发展低碳养猪促进养殖业健康发展

发展低碳养猪促进养殖业健康发展 发展低碳养猪促进养殖业健康发展

随着世界工业化的发展，人们生产、生活方式的转变，C02排放量愈来愈大，地球臭氧层正遭受前所未有的危机。在过去的百年中，全球温室气体排放导致全球近地平均气温上升了0.3～0.6℃，海平面上升了10 –25cm。人类活动产生的温室气体累积导致全球气候变暖已经严重危及到人类的生存环境和健康安全，全球灾难性气候屡屡出现。发展低碳经济是应对全球气候变化、减少温室气体排放的紧迫任务。中国的温室气体排放总量仅次于美国，居全球第二。在全球每年新增温室气体排放量中，中国占40%[1]。中央经济工作会议明确提出，2010年要开展低碳经济试点，努力控制温室气体排放，加大经济结构调整力度，提高经济发展质量和效益。畜牧业制造了全球9%的人为C02排量，但C02并不是导致全球气候变暖惟一的气体。肉类和乳制品在生产过程中所排放的N20和CH4等也可导致气候变暖。CH4可在大气中保持9～15年，暖化效能是C02的25倍，37%来自于畜牧业；N20暖化效能是C02的298倍，能在大气中保持114年，65%来自于畜牧业。在过去的40年中，欧洲肉类的人均年消费量由56kg上升到89kg，美国由

发展低碳养猪促进养殖业健康发展

随着世界工业化的发展，人们生产、生活方式的转变，C02排放量愈来愈大，地球臭氧层正遭受前所未有的危机。在过去的百年中，全球温室气体排放导致全球近地平均气温上升了0.3～0.6℃，海平面上升了10 –25cm。人类活动产生的温室气体累积导致全球气候变暖已经严重危及到人类的生存环境和健康安全，全球灾难性气候屡屡出现。发展低碳经济是应对全球气候变化、减少温室气体排放的紧迫任务。中国的温室气体排放总量仅次于美国，居全球第二。在全球每年新增温室气体排放量中，中国占40%[1]。中央经济工作会议明确提出，2010年要开展低碳经济试点，努力控制温室气体排放，加大经济结构调整力度，提高经济发展质量和效益。畜牧业制造了全球9%的人为C02排量，但C02并不是导致全球气候变暖惟一的气体。肉类和乳制品在生产过程中所排放的N20和CH4等也可导致气候变暖。CH4可在大气中保持9～15年，暖化效能是C02的25倍，37%来自于畜牧业；N20暖化效能是C02的298倍，能在大气中保持114年，65%来自于畜牧业。在过去的40年中，欧洲肉类的人均年消费量由56kg上升到89kg，美国由

分页标题89kg上升到了124kg，中国由4kg上升到54kg，食物结构中人们的肉类消费仍在继续增长。

发展低碳经济，畜牧业起着举足轻重的作用。世界观察研究所在《世界观察》杂志中刊登的一篇题为《牲畜与气候变化》的报告中指出，牲畜及其副产品实际上至少排放了325.64亿tC02当量的温室气体，占世界总排放的51%[2]。近期，国务院新闻办公室发布《第一次全国污染源普查公报》，此次普查共调查工业源、农业源、生活源和集中式污染治理设施4大类普查对象，在普查公报中首次提出农业源污染物排放对水环境的影响明显大于工业源，占COD排放总量的43.7%，农业源中氮、磷排放量分别占总氮、总磷排放量的57.2%和67.4%，而农业源污染中比较突出的是畜禽养殖业污染，其COD、总氮和总磷分别占农业源的96%、38%和56%。无论是国际还是国内的污染源调查结果均让我们触目惊心。因此，转变生产方式，调整产业格局，改进畜禽粪尿排泄物管理，实现资源利用良性循环，发展创新循环经济模式将成为养殖业低碳经济发展的必然之路。

近年来，畜牧业占农业的比重不断上升，养殖业的快速发展对环境生态的破坏也在与日加剧，不仅排放大量废水，还是C02、N20和CH4的主要来源。据估计，2000～2007年，我国畜牧业平均每年CH4排放总量

分页标题1002.2万吨，其中畜禽胃肠发酵CH4排放834.5万吨，畜禽排泄物CH4排放167.7万吨，约占全球畜牧业CH4排放量的9.68%，平均每年N20排放总量57.7万吨，约占全球畜牧业N20排放量的15.7%。畜牧业排放的CH4和N20总量折合成C02达29.81亿吨。根据联合国政府间气候变化专门委员会的研究，人们每生产1千克肉，就会排放出36.4千克的二氧化碳，餐桌上的肉类属于碳密集型产品，畜禽养殖已成为环境污染的重要来源[3]。畜禽废弃物向环境中排放的污染物造成周围水体、土壤和空气等环境质量的下降，同时对人体健康及生态系统造成了直接或间接的影响。碳排放问题在养殖业生产中受到越来越多的重视，养殖业污染治理迫在眉睫，实现低碳经济下养殖业的可持续发展势在必行。

1 河北省养猪业概况

河北省畜牧业已经成为农业经济的第一主导产业，养猪业是畜牧业的重要组成部分。近几年，河北省养猪业得到了较快发展，规模化养猪业发展迅速。2008年河北省生猪存栏2015.2万头，出栏3230.8万头，养猪产值501.7亿元，占畜牧业产值的35.6%。猪肉总产量

分页标题245.8万吨，人均猪肉占有量达35.2公斤，猪肉占肉食消费的58.4%。出栏50头以上的生猪规模养殖比例达到64.5%，全省共有种猪场303个，存栏原种基础母猪6450头；扩繁场297个，存栏基础母猪15.4万头[4]。现在河北省养猪业正在向标准化、规模化、集约化方向快速发展，区域化养殖格局日趋明显，已经形成了中部、东北部、南部的养猪业优势产业带。生猪标准化养殖场建设和大型沼气项目正在开展，为畜禽粪污治理、清洁生产创造了条件。

2 养猪业对环境的影响

我国养猪业历史悠久，而且长期处于分散、小型饲养的状况，饲养规模小、饲养量少，粪尿作为农业生产重要的有机肥料，几乎不存在环境污染的问题。但是，自改革开放以来，养猪业经历了1978～1984年的改革发展时期，1985～1996年的快速发展时期，1997～2006年的优化发展时期，2007年以来，河北省养猪业进入了由传统向现代转型的一个新的发展时期。

伴随着养猪业规模化的发展，大规模养猪场造成环境污染日趋严重。目前，我国养猪业普遍面临技术水平不高，养殖基础设施和设备落后，资金短缺等问题，要达到国家要求的污染治理水平存在较大困难。一些新建的养殖场，大量粪便积压浪费，个别养猪场将粪尿、污水不经无害化处理直接排放，对环境造成严重污染。由于猪本身对营养物质利用率的限制，不可能完全吸收饲料中的各种营养成分。因此，通过粪、尿会排泄出大量的营养物质，对环境生态平衡造成威胁以致引起污染，主要表现在以下几个方面：

2.1 土壤和水体的污染

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养猪业对土壤和水体污染主要源于养殖过程中未经处理的粪尿等大量废弃物，有调查表明全国约80%的规模化养殖场没有污染治理设施，一些未经消化吸收的营养物质大部分以粪尿的形式排出体外，而粪便中有机物的含量往往很高，粪污一般未经任何处理即就地排放。据全国农业推广服务中心(1999)报道，干猪粪中有机物含量能达到714g／kg。含有猪粪的污水中COD浓度达到13000mg/L～20000mg/L，BOD浓度达6500mg/L～10000mg几，清除猪粪的污水COD、BOD浓度分别达6000mg/L～10200mg/L与3500mg/L～6000mg/L。如此高浓度的有机物进入水中，大量消耗水中的溶解氧，使得水体变黑发臭，严重威胁水生生物的生存和人类健康[5]。据初步计算，一个万头规模化养猪场，常年存栏量约为6000头，每天排泄粪尿量约29吨，全年约10585吨。而养殖场数目和饲养密度的增加，造成很小的土地面积承载大量的粪尿，因粪尿中含有较高的氮、磷、钾等，造成营养物质的富集。粪尿中氮、磷等其他营养物质会转化为硝酸盐和磷酸盐，使土地失去生产价值，引起地表水和地下水的污染。

2.2 臭气污染

粪便排出后，其中的挥发性有机物，如硫化氢、甲胺、吲哚、粪臭素等会立即散发出来，而且由于酶的作用，其中的尿素也很快转化为氨气排放出来。这些臭气能够强烈的刺激人和动物的眼、鼻、喉，引起养殖场周围空气的污染。

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3 低碳养猪与可持续发展

养猪业对环境的污染已经日益为公众所关注。2003年3月1日正式实施的中华人民共和国《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)，严格的界定了集约化畜禽养殖场水冲式、干清粪工艺最高允许排水量，污染物最高允许日均排放浓度等指标，为环境保护提供了法规。降低环境污染和碳排放的主要措施：

3.1 加快养猪方式转变

对养殖企业的环境治理应该以污染最为严重．的养猪产业为重点，以粪污无害化处理与废弃物资源化利用为关键技术，加快养殖方式转变，规范养殖行为，推进标准化生产，推行清洁生产、循环利用，建立养殖业与种植业相统一的农业生态体系。以“优质、高效、安全、生态”为目标，着力推进养猪生产方式的转变，构建环境友好、资源节约型现代养猪业，实现养殖业实现养猪业的低碳发展。

3.2 改进粪尿排泄物管理，实现资源利用良性循环

加强养猪场固体废弃物高效无害化处理和资源化利用技术的开发，猪粪的处理必须坚持减量化、资源化和无害化原则，推广沼气能源工程，将粪尿中的有机质转换成沼气，有效地利用能源。采用干清粪技术，实现固液分离，减少粪便的处理量和排放量。针对猪粪中含有丰富的有机质、氮源及其他微量元素的特性，小型猪场可直接堆沤作肥料或经微生物发酵后作鱼饲料，沼气发酵等。大中型养猪场应结合各自实际情况，采取生态养殖与粪污治理技术，污水、废渣、臭气等污染物排放需达到国家污染物排放标准。

3.3 建设适度规模的养猪场

养猪业是农业的中轴产业，利用猪的粪便作有机肥，实现种植业和养殖业的良性循环。建设中、小型养猪场时，要充分考虑养殖区域土地承载和对有机肥的消纳能力，坚持适度规模。中等规模养猪场一般饲养母猪在300～500头，肉猪一批饲养量在3000～5000头。小规模猪场一般饲养母猪

分页标题20~50头，肉猪一批饲养量在200～500头。“中等规模”、“多点分散”是防止污染的有效措施。

3.4 大规模养猪场粪尿低碳化处理

随着畜牧业、种养业逐步走向集约化、规模化；粪便低碳化处理已经非常紧迫。大型养猪场采取机械和自动化装置，对养猪场的粪便进行清扫、干燥和生物处理，通过开发利用生物热能等可再生资源发展沼气、制作工业有机肥等方法，促进粪便的资源化和商品化，减少环境污染，促进生态良性循环。

河北兆江养殖有限公司是一个集种猪选育、养殖、高效农业种植、农畜产品加工、生态循环技术开发于一体的农业产业化龙头企业。公司下属种猪场、种猪扩繁场、有机肥厂、渔场、生态农业观光园等；在建设标准化、规模猪场的基础上，建成2个549立方米的地上式全混合厌氧发酵塔、1个550立方米的储气柜，利用猪粪资源建设沼气厌氧发酵工程，对养殖场的猪粪进行生物处理，沼气用于取暖、发电，沼液用于农作物的叶面施肥，沼渣制取生物有机肥，生产绿色有机农产品，把养殖业与种植业有机结合，发展无公害农业生产和农业生态旅游观光，资源循环利用，减少环境污染，增加养殖经济效益。生产上实行种养结合，发展“猪-沼—粮”、“猪-沼-蔬”、“猪-沼-草”、“猪-沼-药”等，形成“养猪-沼气（电）-肥料-种植（粮、果、菜、药）—加工”五环产业相结合的互补型生态农业模式，既很好地处理了粪尿，而且比施用化肥投资少，植物生长旺盛。净化了环境，防止了污染，使养殖场蚊蝇减少了80%，同时又生产了沼气和电力能源，为大中型养殖场解决环保、节约问题闯出了一条新路。

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3.5 养猪场污水的处理

由于物理固碳的不稳定性和高成本，猪场废水处理中排放到大气中的C02难以收集，且养猪业本身就是微利行业。因此，物理固碳技术不适合养殖业。采用生物固碳技术，利用高等植物和藻类的光合作用，通过微生物的新陈代谢，将空气中的水和二氧化碳转化为氧气和有机物，调节大气中氧气和二氧化碳的平衡，提高生态系统的碳吸收与储存能力，是地球上最古老的固碳方式，也是最经济且副作用最少的固碳方法。

在大型猪场废水的处理中，因排泄量大，依靠上述方法难以处理大量的废水。采用微藻固碳技术，利用微藻具有光合速率高、繁殖快、环境适应性强、对污水中的有机质及氮磷有较强的去除能力，可调控。而且易与其他工程技术集成等优点，可获得高效、立体、高密度的培养技术，固碳后产生大量的藻体蛋白可合成饲料。因此，猪场废水的低碳化处理需要采用费用低且效果好的处理方法。生物处理法是目前猪场废水处理的最主要手段，微藻固碳有望成为一种具有较高经济价值的C02固定方法。

3.6 减少恶臭气体排放

排泄物的臭味主要来自饲料中的粗蛋白质。因此，应减少氮的排泄，这是解决臭气问题的重要手段。利用合成氨基酸可降低饲粮粗蛋白质含量、减少氮的排泄量；通过提高日粮营养物质的消化率来达到除臭目的。如酶制剂、酸化剂、低聚寡糖等饲料添加剂，能改变胃肠道后段挥发性脂肪酸的产生，减少总需氧菌量（大肠杆菌）增加双歧杆菌数，减少排泄物中臭味成分；也可以使用直接添加到粪中除臭的除臭剂，如沸石、绿矾、磷酸钙、PH缓冲剂、高锰酸钾、过氧化氢等。

3.7 利用微生态发酵床养猪

微生态发酵床养猪是根据微生态理论和生物发酵理论采用发酵床垫料饲养的方式，按一定比例混合锯末、秸秆、花生壳粉和微生物垫料在猪舍地面形成了一个微生态发酵床，快速消化分解粪尿等养殖排泄物，猪舍里不产生臭气和氨味，将猪的排泄物充分发酵转化为有机肥，从源头上解决猪粪尿的排放，创造良好的养猪环境。养殖过程因为不需要冲洗猪舍，能省水、省电约800%。同时，发酵床产生的热量能维持猪舍温度在20℃左右，猪舍冬季无须耗煤耗电加温，节省能源支出，没有废物排放，猪舍环境良好。

3.8 日粮配方和营养调控

分页标题与发达国家相比，我国畜禽饲料转化效率明显偏低，饲料资源浪费严重。我国仅养猪业每年消耗的饲料粮就超过4000万t，同时向环境多排放100多万t氮、磷等污染物[6]。通过准确测定不同时期猪对各种养分的需要量和饲料中养分的有效含量，充，分考虑到不同生理阶段对营养需求的差异，分阶段制定饲料配方，以可消化氨基酸为基础，添加合成单体氨基酸，配制成符合营养需要的平衡日粮，提高饲料利用率，使日粮中粗蛋白质水平降低2%~3%。而日粮粗蛋白质每降低1%，总氮（粪氮和尿氮）排出量会降低约8%，排尿量减少11%，可降低尿氮含量、猪舍中氨气浓度及释放速度。既可以满足不同时期猪的营养需要，节省蛋白质资源，减少不必要的饲料浪费，而且降低粪氮的排放量。

3.9 应用酶制剂和有机微量元

采用酶制剂、饲料添加剂等生物工程技术来消除抗营养因子的影响。研究报道日粮中添加植酸酶，可以提高猪饲料中植酸磷的利用率，从而可以降低日粮中无机磷的添加量，可使磷的排泄量减少20% ~50%。育成猪饲粮中添加0.2%β-葡聚糖酶，可改善猪的生长，提高饲料转化率和氮利用率[7]。某些有机微量元素螯合物，如甘氨酸铁、蛋氨酸锌等，具有容易吸收、物学利用率高的特点，少剂量添加就可以达到相同的效果，减少金属离子的排出量，是一种理想的微量元素添加剂。

3.10 合理的猪舍设计

在猪舍建筑中采用合理的建筑设计和朝向，猪舍外围护结构采用聚氨酯保温板等建筑材料进，采用北走道，小单元，屋顶无动力通风系统，产房和保育舍采用仔猪保育箱，可自动调温的地热板，冬季不需要进行室内加温。在猪场周围栽植树木，．种植中草药、牧草，既可以减少二氧化碳逸出，减少碳的排放量，达到猪场的低碳化处理，又可绿化周围环境，

3.11 加强低碳养殖业的研究

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今后一个时期，国际社会要求我国承担有约束力的减排责任压力巨大，低碳养殖业将成为我国畜牧业发展不可逆转的趋势。目前，低碳养殖技术成本高，市场回报率低，科技水平落后，技术研发能力不足。在技术商业化尚不成熟的情况下，要依靠政府财税政策的支持和采用市场机制，引导社会资金投入低碳农业技术的研发。养殖业要主动承担节能减排的义务和责任，大力发展以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳发展模式，控制养殖规模和数量，控制各种能源的消耗，减少碳的排放，保护现有的生态环境，提高低碳养殖业的可持续性。