“养猪—沼气—种菜”生态循环农业模式

陈直 王志勇 张晓伟 王炳勋 王浩宇 程泽强 王利平 周磊 张亚彬

摘要：“养猪–沼气-种菜 ”生态循环农业是指以沼气生产工程为中心，以蔬菜种植为前提，以养猪为源头的养殖、沼气、种植、水产等多业结合不同循环类型的生态循环系统，探索并建立“养猪–沼气-种菜 ”三位一体的循环生态农业模式，包括沼气、沼液、沼渣的综合利用。通过分析“养猪–沼气-种菜 ”生态循环农业模式在生产中存在一些问题，为解决“养猪–沼气-种菜 ”生态循环农业模式存在的问题提供参考。

关键词： 养猪；沼气；种菜；模式；生态循环农业

1 目前猪粪便处理存在的问题

近年来，中国生猪规模养殖得到了快速发展，2015年中国生猪出栏70825万头，其中年出栏500头以上的规模养殖场占猪44%，年出栏500头以下的规模养猪户占猪56%。例如，一个万头猪场每天产生猪粪 8-10吨，粪尿污水 50-90吨，造成的环保保护问题十分严重、突出，若猪场粪污处理不当，将对空气、水源和耕地产生极大的危害。

2015年中国蔬菜种植面积达到3亿多亩，年产量超过7亿吨，人均占有量500 kg，均居世界第一位，但利用猪场排放达标的沼液、沼渣种植的蔬菜很少。利用猪场处理的粪污种植蔬菜符合中国国情的规模化养猪粪污处理及利用的环保模式，对实现标准规模化养猪可持续发展具有重要意义。目前中国养猪粪便处理存在如下问题。

1.1 养猪场（户）没有考虑猪粪环境污染的危害性

我养猪我受益，养猪场（户）很少顾及猪粪对周边环境的影响，养猪场（户）对猪场粪便大多随意处理，很少对其进行集中堆放与治污处理，这会严重影响农村的生态环境。大量的粪便不及时处理，不仅破坏了农村的卫生环境，还对农民居住环境和生活质量造成影响，从而制约了农村经济的发展。

1.2 缺少资金投入成为解决粪便污染最大制约因素

目前养猪行业多数处于维持状态，一个万头猪场一次性投入粪污处理设施需要500万元左右。如果没有国家和地方政府下放的专项资金，猪场自身很难一次性筹集养猪废弃物治理资金并承担日常的运行费用。

1.3 猪场粪便处理技术有待提高

目前猪场粪污处理成本在4元/吨以上，而猪场能承受的成本是不超过1.5元/吨，猪粪便处理利用需要能源、肥料、饲料行业以的综合运用，从总体上看单项技术是成熟的，但是，这些技术手段的成熟程度及其经济效果综合运用还有待于进一步提高。

1.4 猪场粪便处理规模化程度低

目前，中国养猪业的发展和污染治理主要面临的问题是整体性规划和布局仍未完善，种猪、商品猪规模养殖场（户）的建场布局还没有完全纳入统一的管理，导致农村生态环境较脆弱。猪粪消纳容量较小的地区发展较大规模养猪项目，会给水源地和周边环境带来严重影响。

1.5 养猪、种菜没有统一结合

目前中国养猪和种菜的格局是养猪场（户）不种菜，种菜场（户）不养猪，养猪场（户）不愿意把猪粪低价出售给种菜场（户），造成养猪场（户）没有足够的菜地消纳猪场粪便，种菜场（户）比较价格后，不如使用化肥高效方便，导致猪场方存放过久，流失污染严重。

2 猪场粪便污染对环境的影响

2.1 污染空气

猪场恶臭气体主要包括粪便污物在堆放过程中产生的NH3、H2S、吲哚等胺化物和硫化物。温室气体主要包括CH4、CO2、N2O等。研究表明，CH4对气候变暖的贡献约15%，其中以养殖业排放的CH4最多，中国畜禽粪便CH4年排放量约占全球的5%[1]。这些有害气体散布到空气中会成为酸雨形成的影响因素之一。

2.2 污染水体及土壤

未经处理或处理不彻底猪场粪尿，一部分氮以氨气的形式挥发到空气中，另一部分被氧化成硝酸盐，其中一些滞留于土壤表层对土壤造成污染，更多的是渗入地下水或随地表水流入江河，使水中硝态氮超标，造成污染[2]。

3 采用“养猪-沼气-种菜 ”生态循环农业模式处理猪粪

3.1 做好粪便处理

3.1.1 实行猪场粪污收集和固液分离措施。建造猪舍时，地面要做倾斜设计，以15°为最佳角度，这样可以自动有效地分离猪尿粪，然后采用人工干清粪工艺。最后把干粪直接运输至堆肥场，统一经好氧发酵转化为有机肥；余下的液体则流入沼气池（灌）进行相应处理。

3.1.2 沼气生产。污水二级厌氧发酵：经过固液分离后的污水进入酸化池经过预处理后，进一级厌氧发酵池（灌）进行处理。污水在一级厌氧发酵池（灌）中的停留时间是50 h，然后进入厌氧池进行二级厌氧发酵80 h，产生的沼气进入贮气罐进行能源利用。

沼液的利用：污水厌氧发酵产生的沼液，可以直接用于周边蔬菜地生产有机蔬菜；沼渣的利用：沼渣可以作为蔬菜底肥和追肥，1000-1500 kg/亩。

3.2 猪场利用减污生态环保技术措施

3.2.1 可消化氨基酸平衡技术。猪的不同生长阶段所需要的营养成分有所不同，需要合理配制营养均衡，还要有效降低蛋白质日粮的用量，使猪群抗病力增强。

3.2.2 酶制剂调控技术。对不同饲料原料确定不同的非淀粉多糖酶或植酸酶的添加量，可用以控制减少粪尿氮、磷排泄和NH3、H2S的排放。

3.2.3 利用微生态调控技术开展药残控制和NH3、H2S减排。应用微生态制剂EM取代饲粮中抗生素的添加，进行药残控制。其中EM菌剂是一种多种有益菌的混合制剂，可以使猪自身形成良好的微生态环境，这可以通过维持猪群肠道正常生理功能来提高饲料利用率，从而加快猪的生长发育。

3.3 对猪场粪便的综合利用

利用猪场粪便产生的沼气、沼液、沼渣即“三沼”种植蔬菜，实现“养猪-三沼-种菜生态循环农业良性发展。

“三沼”在蔬菜种植业上的应用。沼气：主要用来燃烧，在农业上，不仅可以为蔬菜大棚提供温度与光照，经燃烧产生的二氧化碳是蔬菜生长的气肥。沼液：由于沼液中含有氨基酸和某些抗生素因子，可以有效杀灭病菌。因此，用于浸种、育秧、叶面喷施、水培蔬菜都有良好的效果及有明显抑菌作用。沼渣：作基肥，每亩施腐熟沼渣2000-2500 kg；作追肥，每亩追施1500 kg。

参考文献

[1] 陈丹丹，谷子林，王圆圆，等. 畜禽粪便污染及其防治措施的研究[A]. 中国畜牧兽医协会.7 生态环境与畜牧业可持续发展学术研讨会暨中国畜牧兽医学会2012年学术年会和第七届全国畜牧兽医青年科技工作者学术研讨会会议[C]. 北京：中国农业出版社，2002.

[2] 江苏农科院. 攻克畜禽粪便污染问题[J]. 兽药与饲料添加剂，2002（7）：48.

[3] 刘卫东，黄炎昆.鸡场粪便的综合治理[J].畜牧兽医杂志 ，2000，19（1）：25. 2016-4-21