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生态养殖与粪污处理技术浅析

2021-03-04 09:10 来源:养殖技术论文 人参与在线咨询

摘要:畜禽生态养殖就是将畜禽养殖和环境的友好发展相结合,使物质在一定的养殖空间和区域内实现循环,运用现代的技术使不同生物在同一环境中共同生长,最终达到提高养殖效益的一种养殖方式。畜禽粪污作为循环的重要物质,是实现生态养殖的基础。本文总结生态养殖与粪污处理技术现状及发展趋势,为我国生态养殖技术发展提供发展思路。

关键词:畜禽;生态养殖;粪污处理;发展趋势

生态养殖已提出多年,为了保证生态养殖技术的应用推广,国家出台了保证政策,农业农村部出台生态养殖补贴,鼓励企业开展生态养殖。为了带动示范效益,农业农村部还出台了《农业生态循环示范建设项目》,2015~2020年在国内建设了300余个标准化生态循环养殖企业,带动区域生态循环产业发展。我国每年生产肉蛋奶约1.5亿t,产生畜禽粪污约38亿t,每年约有40%没有实现全消纳零排放,给人居环境造成了重大威胁。我国传统农业生产中畜禽粪污主要是用作肥料。粪污作为肥料可以保障土壤有机质含量,防止土壤板化和保证土壤持续利用[1]。同时粪污土地消纳利用方式是维持生态环境安全的物质保障。我国养殖业基本实现了集约化、规模化,但在早期发展期间忽略了其对生态的影响,造成畜禽养殖粪污产生量大、处理成本高、综合利用率低。

1生态养殖与粪污处理技术发展现状

1.1生态养殖技术现状。按照物质循环的基本原则,我国建立起了以种养结合、立体养殖、以粪污无害化处理为纽带的生态养殖模式。3种模式中应用较多的是种养结合,这种方式适合不同规模养殖单位,它将畜禽养殖与自然环境相结合,养殖中直接或间接利用环境资源,而畜禽粪污直接进入生态循环中,建立新的生态循环系统。实际生产中主要是利用草原、农业种植区、果园、林地进行畜禽养殖,这种养殖方式生产成本低。立体养殖模式是将多种动植物划到一个生物圈内进行养殖,它以畜禽营养物质利用为主线,层次化利用动植物废弃物,减少环境污染。比较常见的猪牛养殖、稻田种植、鱼虾养殖相结合模式,这种方式可提高能源的循环效率,将畜禽粪便作为稻田肥料的同时,还作为鱼虾的食物,实现不同生物之间的能量循环;以粪污无害化处理为纽带的养殖模式,将粪污的综合利用技术与种植业、养殖业、加工业相结合,典型的方式是将粪便进行有机肥生产,有机肥用于种植业、加工生产的副产品用作饲料。

1.2粪污处理技术现状。粪污处理作为生态养殖技术的重要环节,是实现畜禽粪污减量化、无害化、资源化综合利用的重要保障,为了提高粪污的利用效率,人们将生物技术、机械加工技术、现代信息技术等运用到粪污处理中,开发出适合不同生态养殖模式的粪污处理技术。1.2.1肥料化技术。肥料化技术是将畜禽粪污物进行发酵处理生产有机肥的过程。现在的肥料化技术方式主要是直接还田、条垛堆肥、静态堆肥、厌氧堆肥,2020年最新的环保要求粪污不可直接还田,所以现在只能采用后6种方式进行处理。条垛堆肥法是将畜禽粪便直接在地面进行堆肥,为了防止粪污渗透地表,生产时需要在防水地面进行。该方式对土地需求量大,适合于我国北方土地资源丰富的地区;静态堆肥是在条垛基础上加入通风换气系统,实现对堆肥过程中环境温度的控制,缩短堆肥的周期。它适用于南部常年气温较高的地区;厌氧堆肥方式是采用封闭容器进行堆肥,整个堆肥过程中都采用密闭或半密闭的方式,在发酵过程中实现自动翻动,对发酵粪污中水分、pH、发酵温度等参数进行监测和控制,这种方式适合于小型畜禽粪污需求企业。1.2.2能源化技术。能源化主要是将畜禽粪便转化为光、电、热等能源。主要的利用方式包括直接产热、沼气工程。直接产热方式是将畜禽粪便进行干湿分离,固体粪便进行烘干压块处理后作为生物能源进行燃烧产热,适合大型养殖场应用,因为热能值较传统的煤、气、石油低很多,而且体积较大,所以在我国应用效果不理想。沼气技术是将粪污进行厌氧发酵产生沼气,现在主要的沼气工艺有USB、USR、UBF、CSTR等,我国主要采用USR、UBF、CSTR这3种方式[2]。沼气技术能有效杀死粪污中的病原微生物,产生的沼气可以转化为热能、电能。沼气技术设备要求高,基础设施投入大,所以成本较高,同时沼气发酵受到气温影响,在冬季不适合发酵,只能在南方地区应用。1.2.3饲料化技术。饲料化技术将畜禽粪污中未被消化的营养物质进行处理后,与其他饲料原料混合后进行循环利用,提高了资源利用效率。我国粪污饲料化利用的主要方式是直接利用、青贮混合利用、干燥混合利用几种方式,因为动物对饲料利用的效果不同,产生的粪污含有的营养物质不同,现在我国主要是将鸡粪便直接喂鱼、猪,鸡粪发酵后和青贮饲料混合喂牛羊,鸡粪干燥后可以与其他饲料原料混合使用。这种方式无法对粪便中的重金属和抗生素进行有效处理,所以在国内应用较少。

2生态养殖与粪污处理技术发展趋势

2.1生态养殖创新。生态养殖技术更加注重能量物质的循环利用效率,建立绿色畜产品生产、污染控制、资源综合利用体系。在动物产品生产上控制饲料使用量,减少饲料浪费,减少饲料中的抗生素使用量,减少动物产品和粪污中的抗生素残留。在饲料中增加天然饲料添加剂,提高饲料利用率,从源头上控制粪污物产生量。在畜禽生产基础设施建设中进行科学规划,建设雨污分离、粪污处理、生物屏障等基础设施减少粪污的环境污染。提高粪污资源利用效率,拓宽利用途径,近些年将生物发酵技术在畜禽粪污处理上进行大规模的应用,提高了粪污的处理效率,粪污提纯的微生物在分子生物领域内开始应用,并取得了良好的经济效益。

2.2生态养殖模式创新。现在的生态养殖模式主要用于延长能源利用链条,增加营养利用层次,达到提高对自然资源循环利用的效率。在畜产品生产上更加注重环保绿色安全,将畜禽生产与环境相结合。目前应用较好的像生物技术应用,在规模化畜禽养殖循环生产中引入了营养利用层次低的蚯蚓、蛆虫对畜禽粪便进行营养降级,减少环境污染[3]。同时蚯蚓和蛆虫自身含有天然的生长促进物质,营养价值丰富可以作为鸡、猪、鱼、螃蟹等动物饲料,引入的生物增加了资源的循环利用效率。现在还有些地方在引入蚯蚓、蛆虫的同时引入藻类,利用光合作用将畜禽粪污中的氨气转化为蛋白质等有机物,既能减少环境污染,又增加营养物质的含量。

2.3畜禽粪污处理技术创新。畜禽粪污的处理技术向联合化、生物化、无害化方向发展。在粪污处理上与农业生产废弃物处理相结合,采用干湿分离技术对固体粪污与农业废弃物进行微生物发酵处理,提高有机肥生产效率和品质,液体粪污进行UASB、SBBR组合工艺处理,生产清洁能源,处理后的水可以作为清洁生产用水循环使用。生物发酵剂效率更高,以前单一使用乳酸等发酵剂,现在开发出新型的高效复合生物发酵制剂,发酵降解效率更高。针对废物中的重金属抗生素含量高的情况,可应用重金属钝化技术、抗生素基因削减技术进行处理,其中效果较好的木醋液是应用较好的重金属钝化剂。抗生素的降解技术主要采用生物富集无机化处理,在粪污中富集大量的微生物和植物使抗生素在其体内沉积,之后将微生物和植物进行无机化处理。

3小结

我国畜牧业正处在转型升级的关键时期,在建立现代生态养殖模式过程中,应加大技术创新和科研成果推广的支持力度。推进畜牧生态养殖水平,建立现代生态养殖模式,促进畜禽废弃物资源化利用,解决规模化畜禽养殖过程中粪污处理质量、处理效率和处理成本的技术瓶颈,实现科技创新驱动养殖业及关联产业的可持续发展。

参考文献:

[1]邱建玲.解析畜牧养殖对生态环境的影响与应对措施[J].畜牧业环境,2020(12):22.

[2]李亚宁.畜禽养殖废弃物资源化利用与现代生态养殖模式分析[J].畜牧业环境,2020(12):31.

[3]刘志奇.生态养殖与畜牧业可持续发展分析[J].今日畜牧兽医,2020,36(6):54.

作者:王敬霖 张敏 张吉杭 单位:山东省泰安市肥城市畜牧兽医服务中心 山东省泰安市肥城市孙伯镇畜牧兽医站 山东省泰安市肥城市新城街道办事处

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