河北省张家口市规模奶牛养殖场粪污处理现状调研及对策分析

曹 杰，武红长，闫婧姣，许 袖，郭 健，逯春香，薄玉琨

（河北省张家口市畜牧技术推广站，河北 张家口 075000）

张家口市位于河北省西北部，京、冀、晋、蒙四省市交界地，地处内蒙古高原向华北平原的过渡地带，分为坝上和坝下两部分，坝上地区地势平坦，草原广阔；坝下地区沟谷纵横，山盆相间。全市常用耕地面积88万hm2，天然草地及草坡面积约133.33万hm2，为世界公认的优势奶牛养殖带[1]。张家口市作为河北省四大奶牛主要养殖区之一，2018年末，全市奶牛存栏19.8万头，存栏量在100头以上的规模养殖场占比达到100%[2]。随着奶牛养殖规模、集约程度不断的扩大，奶牛养殖场粪污问题成为制约本区域奶牛养殖可持续发展的重要因素，也对当地脆弱的生态环境造成威胁。本调研对30家规模养殖场进行了实地调研，对其养殖规模、粪污收集方式、粪污处理利用方式等方面作了调研及分析。

1 张家口市奶牛养殖及粪污排放现状

1.1 张家口市奶牛养殖现状

据统计，2018年末，全市存栏100头以上奶牛规模养殖场126个，奶牛存栏量达19.8万头（见表1），其中泌乳牛存栏10.1万头、后备牛存栏7万头、犊牛存栏2.7万头，日产奶量2 400 t。其中，300头以上的规模养殖场108个，占全市奶牛规模养殖场比重达85.7%，奶牛养殖规模化、集约化程度不断提高，奶业生产方式不断升级。

从区域分布上来看，张家口市坝上四县两区（张北、尚义、沽源、康保、察北管理区、塞北管理区）奶牛存栏量14.2万头，坝下地区奶牛存栏量5.6万头（见表1），呈奶业生产布局向草原面积广阔的坝上地区集中的特点。

表1 张家口市2018年奶牛规模养殖场及存栏量分布情况

1.2 张家口市奶牛粪污排放量

据农业农村部测算，一头成年母牛每天排放的粪尿近40 kg[3]。依此计算，一个规模为400头成年母牛的牛场，再加上育成牛和犊牛，平均每天的排粪尿量为30～40 t，全年就有1.1～1.5×104t粪尿，如果将这些粪尿用作肥料大概需要253.3～333.3 hm2土地才能消纳[4]。据此计算，张家口市奶牛存栏量达19.8万头，全市平均每天的排粪尿量约为1.5～2.0×104t，全年便有5.5～7.3×106t粪尿产生，将这些粪尿用作肥料大概需要12～16万hm2的土地消纳。

2 张家口市规模奶牛养殖场粪污处理现状

2.1 调研奶牛场存栏情况

本次调研共走访奶牛规模养殖场的总存栏量共计7.4万头，调研奶牛场个数和存栏量分别占张家口市的24%和37%。其中，存栏量最大者为22 996头，存栏量最小者为236头；存栏300～1 000头的中型牧场共计17家占比57%（见表2）。

表2 张家口市奶牛养殖场存栏情况

2.2 粪污清除方式

粪污清除是奶牛场粪污处理过程中的首个环节，清粪工艺的不同直接影响着清粪的效率，进而影响牛舍内的环境。通过调研可知（见表3），张家口市奶牛养殖场粪污清除的主要方式包括：人工清粪、铲车清粪和电动刮粪板清粪等，铲车清粪的利用率最高达73%，人工清粪和电动刮粪板清粪方式利用率均较低。张家口市奶牛场养殖规模较大，铲车清粪由于投入小，使用灵活，效率高，因此利用率最高；人工清粪由于工作强度大、效率低，因此被本地区多数养殖场所弃用，利用率较低；电动刮板清粪工作量小、效率较高。但是，电动刮粪板配套的混凝土实体地面，前期投入较大，加之张家口地区冬季漫长寒冷，刮板清粪在本地区利用率较低。

表3 张家口市奶牛养殖场粪污清除方式

2.3 粪污处理方式

粪污处置是将奶牛养殖场粪污无害化、资源化利用的关键一步，粪污处置方式方法的不同直接影响到经过处理的粪污是否会对周围的环境造成二次污染[5]。通过调研可知（见表4），张家口市奶牛养殖场粪污处理方式主要包括：沼气处理、固液分离、堆积发酵等，粪污自然堆积发酵在养殖场中利用率最高达63%，固液分离和沼气处理等粪污处理方式利用率均比较低。粪污堆积发酵设施因投入小，易建设，因此成为本地奶牛养殖场粪污处理方式的首选；沼气处理设施，因前期投入大，技术要求高，冬季使用成本增加等因素，仅在少数大型养殖场中使用，资金短缺及奶牛养殖场建设规划不合理成为制约本地区奶牛养殖场粪污处理的重要因素[6]。

表4 张家口市奶牛养殖场粪污处理方式

3 存在的问题

3.1 奶牛粪污处理方法单一，处理程度低

在奶业市场和政府引导等多种因素下，张家口市的奶牛养殖场在近5年间经历了大规模的改造升级，奶牛养殖场数量由2014年初的316个减少到2018年末的126个，奶牛养殖合作社模式几乎销声匿迹，粪污处理设施缺失，粪污乱堆乱放，养殖户自行处理粪污等问题得以部分解决。目前，张家口市奶牛养殖场粪污，经过堆积发酵等方式处理后，就近还田率达83%，沼气处理，垫料回用，有机肥生产等深度处理利用率较低，奶牛粪污处理存在方式单一，处理程度低等问题。

3.2 奶牛养殖户资金短缺，粪污治理积极性不高

奶牛养殖业属于投入大、回报周期长的行业，近年奶牛养殖业市场低迷，奶牛养殖场在饲料储备和不断地升级改造等方面需要大量的资金，奶牛养殖户普遍存在着融资难、资金短缺的问题。另外，奶牛养殖者在养殖场建设和改造中，多注重产奶量和乳质水平的提升，饲喂设施、挤奶设备等硬件软件改造投入大，粪污处理设施升级重视程度低、投入小，对奶牛粪污治理的积极性不高。

3.3 奶牛养殖场种养结合水平偏低

据统计，张家口市奶牛规模养殖场配套粗饲料种植土地近8 000 hm2，全市奶牛规模养殖场中配有粗饲料种植土地的73家，占全市奶牛规模养殖场数的58%，配有20 hm2以上粗饲料种植土地的60家，占全市奶牛规模养殖场数的47%。张家口市奶牛养殖场配套粗饲料种植土地总量低、比例小，远不足消纳养殖场产生的粪污，应进一步提高种养结合程度，提高奶牛规模养殖场配套粗饲料种植土地量。

4 建议及对策

4.1 改进奶牛养殖场粪污处理工艺，提升粪污处理水平

应改变张家口市多数奶牛养殖场采用堆积处理的单一模式，因地制宜，因场施策，提高张家口市奶牛养殖场粪污处理水平。

4.1.1 推广粪污分体收集处理还田利用模式

采用干清粪、固液分离和污水沉淀、上清液回冲圈舍工艺，对养殖场产生的粪污集中收集，分别处理。污水通过单独的污水收集系统收集进入氧化塘或贮存池，在当地农田灌溉时期施于农田，还田利用；固体粪便收集于发酵池或堆肥场，经堆沤发酵无害化处理后还田利用或贮存出售。

4.1.2 推广粪污全量收集处理垫料回用模式

采用固液分离工艺，对奶牛粪污全量收集，固体粪便采用条垛式、槽式、发酵仓、强制通风静态垛等好氧工艺，或其它适用技术，经好氧发酵无害化处理后用作牛床垫料，污水经贮存池沉淀，上清液回冲圈舍并经氧化塘处理达标后农田利用[7]。

4.1.3 推广粪污集中处理再利用模式

通过市场和政府引导，以专业生产可再生能源为目的，依托大型养殖场或专门的有机肥生产企业，收集周边养殖场的固体粪便和部分污水，建设大型有机肥生产及沼气工程，沼气发电或提纯，沼渣生产有机肥，沼液农田利用或深度处理达标排放，实现资源再生。

4.1.4 推广有效的粪污处理新成果

马亚宾等[8]报道，中国科学院农业资源研究中心研制成功连续式智能密闭堆肥反应器，将储存、处理过程合二为一，与传统堆肥相比，占地面积减少95%，处理时间缩短70%，处理过程氮素损失降低50%～70%，抗生素降解率达到90%以上，堆肥产品养分含量提高15%～20%，提升了粪污处理水平。

4.2 推广种养结合，提升张家口市奶牛养殖场种植土地配套水平

由于以前张家口市奶牛养殖场在建设规划过程中不注重配套种植土地建设，以及近年奶牛养殖场在发展过程中遭遇资金困局等经济和政策因素，张家口市奶牛养殖场粗饲料种植土地配套处于较低水平。张家口市耕地、草原面积广阔，应积极引导奶牛养殖场科学规划养殖场所，在土地流转政策上予以扶持，推进养殖场与周边种植业配套建设，这样养殖场主不仅有足够的土地全部消纳饲养奶牛所产生的粪污，而且改良了土壤肥力，促进了饲草、饲料作物的生长，既能解决养殖场饲料供给，又实现了粪污资源化利用，保护了环境，实现了奶牛养殖的绿色发展。

4.3 政府加强监管，增强对养殖场粪污处理的扶持力度

奶牛粪污治理是一个亟待解决的问题，而奶牛养殖者主动进行粪污处理设施改造的能力与意识普遍偏低。政府应加强监管与引导，在资金与政策上加大对粪污处理的投入，增强对养殖场粪污处理的扶持力度。同时，政府还应多措并举，积极探索养殖场同乳企、金融机构的合作，在收奶价格、贷款方面对养殖场粪污改造升级给予支持。