黎寿丰
摘 要 本文在简要介绍江苏省畜牧业发展概况,畜禽养殖业发展过程中产生的畜禽粪便污染现状、污染特点和几种环境污染类型的基础上,结合江苏畜禽业发展特点,阐述了以节能减排为抓手,发展生态型畜禽养殖业的技术途径,为江苏省畜牧业的可持续发展提供参考。
关键词 节能减排 生态型 畜牧业
2007年9月8日,国家主席胡锦涛在亚太经合组织第十五次领导人非正式会议上就气候变化问题的四点建议中提出发展低碳经济,建立适应可持续发展要求的生产方式和消费方式,优化能源结构,推进产业升级,努力建设资源节约型、环境友好型社会。2009年9月10日,国务院总理温家宝在夏季达沃斯论坛上的讲话强调,要加快发展低碳经济、绿色经济,尽快占领国际产业竞争的制高点。在此背景下,人们开始关注到畜牧养殖业在为人类提供大量肉、蛋、奶的同时,也向环境排放着大量粪、尿和有害气体的现状。近年来,随着我省经济的发展和人民生活水平的提高,我省畜禽养殖业发展势头迅猛,畜禽粪便污染问题日益突出。如何实现低碳经济背景下江苏省畜禽养殖业向生态型畜牧业经济的转型,走可持续发展的畜牧业之路,已迫在眉睫。
江苏省是全国畜牧业重要省份,根据第二次农业普查数据资料,2007年全省畜牧业产值为704.38亿元,占农业总产值的23%;畜牧业增加值为227.2亿元,比1996年增长45%,居全国第13位;肉类总产量为305.6万吨,比1996年增长26.8%,居全国第10位。2008年,畜牧业产值916.5亿元,居全国第9位,肉、蛋、奶产量分别为327.6万吨、172.1万吨和61.1万吨,分别居全国第l2位、第5位和第16位。江苏省也是全国典型的农区畜牧业省份,畜牧生产以食粮型的猪禽为主。生猪和家禽产值占畜牧业产值的87.4%。2010年全省畜牧业产值为900亿元,较“十五”期末增长50%,占农业总产值的比重达25%。近年来,江苏畜牧业生产呈以下特征: 一是规模养殖比重快速提高。2009年,全省有畜禽养殖场156671个,较“十五”期末增加30%。全省生猪、肉禽、蛋禽、奶牛规模养殖比重分别为61%、89%、83%、92%,分别比“十五”期末提高31、32、37、32个百分点。二是规模结构不断优化。大中型规模养殖场(企业)数量、存栏和出栏比重明显提高。目前,全省小型、中等、大型规模畜禽养殖场(户)数量分别为113 994、36 550、6 127个,较“十五”期末分别增加17%、36%、68%,大中型规模养殖场(户)数量增幅明显高于小型;大中型规模养殖量占全省比重明显提高,生猪为29%、肉禽66%、蛋禽72%、奶牛75%。三是规模养殖建设成效明显。规模养殖的快速发展对稳定畜禽生产,保障市场供给发挥了重要作用,有力地推动了现代畜牧业的发展,成为推动农业增效、促进农民增收的重要途径。
随着畜禽规模养殖发展,环境压力也越来越大,突出表现在: 一是养殖场规划不合理。早期养殖场多集中在城市近郊和村庄附近,而一些新建的养殖场,缺少环境评估,对周围环境造成污染。二是地力下降与畜粪浪费矛盾突出。化肥过量使用,导致地力下降,而有机肥被忽视,结果使大量畜禽粪便积压浪费,加重了畜禽养殖环境污染。三是缺少环保设施。畜禽养殖场环保意识差,缺少相关设施,粪污不能及时无害化处理与利用,任意堆积或排放,对环境造成严重污染。四是兽药饲料添加剂使用不当。大量使用抗生素、激素、重金属添加剂,甚至滥用违禁药物,影响人们的健康和污染土壤、水源。目前畜禽养殖已成为环境污染的重要来源,对畜牧业可持续发展产生了不利影响。
(1) 大气污染。据资料统计,奶牛、猪、鸡饲料中的70%左右的氨被排泄出来,肉鸡饲料中50% 的氨变成了粪便。畜禽粪尿中含有大量的降解或未降解的有机物,其中主要为碳水化合物,排出体外后在微生物的作用下,有机物质被分解产生一些诸如甲烷、硫化氢、氨气、甲硫醇等恶臭气体,造成空气含氧量相对下降,污浊度升高,降低空气质量。空气中的恶臭气体对人的感觉器官及整个身体的发育均有较大的影响,不仅危及周围居民的健康,而且也影响到场内畜禽的正常生长。据研究,一个存栏3万只的蛋鸡场,每天向空气中排放的氨气达1.8 kg以上。在氨气浓度50 mg/m3猪舍内,饲喂小猪4周,采食量下降15.6%,饲料利用率下降18%。另外畜禽业甲烷气体排放量占排放总量的28%~38%,是导致温室效应的一个不容忽视的因素。
(2) 水质污染。畜禽污染物中,其对水质产生影响的污染物主要有BOD(生化需氧量)、COD(化学耗氧量)、大肠杆菌、氮和磷等。畜禽养殖场的污水中含有大量的污染物质,其污水的生化指标极高,如猪粪尿中混合排出物的COD值达81 000 mg/L,牛粪尿混合排出物的COD值达36 000 mg/L,笼养蛋鸡场冲洗废水的COD 为43 000 m L~77 000 m L,BOD 为17 000 mg/L~32 000 mg/L,NH-N的浓度为2 500 mg/L~4 000 mg/L。据环保部门对大型养殖场排出粪尿的检测结果,COD超标50倍~70倍,BOD超标70倍~80倍。按照目前我国规模化养殖场对水环境的管理状况和正常水冲粪的流失率计算,一个万头养猪场每年有40.7和30.3吨的COD和BOD流失到水体中,已相当于具有一定规模的工业企业的污染物排放量,3万只鸡场的粪便产生量每年为750吨,百头奶牛场粪便年排放量为1100吨,如果管理不善,有25%的畜禽粪便流失到水体中,则每年流失到水体中的COD和BOD分别为8.7吨和6.2吨。据国家环保总局南京环科所研究表明,太湖流域畜禽粪便中年产生的氮、磷含量已相当于同期施用化肥量的78.9%和57.4%,而畜禽粪便中氮、磷的流失量却大大高于化肥中的氮、磷流失量,约为化肥流失量的122%和132%,而大部分进入了水体,加剧了水体的富营养化程度。仅就江苏太湖地区,2001年太湖地区上游污染物年排放量: 总氮为7857吨,总磷为297 吨,COD 为12984吨。可见,畜禽排泄物不仅会造成水体的富营养化,也已成为一些河段最大的有机污染源。畜禽粪便污染物不仅污染地表水,其有毒、有害成分还易渗入地下水,严重污染地下水,畜禽粪便一旦污染了地下水,极难以治理恢复,将造成持久性的污染。
(3) 土壤污染。随着畜牧业的发展,畜禽排泄物大量增加,尤其是固体类的畜禽污染物,大量未经处理的畜禽粪便任意堆积和排放,占据了大量的土地资源,畜禽粪便的污染物可能在土壤中积累,造成土壤结构破坏,并使土地的生产力明显降低甚至失去生产力,给土壤环境带来了严重的威胁。据测定一只鸡日排粪约100 克,年排粪约36 千克;一头猪的日排泄粪尿按6 千克计,年产粪尿约达25 吨。此外,畜禽饲料中广泛使用的铜、砷、汞等制剂,经消化后其残留部分随着畜禽粪便一起排到外界环境中。这些未经处理的畜禽粪便施入土壤后,会使土壤中的重金属元素明显的增加,最终造成土壤的重金属污染,对土壤生物和农作物产生毒害作用,使土壤失去使用价值。同时,畜禽粪便中还含有大量的氮、磷,它们进入土壤后,在土壤理化性质及微生物的作用下会转化为硝酸盐和磷酸盐,过高的硝酸盐和磷酸盐同样会使土壤失去生产力,对农作物产生毒害作用。
(4) 生物污染。畜禽粪便及废水中含有大量的病原微生物、致病菌、寄生虫卵。大量实践表明,由于畜禽粪便没有得到及时处理,使环境中孳生蚊蝇,病原种类增多、菌量增大,使病原菌和寄生虫蔓延,最终导致畜禽传染病和寄生虫病的蔓延与发展。粪便中的病原微生物在较长时间内可以维持其感染性。如在室温条件下的畜禽粪便中,多杀性巴氏杆菌传染性可维持34天,马立克氏病毒可维持100天,禽流感病毒可维持30~35天。据对局部环境污染较为严重的规模化养猪场调查,其传染性胃肠炎、支原体的发病率高达50%以上 。这不仅对畜禽的生产力水平及生存的条件产生严重影响,而且畜禽传染病和寄生虫病的蔓延和发展,给人类的健康也构成了严重的威胁。
1. 畜禽养殖业污染排放量大。据调查统计,2010年末江苏省存栏生猪1995.69万头,家禽44051.26万只,牛20.23万头,羊957.58万只,全年共产生粪、尿总量为7000.7万吨。大量粪便产生的同时也产生了BOD、COD、NH3-N(氨-氮)、TP(总磷)、TN(总氮)等大量污染物。2010年,江苏省畜禽养殖产生的BOD、COD、NH3-N、TP、TN分别大约为153万吨,167万吨、12.8万吨、14万吨和33.6万吨。按畜禽粪便污染物流失率30%计算,江苏省畜禽粪便污染物年流失BOD、COD、NH3-N、TP、TN分别为45.9万吨、50.1万吨、3.9万吨、4.2万吨、10.1万吨。根据江苏省环境状况公报,2010年工业废水中COD排放量为25.63万吨,生活污水中COD排放量为53.17万吨。可见畜禽养殖业COD流失量已经近于生活污水排放量,并且接近工业废水排放量的2倍。全省氨氮排放总量为6.3万吨,仅畜禽粪便就占61.9%。由此可见,畜禽养殖所产生的粪便污染物对环境污染造成的威胁是非常大的。以太湖周边的苏南地区为代表,仅苏州、无锡、常州三市,年出栏生猪500头以上的养猪场就有400多家。太湖水质富营养化,蓝藻暴发频率渐高的问题,与周边的畜禽养殖而导致的水质污染不无关系。如果不对其加以监管并且进行合理处置,将对我国城乡生态环境造成严重影响。
2. 污染源点多、面广,处理水平低下。江苏省畜禽养殖遍布于各乡(镇)、村,且规模化程度不高,分散排放的污染物给集中治理带来了难度。在粪便处理上,其水平大多还停留在原始的堆积发酵上,因其堆积体积大、气味浓、不卫生而影响广泛采用。
3. 由于各地养殖规模、品种结构及污染物综合利用水平不同,造成了区域、流域间污染程度的差异。目前,其中盐城市产生的畜禽粪便以及各类污染物数量全省最高,其次是南通与徐州,这3个地区的畜禽粪便总量共占全省的58.3%。而镇江、常州以及无锡等地产生的粪便量相对较少,三地区畜禽粪便量之和仅占全省的7.7%。
转变生产方式是提升畜禽养殖业综合生产能力的重要途径,也是实现畜禽养殖业的低碳发展的关键环节。必须按照“村容整洁”和“环境美好”的要求,坚持统一规划建设、统一畜禽品种、统一饲养标准、统一疫病防治、统一质量监测、统一粪污处理等“六统一”的原则,着力推进生态养殖小区规划建设。通过科学规划布局完善基础设施建设,把分散经营的农户集中到一个区域内饲养,实行统一经营管理,严格落实标准化生产、养殖档案建立、畜禽粪污无害化处理等措施,尽快改变人畜杂居、畜禽散养、畜禽混养的落后生产模式。通过正确引导、积极扶持、规范建设、技术支撑、强化监管,客观科学地建设适度规模的标准化养殖场和生态养殖小区,加快生态型畜禽养殖业发展步伐。
粪尿有机物厌氧分解产生大量温室气体,合理的粪尿排泄物管理措施将有效减小污染,并实现资源利用的良性循环。因此,必须加强畜禽养殖场固体废弃物高效无害化处理和资源化利用技术的开发与示范,继续大力推广沼气能源工程,将粪尿中的有机质转换成价值高的沼气,充分有效地利用能源。由于该项目成本较高,为解决资金上的困难,首先,应加大财政资金投入,给予饲养户必要的引导性补助和投入,充分调动农户发展生产的积极性;其次,把招商引资作为解决资金投入不足的关键措施,鼓励社会各界以不同形式参与畜牧业生产,形成多元投入机制。第三,运用多户联保、农民合作社担保等方式,探索建立小额贷款担保中心,解决养殖户担保难问题。通过这些方式,逐步建立以政府投入为引导,业主投入为主体,吸纳金融机构贷款、社会资金投入、引进外资相结合发展畜牧业的多元化投资体系。
采用减量化、资源化和无害化原则对畜禽粪便进行处理。对全省大中型畜禽养殖场,通过技术改造将畜禽饮水槽改为乳头饮水器,减少冲洗舍笼用水,采用畜禽粪便脱水干燥技术,实现固液分离,减少畜禽粪便的处理量和排放量。针对畜禽粪便中含有丰富的有机质、氮源及其他微量元素的特性,对不同的畜禽粪便采用不同的资源化处理方式,如直接堆沤作肥料;经微生物发酵后作猪、鱼等饲料;沼气发酵等。这样既减少了畜禽粪便的甲烷排放量,又提高了粪便处理率。畜禽粪便无害化处理技术目前发展迅速,新工艺不断涌现,主要处理技术有: 畜禽粪便快速堆积发酵和防臭技术,沼气发酵前处理和粪便快速干燥、膨化等后处理技术。大中型畜禽养殖场应结合各自实际情况,参照与借鉴各地生态养殖与粪污治理工程技术方案,并加以筛选和组合,制定严格的粪污治理技术方案和实施细则。做到粪便无害化处理,污染物实现零排放。
作为种植业再生产的畜禽养殖业,是农业的中轴产业,既能促进种植业,又能带动加工业和服务业,形成农业内部产业和三次产业间的良性循环,促进农产品的转化增值。因此,可利用植物生产、动物转化、微生物还原的原理,以种植业促进畜牧业,用种植业生产的秸秆饲料发展畜禽养殖,用家畜的粪便作有机肥还田,再促进种植业的发展,实现物质的良性循环。
1. “种—养”结合型模式。“种—养”结合型模式就是将畜禽粪便直接施入土壤,提高土壤肥力,实现粮食高产、稳产。其规律是养畜积肥,肥多粮多,粮多肥多。这是中国农村最普遍、最简单、最原始的畜禽粪便利用模式,但其在现代生态农业中仍具有不可忽视的积极作用。
2. “养—养”结合型模式。畜禽粪便直接施入农田,虽然能提高土壤肥力,但一定程度上造成畜禽粪便营养成分的流失。近年来,各地通过食物链发展“养—养”结合型的畜禽粪便利用模式,取得了一些成功的经验。例如: 用猪粪繁殖蝇蛆,蝇蛆再养鸡,鸡粪配成混合饲料喂猪,形成“猪—粪—蝇—蛆—鸡—粪—猪”食物链,实现了良性循环的高效生态农业;“稻—牛—鱼”利用模式,形成了“稻草喂牛、牛粪喂鱼、鱼粪肥田”,实现了生物除粪、生物除草、生物灭虫、生物中耕、生物增氧;另外,不少地方以畜禽粪便做鱼饵料,鸡、兔、牛粪喂猪,猪、牛粪培育蚯蚓和蝇蛆,还可用作蘑菇培养料等等。这种“养—养”结合型生态模式,只要用少量的投资,进行一定的技术培训就可实现,既解决了畜禽粪便对环境的污染问题,又能获得明显的经济效益,效果较好。
3. “沼气型”综合利用模式。2001年以来,江苏省重点在苏北地区实施“一池三改”(建沼气池,改厨、改厕、改圈)生态家园富民工程项目。通过近十年的建设,项目区的农业和农村经济发生了可喜变化,农业生态环境得到明显改善,农村沼气建设已成为苏北地区促进农业可持续发展重要抓手,成为关系农村千家万户的“德政工程”、“民心工程”。江苏省苏北地区的24个县现已涌现了140个沼气村,受益农户总数达6.2万户。涟水县2004年新建户用沼气池就已突破1万户,率先提出建设成为沼气县的奋斗目标。农村沼气建设的经济、生态、社会综合效益日趋显现。一是改善了农业生态环境。通过“一池三改”,农村畜禽粪便、生活污水以及有机垃圾实现了资源化利用,从根本上改变了农村的生产、生活环境,农民生活质量得到了明显的提高。二是促进了农业增效和农民增收。通过“一池三改”,推广“猪—沼—农(果、茶、渔、粮)”等生态农业技术模式,既为农村生活提供了优质的清洁燃料,也促进了安全无公害农产品的生产,进而推动了农村循环经济发展。三是促进了农业结构调整。通过“一池三改”,不仅解决了农户人畜粪便的污染问题,也为农业生产提供了急需的优质肥料。沼渣、沼液的科学利用,减少了化肥、农药用量,有效地改善了土壤肥力,从而对提高农产品品质和竞争力、促进农业产业结构调整起到了积极的作用。
当前,随着我省社会经济的快速发展,工业化、城市化进程日益加快,农村劳动力大量转移,畜牧业发展面临着资源约束和生态环保的双重压力,客观上所要求的畜牧业产业形态转型、生产方式转变已到了关键时期。省委、省政府已于2006年5月就提出要坚持走“资源节约型、科技密集型、加工增值型、生态友好型”的现代畜牧业发展之路,将“发展畜禽标准化规模养殖、加快畜牧业增长方式转变”列为全省高效农业发展的重点,各级农牧部门必须始终把发展生态型畜禽养殖发展作为畜牧工作的重中之重,以节能减排为抓手,科学布局、统筹规划、多措并举、大力推进,促进我省畜牧业的可持续发展。
(作者单位: 江苏省家禽科学研究所)
参考文献:
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