高寒地区畜禽粪污资源化利用实用技术
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第二节 国内概况

全国概况

中国位于亚洲东部,太平洋西岸,陆地面积960万km2,地势呈西高东低,属于热带季风、亚热带季风、温带季风、高原山地、温带大陆性和热带雨林气候。地形和气候的多样性,为农林牧渔业发展提供了有利条件。在中国农业发展几千年的历史中,周商时代,中国人就开始通过施肥来维持并增进地力;战国时期,“多粪肥田”已成为“农夫众庶之事”;宋代《陈旉农书》已经指出“地力常新壮”的杰出思想。同时,在长期施肥应用过程中,也形成了“猪是家中宝,粪是地里金”“庄稼一枝花,全靠肥当家”等民俗谚语,说明我国畜禽粪污肥料化利用历史悠久。依据畜禽粪污资源化利用情况分为三个阶段:

第一时期:原始利用期。(1985年以前)。随着人类活动的出现,野生动物驯化不断发展,种植技术不断成熟,畜禽养殖规模不断扩大,畜禽粪污产量也越来越大,人们一直采用堆肥还田的方式,实现种养结合循环利用。特别是1949年新中国成立后,我国各行各业百废待兴,解决人民温饱成为首要任务,国家提出“广积肥,多打粮”等号召,家家户户均有积肥任务指标,秋季集中积肥,春季集中还田利用。毛主席在《关于发展畜牧业的指示》《关于发展养猪业》中指出:“肥料是植物的粮食,植物是动物的粮食,动物是人类的粮食,由此观之,大养特养其猪,以及其他牲畜是有道理的。”“一头猪就是一个小型有机化肥厂,如果能做到一人一猪,一亩一猪,肥料的来源就解决了。”因当时农牧业以家庭经营为主并且养殖数量受到严格限制,化肥资源相对紧缺,畜禽粪污是种植业肥料的重要来源,而畜禽粪污堆肥资源严重不足,家家户户争先恐后起早贪黑争抢畜禽粪污,积极完成村里下达的积肥任务目标,形成了畜禽粪污堆肥还田循环利用的良好发展局面。但当时畜牧业养殖水平较低,液体粪污随处排放现象也普遍存在。

第二时期:问题凸显期。(1985—2013年)。1978年党中央十一届三中全会胜利召开,拉开我国全面实施改革开放的大幕,陆续实施土地家庭联产承包责任制,生产力与生产关系进一步解放优化。特别是1985年党中央国务院发布中央一号文件《关于进一步活跃农村经济十项政策改革农产品统派购制度》明确提出:“除个别品种外,国家不再向农民下达农产品统派统购任务,按照不同情况,分别实行合同定购和市场收购。”我国引进13套大化肥厂,大大提升了化肥供给能力,严格实行低价薄利、采取半市场化经营模式、平均销售价格和限价政策等措施,长期保持化肥价格处于较低水平。有机肥见效慢、亩均施用量大、施用耗费劳动力资源多,化肥见效快、用量小、耗费劳动力资源少,因此,随着全国粮食产量的大幅度增长,对肥料需求量也逐年大幅提升。

种植业不断发展壮大的同时,我国畜牧业发展也进入历史性快速增长和提质增效规模化发展时期。尤其是1985—1996年,我国出台了《关于进一步活跃农村经济的十项政策改革农产品统派购制度》(1985年中央一号文件),开始实施菜篮子工程,颁布了《中国中长期食物发展战略与对策》,加速推进了我国畜牧业进入全面快速增长期;1997—2013年,先后出台了《中共中央关于农业和农村工作若干重大问题的决定》(1998年10月14日中国共产党第十五届中央委员会第三次全体会议通过)、《国务院办公厅关于加快畜牧业发展的意见》(国办发〔2020〕31号)、《国务院关于促进畜牧业持续健康发展的意见》(国发〔2007〕4号)等决定和意见,推动畜牧业提质增效规模化发展。2013年,全国肉类总产量8536万t。其中,猪肉产量5493万t;牛肉产量673万t;羊肉产量408万t;禽肉产量1798万t。年末生猪存栏47411万头;生猪出栏71557万头。禽蛋产量2876万t。牛奶产量3531万t。

随着畜禽养殖数量的快速增长和人们对畜产品质量要求越来越高,畜牧业呈现出规模化、集约化、标准化发展态势,种植业长期用化肥替代有机肥进行施用已成为习惯,种养结合循环利用已完全分离。同时,土地所有权改革也阻断了种养结合的连接通道。种养结合完全分离,畜禽养殖造成环境污染的问题日益凸显,呈现出粪污随意排放、粪污横流和人畜混居等现象,部分河流和地下水受污染严重,部分地区因养殖粪污环境污染问题引发上访和冲突事件“屡见不鲜”。

第三时期:集中处理期。(2014年以后)。随着畜禽养殖污染问题不断凸显,国家陆续出台了《畜禽规模养殖污染防治条例》(国务院令第643号)、修订《中华人民共和国环境保护法》,实施了《水污染防治行动计划》(国发〔2015〕17号)、《到2020年化肥使用量零增长行动方案》(农办农〔2015〕14号)和《土壤污染防治行动计划》(国发〔2016〕31号)等治理措施。特别是2016年,习近平总书记在中央财经领导小组第十四次会议上强调,明确了以农用有机肥和农村能源为主要方向,加快推进畜禽粪污资源化利用进程。农业农村部、生态环境部随后陆续出台了《畜禽粪污资源化利用行动方案(2017—2020年)》(农牧发〔2017〕11号)和《农业农村污染治理攻坚战行动计划》(环土壤〔2018〕143号)等实施方案和行动计划,制定了“十三五”期间治理与利用线路图和时间表,整合了优势力量攻坚克难突破粪污问题,明确了任务目标和完成时限,进一步将主体责任落实到位。

在“十三五”期间,全国各地按照国家提出的“源头减量、过程控制、末端利用”的处理理念和“政府引导、企业主体、市场化运作和资源化利用”的运作原则,制定各级畜禽粪污资源化利用工作方案,整合大专院校、科研单位技术力量,成立各级畜禽粪污资源化利用技术创新联盟开展技术攻关合作,打造粪污全量收集还田利用、粪污专业化能源利用、固体粪便堆肥利用、异位发酵床、粪便垫料回用、污水肥料化利用和污水达标排放等7种处理利用模式。根据气候情况在长江以南的气候温暖地区,形成了“能源化+肥料化”适应作物种植节奏的沼气生产与沼渣沼液还田的利用模式,基本解决了南方水网密布地区养殖业对水环境的污染影响;在长江以北黄河以南的气候相对温暖地区,形成了“粪肥稀释管网还田”种养结合利用畜禽粪污的处理模式,粪肥通过管网直接施用处于生长期的农作物,减轻了因堆肥、污水好氧发酵而造成的污染,最大程度地利用了粪肥中的养分;黄河以北,尤其是东北地区形成了“粪肥全量还田”的种养结合利用模式,粪肥通过堆肥腐熟,每年春秋两次定期还田。制定《畜禽粪污处理场建设标准》(NY/T3023—2016)、《畜禽粪便无害化处理技术规范》(GB/T 36195—2018)和《畜禽粪便堆肥技术规范》(NY/T3442—2019)等各项标准,实施种养结合一体化、畜禽粪污资源化利用、畜禽健康养殖等中央补助项目,组织召开推进会、观摩会和各类展览会,宣传粪污资源化利用好典型、好经验、好做法。全国投入畜禽粪污资源化利用资金296亿元。截至2020年底,畜禽粪污综合利用率达到75%,规模养殖场粪污处理设备装备配套率达到95%,其中大型规模场粪污处理设施设备配套率达到100%。全国有一半以上省份畜禽粪污综合利用率超过85%,规模场粪污处理设施设备配套率接近100%,基本完成了“十三五”规定的各项任务目标。

“十四五”期间,我国将继续完善和改进粪污资源化利用技术模式,探索粪污资源化利用精准施用技术、科学监管方法和全程检测质量安全监测标准,逐步走向规范化、制度化和法制化管理轨道,实现粪污资源化科学化种养结合循环利用。

高寒地区特点和概况

黑龙江省地处北纬43°~53°,气候冷凉,四季分明,属于我国的高寒地区,处于世界黄金玉米带、黄金奶牛带和世界黑土带上,是世界公认的适合发展种植业和养殖业的黄金地带。伴随着种植业的不断发展扩大,畜牧业也应运而生,在畜牧业不断发展的过程中也带来了粪污产物,造成了一定的影响。

1983年黑龙江省陆续实施家庭联产承包责任制,将集体所有土地分产到户,较好地调动了广大农户的生产积极性,粮食产量大幅度增加,为发展畜禽养殖奠定了良好基础。伴随着国家对家庭养殖畜禽数量限制放开,黑龙江省陆续出台了一系列鼓励扶持政策,家庭养殖业数量和规模如“雨后春笋”般快速发展壮大,尤其是在先后制定并实施“科技兴牧”“半壁江山”和“奶业振兴计划”等发展规划后,黑龙江省畜禽养殖数量实现快速增长,养殖规模和养殖科技水平实现质的飞跃,形成了养猪一条街、奶牛高产示范园区和各类养殖专业村、专业大户。截至2015年末,黑龙江省奶牛存栏114.7万头、鸡存栏13840.9万只,全年生猪出栏2027.6万头、活鸡出栏20215.3万只,牛出栏269.7万头。

在畜禽养殖规模不断扩大的同时,粪山尿海、污水横流和随处堆放等污染环境问题逐渐凸显。同时,化肥制造工业快速发展和土地所有权发生转变,间接阻碍了有机肥的施用和隔断有机肥还田的联结途径。在此期间,国家实施了农业面源污染连片治理沼气工程项目,黑龙江省实施数量也不少,但因气候因素大多未运行,目前仍处于闲置状态。而禽养殖场(户)也自发探索了能源化型煤和肥料化还田等畜禽粪污资源化利用模式,在当时发挥了一定作用,但因资金不足和模式造血功能不强等一系列问题,造成这些模式最终以失败告终。到2015年末,黑龙江省畜禽养殖带来环境污染问题仍未能从根本上解决,未形成有效的畜禽粪污处理技术模式,未能形成种养结合循环利用的良好运行机制,黑龙江省年粪污总产量已达到11000t,粪污资源化利用率不足40%,设施配套率在不同规模牧场维持在30%~50%的水平。

党中央主要领导高度重视,习近平总书记在中央财经领导小组第十四次会议上,针对畜禽粪污资源化利用发表重要讲话,国务院和国家相关部委先后出台相关指导意见、实施方案和行动计划。黑龙江省政府出台了畜禽粪污资源化利用工作方案,黑龙江省畜牧总站牵头成立畜禽粪污资源化利用产业技术联盟,整合大专院校、科研企事业单位等多方资源,联合开展畜禽粪污资源化利用技术攻关,积极争取国家畜禽粪污资源化利用整县推进项目资金。

2016—2020年,黑龙江省积极贯彻国家提出的“源头减量,过程控制,末端利用”的治理理念,联合大专院校、科研单位开展技术攻关,引进消化吸收再创新了固液分离、堆肥发酵、氧化塘处理、沼气发酵等关键核心技术,形成了种养结合还田肥料化、固液分离回用垫料化、全量发酵沼气能源化等3种有效模式,引入市场化运行新机制,解决粪污资源化利用造血难、运行难问题,基本上探索出适合北方高寒地区气候特点的畜禽粪污资源化利用技术模式。项目实施上,严格执行政府引导、企业主体、市场化运作和资源化利用方针,争取国家粪污资源化利用整县推进、奶牛场和生猪场改扩建项目资金。又实施了现代奶牛示范场建设和“两牛一猪”项目,明确规定了粪污处理设施设备作为项目建设必备条件。到2020年末,通过技术模式的有力支撑、各类项目的强力拉动、各级政府监管责任的逐级压实和养殖企业主体责任的进一步明确,争取国家和省级财政投入各类畜禽粪污资源化利用项目资金达到9.8亿元,26个养殖大县整县推进项目覆盖率100%,规模化养殖场设施改造项目覆盖率100%,推动了黑龙江省畜禽粪污资源化利用工作发展,黑龙江省畜禽粪污资源化利用率和规模养殖场粪污处理设施装备配套率分别达到85.31%和99.84%,分别超额完成预期任务目标0.31个百分点和4.84个百分点。

目前,黑龙江省畜禽粪污资源化利用工作取得了一些成绩,探索出了全量还田“丹青诺和”模式、奶牛垫料化循环利用“华美亿丰”模式、固体分离+固体堆肥+液体氧化塘+还田肥料化利用等有效处理利用模式,畜禽养殖业COD,氨氮、总磷和总氮排放量与2007年相比,分别有不同程度下降,治理效果比较突出。但是,我们应清醒看到这些技术模式仍存在这样或那样的问题,粪污资源化利用技术模式探索之路任重道远,需要我们继续联合科研院所、大专院校和事业单位开展技术模式再创新再实践,将畜禽粪污资源化利用重点放在粪污还田机制体制创新、粪污还田质量安全全程监测和还田精准施用上,最终实现技术成熟度高、属地性能强、全程监控安全精准施用、种养结合紧密和循环利用的粪污资源化利用新局面。