当代畜牧业资源的循环利用论文

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随着我国畜牧业的快速发展，畜禽养殖场产生大量恶臭气体，其中含有大量的氨、硫化物、甲烷等有毒有害气体，已严重影响了研究地域的空气质量，危害饲养人员及周围居民的身体健康。畜禽粪便既是宝贵的资源，又是一个严重的污染源，若不经妥善处理就排入环境，将会对地表水、地下水、土壤和空气造成严重污染，大量粪便堆积，会成为蚊蝇孳生、繁殖和传播病菌的严重污染源，不仅会给育种中心的卫生防疫带来严重影响，还将危及畜禽本身及人体健康;同样，污水若处理不当，直接排入河道或渗入地下，会污染地表和地下水体，威胁到城乡人民的饮水安全［1］。基本内涵。国内对循环经济实质的认识还存在着相当大的差异，生态经济学界、环境经济学界和经济学界对循环经济的认识还有较大偏差，但是主要从人类与自然关系、生产技术和经济社会发展等角度加以定义。这些概念的共同特点是注重生产和消费过程中物质输入－输出之间的闭合关系，进而与废弃物利用联系起来，循环经济定义为物质闭环流动型经济，是一种以循环为技术基础的经济活动，其根本目标是要求在经济流程中系统地避免和减少废物。对待废物问题的优先顺序为:避免产生－循环利用－最终处置［5］。循环经济主要有3个重要特点:①循环经济可提高能源和资源利用效率，保护生态环境，充分节能减排;②循环经济将生产和消费融入到可持续发展的框架中;③循环经济能实现社会、经济和环境的“共赢”发展。畜牧业资源循环利用按照生态系统内部物种共生、能量多层次利用、物质循环的生物链理论，调整和优化畜牧业生态系统内部结构及产业布局，提高生物能源和有机废弃物循环利用，从而达到生态与经济的协调发展。同时，畜牧业资源循环利用以畜牧业资源的最低消耗、畜牧业污染的最小排放以及畜禽废弃物的最大利用为目标，涉及畜牧业清洁生产、产业之间资源循环利用、产业内部物能互换等领域［5］。基本原则。畜牧业资源循环利用必须坚持“因地制宜”、“整体性协调”、“生物共存互利”、“生态产业链接”、“社会经济效益与生态环境效益双赢”等原则。畜牧业资源循环利用能从根本上解决畜牧业经济快速发展与畜牧业生态环境有效保护之间的社会矛盾。通过产业内部物质能量互换，力争废弃物零排放，在一定空间里将畜禽按照一定方式配置生产结构，使之相互间存在互惠互利关系，达到共同增产，改善生态环境，实现良性循环的目的。例如，种养结合的稻田养鱼(虾、蟹)模式，稻田为鱼(虾、蟹)提供了较好的生长环境，鱼(虾、蟹)吃杂草、害虫，鱼粪肥田，减少了化肥和农药的使用量，既保护了生态环境，又增加了社会经济效益［6］。江苏现代畜牧科技园根据自身实际情况，结合上述模式及特点，总结出一套行之有效的资源循环利用模式，采用“中心畜牧场+畜禽粪尿生态处理系统+废水净化生态处理系统”的模式来构建畜牧业资源的综合循环利用。

江苏现代畜牧科技园畜牧业资源的循环利用

江苏现代畜牧科技园以畜牧业为依托的资源循环利用，将养殖业、种植业、沼气等有机地组合在一起，通过各环节之间的合理布置和匹配，使得物质和能量实现梯级利用，从而使畜牧业生产达到高产、高效、优质、低耗的目的，实现了畜牧业的循环发展。根据江苏现代畜牧科技园资源循环利用模式的实践，取得了显著的经济、能源和生态效益［1］。在项目运行过程中，对环境产生影响的污染物主要是畜禽粪便、病原微生物和污水。据测算，1个8m3的沼气池可处理4口之家、3～6头生猪的人畜粪便和部分生活垃圾，全年可生产沼气385m3、沼肥30m3，替代薪材相当于0.23hm2左右经济林地的蓄积量。因此，应积极增加农村沼气建设方面的投资，稳步扩大农村户用沼气池的建设规模，通过建设沼气池，引导农民改水、改厨、改厕、改圈，全面改善农村的生产生活条件。同时，应加大规模化畜禽养殖场沼气工程示范建设力度，以便生产出更多的沼气给农民群众使用，又使畜禽粪便污染得到有效控制，促进养殖业可持续发展。生态系统布局如图2所示。江苏现代畜牧科技园通过利用粪尿沼气发酵、堆肥发酵、沼液还田等模式相结合来解决养殖与排污、生产与环保、生产与能源的矛盾，使整个园区成为一个开放型的生态系统，真正将园区建成高产、优质、高效的生态畜牧科技示范园。按照“养殖集中化、粪便资源化、污染减量化、治理生态化”的思路，排出的粪便污水进入沼气池，经厌氧发酵产生沼气，沼气可供猪舍采暖和发电。沼液可通过灌溉系统来浇灌园区内苗木、蔬菜和果园，作为肥料使用;沼气渣可用于养殖蚯蚓，蚯蚓可作为动物蛋白质饲料的来源，剩余的废渣还可作为肥料来使用，可以起到改良土壤与防止土地板结的作用，同时采用沼肥施果树可以提高水果品质，增加产量，提高果树的防冻能力和抗病虫害能力，既防治了畜禽养殖污染与改善了园区生态环境，又促进了畜牧业的健康发展［3］。该系统实际上是一个以畜禽养殖为中心，以沼气工程为40卷36期朱国奉等江苏现代畜牧科技园畜牧业资源的循环利用研究17635纽带，集种、养、鱼、副、加工业为一体的生态系统，在这个系统中生猪得到了科学饲养，物质和能量获得了充分利用，环境得到了良好地保护，因此生产成本低，产品质量优，资源利用率高，达到了经济效益与生态效益双赢的效果［1］。图2生态系统布局图3水禽繁育推广中心的生态系统布局江苏现代畜牧科技园下属实体单位“国家级姜曲海猪保种场”(农业部授牌，工商注册名为“江苏姜曲海种猪场”)通过采用人工清扫措施将干湿分开，污水进入USR厌氧塔进行发酵，产生的沼气用于生产、生活和发电，干粪及沼渣生产有机肥料。产生的沼液通过20hm2苗木林和46.67hm2种植基地消化，可达到能源—生态型处理要求。通过推广养殖技术、沼气使用技术、沼渣、沼液使用技术等，特地组织了农民培训学校，现场教授，在群众中大力宣传宅院洁净、路道洁净、养殖洁净，生产生活中的垃圾能进入沼气的全部进入沼气池，如粪水、废水、蔬菜下角料等过去进露天粪池改为进沼气池［1］。种猪场通过对猪粪、尿、污水的无害化处理，其产生的沼渣、沼液可用于各种农作物以及果树、苗木、花卉等特种经济作物的基肥和追肥。江苏姜曲海种猪场周边有大约66.67hm2的苗木林，特别是猪场位于我国农业开发区内，有农田2000多hm2，还有多家花卉生产基地，有机肥需求量较大，可以无害化处理所产生的污染物。产生的沼气经发电，可满足整个园区及周边居民的用电需求［1］。具体的污水处理工艺方案如图4所示。在江苏现代畜牧科技园实施畜牧业资源循环利用的过程中，主要通过记录畜禽粪便排放量及产生的沼气压力等，并结合园区的教职员工的反应来体现此次实践的初步成效。在不同供料模式情况下，各体重阶段猪的粪尿平均排出量见表1。沼气压力表上显示的压力均为3500～5500Pa［5］。要实现我国畜牧业可持续发展及区域生态环境的逐步改善，就必须加快循环经济型畜牧业建设。该研究利用循环经济的评价指标来衡量我国当前畜牧业资源循环利用模式，对其进行定量评价和障碍度分析，找出主要障碍因素，并采取切实有效措施，促进我国畜牧业快速、健康、可持续发展。多业有机组合，集约生产经营。发展畜牧业资源循环利用既涉及到养殖业、种植业的产业结构内部调整优化，又涉及到与发展资源循环利用相配套的产业间内部结构调整。只有产业内部和彼此之间的结构得到优化，建立与发展畜牧业资源循环利用模式相适应的产业支撑平台，才能保证畜牧业资源循环利用的持续健康发展，实现经济效益和生态效益的和谐发展。江苏现代畜牧科技园将“畜禽废弃物－沼气－果树”串联起来，加强了物质循环的多次使用，通过养殖业与种植业密切联系，构建了一个完整的经济循环体系，形成了一个巨大的经济产业链，取得了良好的经济效益、社会效益和生态效益。因此，要围绕既符合生态循环的自然规律又符合社会经济再生产客观规律的要求，调整优化养殖业和种植业的结构，形成资源投入减量化、废弃物利用资源化、污染排放量最小化的产业支撑体系［6］。资源利用合理，增值效果明显。通过2种简易模式的综合运用，实现了对各种资源有效整合，从而使土地、空间、能源、畜禽粪便等资源得到最大化利用，在一定程度上实现了变废为宝，化害为利。物质相互循环转化，多级综合利用。一方面，通过沼气发酵，将畜禽粪便分解转化为热能，达到合理利用，无污染的肥料施于果树，增加了土地有机质，实现了秸杆还田，并部分转化为饲料，达到用能与节能并进。另一方面，通过提升畜牧业资源循环利用的科技水平和服务平台、加速科技成果转化、提高农民科技素质，同时增强产品的市场竞争力，统筹科技资源、整合科研力量、优化产业结构，转变内部机制，搭建科技创新、技术推广、农民培训教育新平台，全面提升、引进、创新和转化效力，加快良种繁育、环保饲(肥)料开发、疫病防控、产品质量安全等关键性技术的组合配套，全面推进科技进步，用科技支撑畜牧业资源循环利用的持续稳步发展［7］。保护和改善自然环境与卫生条件。江苏现代畜牧科技园通过将生物资产联结起来，通过沼气发酵消灭了病菌，使粪便排放达到了无害化效果，改变了粪便、垃圾等污染物任意堆放的不良状况，有效保护和净化了环境，减少了疾病传播，显著改善了园区卫生面貌。这种模式对当前社会主义新农村建设具有非常重要的意义。江苏现代畜牧科技园实施畜牧业资源循环利用模式后空气质量测定结果见表2［8］。资源循环利用是生态保护型经济，针对园区畜牧业发展中存在的生态问题，江苏现代畜牧科技园本着科学规划的原则，认真贯彻落实科学发展观，明确发展畜牧业资源循环利用的基本思路。用资源循环利用的理论来防治畜牧业点源和面源污染。如果在畜牧业生产过程中不合理使用农药及化肥，而畜禽粪便不达标排放，农田废弃物又随便处置，将会造成畜牧业系统中水体—土壤—生物—大气立体交叉污染，给人类生产生活带来不可估量的危害［9］。用循环经济理论引导传统畜牧业向现代畜牧业发展。将资源循环利用理论引入畜牧业领域，组织引导并协调畜牧业生产，通过对资源的再使用和再循环利用来促使污染或废弃物减量化，从而达到畜牧业生产和环境保护相容的理想状态。(1)切实转变畜牧业经济发展理念，在畜牧业生产中注重社会效益、经济效益和生态环境效益的和谐统一。现行的畜牧业发展模式对自然生态环境破坏较为严重，直接危及人类及动植物的生存空间，最终必然导致环境质量下降、经济发展停滞。人类必须及时转变经济发展理念，促使畜牧业生产走“优质、高效、高产、和谐、可持续”的道路。畜牧业废弃物的处理与资源化不仅关系到资源的再利用和环境安全，同时与畜牧业的可持续发展和社会主义新农村的建设紧密相关。畜牧业废弃物资源化的“三环循环理论”［2］如图5所示。该理论以资源循环利用为基础，以人为本，由废弃物的生态循环开始，逐级发展到循环畜牧业、循环社会的“三环”循环总体发展战略思路;畜牧业废弃物资源化“三环循环理论”中第1“环”是从畜牧业本身发展的层面，按照生态循环理论，以畜牧业废弃物的循环利用为切入点连接种植业和养殖业，构建循环畜牧业的发展模式;第2“环”是依据资源循环利用理论，构建生产－生活－生态－生命一体化协调发展的“四生一体”农村发展模式;第3“环”为在上述2个循环的基础上，形成具有循环社会特征的社会主义新农村［2］。①禽－粪－饲料循环能将畜禽粪便作为饲料原料和有机肥料。经膨化的畜禽粪便不仅无臭味，而且色泽淡黄，有炒香味，可替代30%的全价料饲喂畜禽，可降低成本20%以上。使用同样方法制成有机肥后，可完全替代化肥，而成本仅为尿素价格的40%左右，此种肥料可向有机蔬菜基地专供，市场潜力巨大［10］。②畜禽－沼气－菜循环系统在在江苏现代畜牧科技园中的应用非常广泛，据测算每头标准畜可年产600多m3沼气，产生的沼气可以解决园区内动力用电、照明用电和生活用电需用。将富余沼气通入大棚蔬菜中，用于冬天增温和追施CO2，蔬菜使用的肥料为沼液、沼渣，所生产的蔬菜完全达到绿色环保的要求［11］。③草－畜－草循环系统是提高畜牧业经济效益和产品质量的有效途径。随着高效畜牧业的快速发展，越来越多的群众认识到其经济效益，每公顷优质牧草地可产牧草7.5t以上。实践证明，种草养畜所取得的资源循环利用效益是种粮食的2倍以上，具有双重经济效益，值得推广［12］。(2)极力打造畜牧业资源循环利用的发展框架。打造畜牧业资源循环利用发展框架需做到以下方面:①以畜禽、水产生产加工企业为依托的畜禽、水产加工资源循环利用链条;②以粮食及其他农副产品龙头加工企业为依托的加工企业资源循环利用链条［13］。(3)加快传统畜牧业向现代畜牧业的发展步伐，培育畜牧业资源循环利用载体。加强循环型畜牧业园区建设，制订园区发展规划，以生产要素为纽带，将具有上下游共生共存关系的农副产品加工企业集中在一个相对封闭的园区内部，实现有害污染物在园区内实施闭路循环消化吸收;做好农副产品出口加工基地建设，大力推进出口畜禽产品的清洁生产，使农副产品达到质量、环保等方面的多重标准，使我国的农副产品在国际竞争中立于不败之地［14］。江苏现代畜牧科技园及周边乡镇畜牧业资源循环利用的理论探索与实践还存在着一些新的情况。例如，有些农户不想从事养殖业，很显然没有畜禽养殖就没有沼气所需的优质原料，沼气的产量就会受到影响;农户觉得资源循环利用费时费事，节约成本有限，而且在技术工艺上还存在不完善的地方等等，都制约了畜牧业的资源循环利用［15］。沼气的沼液和沼渣的进一步循环利用。沼液、沼渣是经过厌氧发酵的产物，这2种物质如何再次进入畜牧业资源循环利用，值得进一步研究。据报道，对厌氧发酵液按浓度10%进行测定，发现其不仅含6．5%蛋白质，而且含有多种常量物质(维生素、微量元素和活力较强的纤维素酶等)，都是可溶性营养物质，易于消化吸收。这些物质可用于生猪育肥、提高饲料利用率、缩短饲养周期［16］。沼气的沼液和沼渣如何再次进入畜牧业资源循环利用系统需要进行深入研究，以加快科技成果的产业化。畜牧业资源链的多层面综合研究。江苏姜曲海种猪场大型沼气工程项目已于2008年11月通过国家验收，效果超过专家们的预测目标，目前笔者正以国家级姜曲海猪保种场(江苏姜曲海种猪场)、江苏丰达种鸭场、国家水禽种质资源基因库联合上报江苏省农业委员会和江苏省发改委争取项目，希望通过深入研究为畜牧业资源循环利用提供更为详实的实践支撑。生物质资源技术开发的深度和广度有待提高。江苏现代畜牧科技园尚未组建生物质资源利用研究机构，也未成立相应的协会，生物质资源研究开发的深度和广度都不够，再加上我国对生物质资源利用的重要地位重视不够，建设资金投入严重不足。例如，我国农村清洁能源建设受到农民广泛欢迎，2007年省补资金达1600万元，但是地方配套资金仅有400万元，区县配套资金更少，有些区县几乎没有。这种“两头热、中间冷”的状况，导致已列入省级目标的一些重大项目实施困难，进展缓慢［1］。

结论与展望

笔者在畜牧业资源循环利用模式的构建与应用等方面虽然完成了研究的预期目标，但是由于时间和条件限制，还存在明显的不足之处。因为农业系统涉及的范围较为广泛，在资料的收集过程中不可避免地出现遗漏;在指标体系的构建过程中，因为农业系统的复杂性导致指标之间相互逻辑关系混淆复杂，很难做到层次清晰，很容易出现某项指标交叉重叠等问题，笔者将通过深入调查研究来逐步加以弥补和解决。由于农业生态系统中产品生产的周期性及系统调控效果的滞后性，构建与确定模式所产生的效益很可能需要今后很长一段时间通过农业生产实践和推广应用研究来加以验证。提高认识，高度重视发展畜牧业资源循环利用的重大意义。充分利用农业的可再生资源，大力发展循环经济，既符合科学发展观的要求，也符合我国人多地少、资源相对不足的基本国情。发展循环经济可进一步提高农业综合生产能力，增加农民收入，改善农村生活环境、实现农业可持续发展。应充分认识发展农业循环经济的必要性和紧迫感，采取切实有效措施，将发展农业循环经济作为发展高效农业的头等大事。开展前期研究，制定总体规划。循环经济是一种全新的经济发展理念，也是促进经济发展、维护生态平衡的一个新亮点。应加强前期研究，全面摸清地域的资源状况，制定出发展循环经济可行的发展目标和具体措施，加强对发展资源循环利用的政策引导，保障循环经济的健康有序发展。争取政策资金支持，实施重点示范工程。近年来，规模化畜禽养殖等行业的迅猛发展对环境造成严重污染。针对此现状，国家已将防治畜禽养殖污染作为重大工程纳入“十一五”农村小康环保行动计划，并斥巨资扶持畜禽粪便资源化利用，以改善农村环境。2005年，农业部选择100个县1000个村，以农村资源循环利用为重点，开展“生态家园富民示范村”建设。我国依托畜牧业发展循环经济必须抓好以下方面:①秸秆养畜示范工程。目前，我国泰兴、兴化地区发展秸杆养畜势头良好，并涌现了一批专业大户和专业协会。要利用政策扶持积极申报秸杆养畜项目示范县，争取国家资金投入，大力开展试验示范和宣传引导，使之迅速形成产业规模。②重点畜禽场配套改造工程。国家将设立专项资金支持标准化畜禽养殖小区建设试点，江苏省政府今年新增1000万元用于发展畜牧生产，其中发展标准化养殖小区就是重点之一。我国小区建设近年来发展较快，应及时抓住契机，争取将我国纳入江苏省优质畜产品板块基地项目，进一步加快我国标准化养殖小区建设，以现有的规模养殖小区为重点，主要是已建成的种畜禽场和大中型养殖场，强化并完善畜禽粪污能源利用工程和公益性基础设施建设等。申报的江苏姜曲海种猪场大型沼气工程项目已于2008年11月通过国家验收，效果超过专家的预测目标，目前笔者正以国家级姜曲海猪保种场(江苏姜曲海种猪场)、江苏丰达种鸭场、国家级水禽种质资源基因库联合上报江苏省农委和江苏省发改委争取项目资金，拟构建大型沼气、养殖加工为一体的循环模式，为畜牧业资源循环利用的架构提供更加详实的实践支撑。今后，关于大农业多环节的循环经济还有待于进一步研究，循环经济的量化分析尚处在探索阶段，如何从宏观经济学的分析方法入手，结合我国农业发展的实际，建立一套能够有效衡量和评价农业和其他产业的循环经济评价模型有待进一步探讨。畜牧业资源循环利用是畜牧业发展中一项新课题，是解决农民增收的一个新的经济增长模式，是畜牧业发展的新思维，是保护生态、改善农村卫生环境，实现效益、资源配置最佳化的有效措施，是农民建设小康社会的一个新途径。

本文作者：朱国奉薛毫祥工作单位：江苏畜牧兽医专业技术学院