江蘇省政府今年新增1000萬元用于發展畜牧生產，其中發展標準化養殖小區就是重點之一。我國小區建設近年來發展較快，應及時抓住契機，爭取將我國納入江蘇省優質畜產品板塊基地項目，進一步加快我國標準化養殖小區建設，以現有的規模養殖小區為重點，主要是已建成的種畜禽場和大中型養殖場，強化并完善畜禽糞污能源利用工程和公益性基礎設施建設等。申報的江蘇姜曲海種豬場大型沼氣工程項目已于2008年11月通過國家驗收，效果超過專家的預測目標，目前筆者正以國家級姜曲海豬保種場(江蘇姜曲海種豬場)、江蘇豐達種鴨場、國家級水禽種質資源基因庫聯合上報江蘇省農委和江蘇省發改委爭取項目資金，擬構建大型沼氣、養殖加工為一體的循環模式，為畜牧業資源循環利用的架構提供更加詳實的實踐支撐。今后，關于大農業多環節的循環經濟還有待于進一步研究，循環經濟的量化分析尚處在探索階段，如何從宏觀經濟學的分析方法入手，結合我國農業發展的實際，建立一套能夠有效衡量和評價農業和其他產業的循環經濟評價模型有待進一步探討。畜牧業資源循環利用是畜牧業發展中一項新課題，是解決農民增收的一個新的經濟增長模式，是畜牧業發展的新思維，是保護生態、改善農村衛生環境，實現效益、資源配置最佳化的有效措施，是農民建設小康社會的一個新途徑。

本文作者：朱國奉薛毫祥工作單位：江蘇畜牧獸醫專業技術學院