2021-4-10 | 农业
1生猪规模化养殖存在的主要环境问题
随着畜禽规模化养殖技术的提高和农业产业结构的调整，规模化生猪养殖得以快速发展。2009年，全国年出栏生猪50头以上的规模化养殖场（户）有253.8万个，出栏生猪54031万头，规模化养殖比率达到61.33%[1]。与此同时，养殖产生的粪污也急剧增加，根据畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596—2001）及相关行业标准测算，2009年全国生猪排粪量约51460.2万t，排污量约428838.5万t，估算排放COD271.66万t、氨氮54.46万t、总磷2.83万t。
按干清粪工艺计算，生猪存栏1.0万头的规模化养殖场，每日生产污水及生活污水排放量约200m3，悬浮物（SS）为17600~19300mg•L-1，COD为18300~23200mg•L-1，BOD为7000~11000mg•L-1，氨氮为385~418mg•L-1[2]。采用水冲清粪工艺则会造成更多的污水排放。此外，由于许多猪场环保设施简陋甚至缺乏，废水、粪便等高浓度的废弃物大部分未经处理或处理不到位就直接排向外环境，造成空气、土壤和水体的污染。
1.1空气污染
猪粪恶臭成分高达230种[3]，粪便中含有的硫化氢、氨气、粪臭素（甲基吲哚）、脂肪族的醛类、硫醇、胺类等物质，污染空气，污染生活环境，刺激动物嗅神经和危害呼吸道，不但会导致动物应激，而且排放到大气中还会对人类健康造成危害[4]。
1.2土壤污染
目前，猪饲料中往往添加高剂量的微量元素，如高铜、高锌、有机砷等，猪粪中铜和锌的直接排泄量占总量的95％以上[5]，加上饲料中未被利用的氮、磷，如果猪粪未经处理，长期排放到田地里，将导致氮、磷、铜、锌及其他微量元素在土壤中富积，当其积累量超过土壤承受能力或土壤容量时，就会对农作物和人体产生危害，导致严重的生态问题[6]。
1.3水体污染
生猪日粮中氮和磷的吸收率约为30％~35％，其余大部分被排出体外，若粪便污水未经处理排入水体，极易造成水体富营养化，且一旦形成就很难消除[7]。其有毒有害成分还易渗入地下水中，严重污染地下水质。
虽然通过有效的营养调控可以在一定范围内减少猪粪尿中氮磷等元素的排泄及污染，但要从根本上防止，还需针对粪污特性进行各种无害化处理，将未转化为猪肉产品的物质和能量再利用起来。
2养殖场粪污的资源特性
2.1粪的资源特性
猪粪的化学成分包括水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和无氮浸出物共5个部分，除水分外，其余部分称为粪的干物质（表1）。依粪的肥料养分分析，猪粪的化学组成见表2。由表2可见，猪粪中的氮主要是有机氮，占粪中总氮量的83.77%。由于粪便富含有机质，有机质在积肥、施肥过程中，经过微生物的酵解以至于重新合成，最后形成腐殖质储存在土壤中（猪粪有机物组成见表3）。腐殖质能调节土壤的水分、温度、空气和酸碱度，能延长和增加肥效，对改良土壤、培养地力有多方面作用。
2.2尿的资源特性
尿的化学成分主要来源于血液，尿的化学成分中水分占95%~97%，固体物占3%~5%，固体物包括无机物和有机物（表4）。
通过对养殖场粪污成分分析可见，猪场粪便污水又是一种极有价值的资源，它含有大量的氮、磷、钾养分和一些微量元素，同时还含有大量的有机物质。问题关键在于如何充分发挥粪污的资源特性，将污染物转化和利用。
3构建生态养殖模式，发展规模化健康养殖
生态养殖是以“整体、协调、循环、再生”为原则，根据不同养殖生物间的共生互补原理，利用自然界物质循环系统，在一定的养殖空间和区域内，通过相应的技术和管理措施，人为地将不同种类的动物群体串联起来，形成一个循环链，实现保持生态平衡、提高养殖效益的养殖方式。根据生产规模和产地特点，通过采用不同的生猪生态养殖模式，可以较好地实现养殖场粪污再循环再利用，实现经济效益和生态效益的统一。
3.1庭院生态模式
庭院生态模式是以单个农户为经营主体的小规模生猪养殖模式，以提高资源利用效率、减少污染物排放和提升效益为目标，将种植、养殖和生物质能链接起来，形成有机整体。在现代庭院生态农业中，尤其在我国南方地区，沼气已经成为连接养殖和种植、生活用能和生产用肥的纽带，成为实现燃料、肥料和饲料转化的有效途径。
庭院生态模式中具有代表性的“四位一体”生态模式[8]，即每户建有日光温室，在温室一侧的地下建造沼气池，池上建猪舍和厕所，一般每667m2日光温室，配建10m3沼气池和20m2猪舍。利用粪污制沼气，沼气做饭、照明、取暖，沼液沼渣种菜，形成日光温室蔬菜生产、养猪、沼气和农户日常生活的有机组合（图1）。
3.2企业发展模式
企业发展模式是以企业为组织单元，采用企业自主经营“、企业+基地”、“企业+基地+农户”等多种产业化方式，以循环经济理念为指导，以产业链延伸为特征，采用清洁生产方式，形成规模化生产、加工增值和副产品综合利用为特征的循环农业模式。
如：发酵床养猪-有机稻（麦）生产模式。发酵床养猪适合年出栏200~10000头规模的猪场，它具有“五省”（省水、省工、省料、省药、省电）、“四提”（提高猪肉品质、提高生猪抵抗力、提前出栏、提高肉料比）、“三无”（无臭味、无粪尿渗漏、无环境污染）、“两增”（增加经济效益、增加生态效益）、“一少”（减少猪肉药物残留）的优点[9]。年出栏5000头的发酵床养猪场需土地2hm2，需垫料2000m3，垫料每年更换1次，更换的垫料是优质的生物肥料，用于绿色有机稻米（小麦）的生产，稻米（小麦）加工过程中产生的米糠、麦麸、秸秆等又可用作垫料原料（图2）。
3.3园区循环模式
园区循环模式是以农业经济示范园区为基础，在园区范围内，以产业化经营为纽带，建立农业各产业共生的联合体，通过企业之间“农产品生产—产品深加工—副产品综合利用与资源化处理”，将园区各经营主体联为一体[10-11]。
如：猪-沼-菜（粮）循环农业模式，就是将规模化养猪场和屠宰加工厂的粪污经干湿分离后，污水用于制沼气，沼气发电，沼液、沼渣用于有机蔬菜和粮食作物种植，干粪和作物秸秆用于生产有机肥（图3），同时生产的粮食又可为养猪提供饲料。