规模化肉牛场粪便处理模式调查与评价
中文摘要：
改革开放以来，随着工业化、城市化进程的加快，农业产业结构调整，各级政府“菜篮子”和“米袋子”工程的实施，经济的高速发展以及物质水平提高对食物结构的调整提出了新的要求，从而促进了畜禽养殖业快速发展，特别是规模化畜牧业养殖尤为突出。畜禽养殖规模和产值每年的递增速度超过10％。2011年全国肉类总产量为7957万吨，比2010增长0.4%。其中，牛肉产量648万吨，下降0.9%；猪肉产量5053万吨，下降0.4%。年末生猪存栏46767万头，增长0.7%；牛奶产量3656万吨，增长2.2%；禽蛋产量2811万吨，增长1.8%。我国畜牧业持续快速发展，满足了国民的肉蛋奶需求的同时，规模化养殖场的废弃物对环境的污染问题亦日趋严重，成为人们关注的焦点。笔者认为，如何协调好畜牧业发展与生态环境的关系，同时持续发展畜牧业业已成为社会各界关注的焦点，更是政府决策者的重要任务。
笔者在大量阅读中外文献资料与进行详尽调查研究的基础上，从我国肉牛养殖业规模化、集中化的发展现状出发，简要综述了养牛业建设中存在的问题和不足及国内外研究进展。根据我国畜禽养殖业统计数据，对规模化肉牛场的粪便产生量进行了估算，系统地阐述了规模化肉牛养殖过程中产生的环境污染问题，归纳了肉牛养殖业环境污染的特点，从生产、技术、政策和管理等方面探讨了肉牛养殖业环境污染产生的原因。重点介绍了牛粪对环境的污染、危害以及国内外牛粪的处理现状。且对规模化肉牛饲养场粪便处理方式及效果进行调查分析，主要对一下几种处理方式进行对比分析。从而，从肉牛养殖污染防治的角度，结合我国实际，提出了适我国循环经济发展与生态畜牧业的处理粪污模式。这种模式以农业生态为基础、以效益为目标，以充分利用资源为根本出发点，要采用简便易行、经济实惠及科学合理的方式方法，通过合理规划、科学治理、加强环境管理等，实行清洁生产的源头控制与综合利用的末端治理相结合，实现对养殖业的全过程污染防治及控制。通过改进工艺流程，优化生产模式，大力推广循环经济，
1
1
中华人民共和国2011年国民经济和社会发展统计公报
http://www.stats.gov.cn/tjgb/ndtjgb/qgndtjgb/t20120222_402786440.htm
实现肉牛养殖业的健康可持续发展。
关键词：
肉牛牛粪；危害；处理方法；循环经济；效益对比
绪言
进入九十年代后，由于社会的进步和人们改善膳食结构的强烈要求，使得我国畜禽市场需求不断增加，生产规模日益扩大。肉牛养殖方式亦由传统的分户散养方式转变为专业化、规模化和集约化的生产方式。由于畜产品价格拉动以及国内外市场需求推动，更加推动了规模化肉牛养殖业的飞速发展。规模化禽畜养殖业的迅猛发展虽然促进了居民生活水平的提高和市场经济的发展，但同时在畜禽高度集中的地区，畜禽粪污业已成为首要的环境污染源。根据我国农业部的统计：饲养量为lOOO头的规模化肉牛场，年产鲜粪尿1．2万多吨；年出栏1万头猪的猪场，每天产生的污水量竟然高达75吨。据国家统计局调查，我国平均每年排的约6．34亿吨工业固体废弃物，相比之下畜禽养殖业产生的粪便量约达17．3亿吨，是工业固体废弃物的2．7倍。1999年，60％的养殖场缺乏必要的污染防治措施全国有90％的规模化畜禽养殖场未经过环境影响评价。2002年，我国畜禽粪便产生量约为31．9亿t，其中含有总磷为378．5万t，约是当年全国磷肥施用量1026万t的36．9％；总氮1394．6万t，约是当年全国氮肥施用量2827万t的49．3％。从而禽畜的粪污应该加以妥善利用。
国家和政府的相关部门已经开始着手对禽畜粪污处理的政策、法规制定，更有效的建立禽畜粪污利用体系。2001年3月20日，国家环境保护总局发布了《畜禽养殖污染防治管理办法》；同年11月28日，国家质量监督检验检疫总局与国家环境保护总局联合下发了《畜禽养殖业污染物排放标准》，对现有畜禽养殖场的环境污染治理提出了限期达标排放、搬迁等治理方案，明确规定了规模化畜禽养殖场粪污排放标准。但近年来，规模化禽畜养殖场粪污环境污染仍有增无减。因此，如何从根本上消除规模化养牛场粪便的污染，实现其粪便资源化、无害化利用就成了摆在现实面前的一个重要的课题。同时，如何在进一步发展畜牧业的同时，协调好养殖生产与生态环境之问的关系，已成为眼下的重要任务。因此，在
发展养殖业的同时，必须解决好养殖场粪尿污水的处理，采取适当的方法，大力控制畜禽养殖业生产中的环境污染，对于增强环境保护和保障人类健康都具有十分重要的意义．
一、规模化肉牛场粪污处理的概述
（一） 规模化肉牛养殖现状
改革开放以来，随着商品化程度的提高和畜牧业产业化经营，我国的肉牛
产业取得惊人的发展，我们用了仅仅用了20余年时间，便将养牛这一家庭副业发展成为规模化产业，集约化养殖已成为畜牧业发展的主要经营方式。据国家统计局统计，1984 年，我国肉类总产量为1960万t时，牛肉只占2%；而到了2008年，牛肉产量达到613.2万t，占肉类总产量的8.4%2。尤其是近年来欧洲国家牲畜口蹄疫、疯牛病阴影影响了其本国肉牛生产和国际牛肉贸易，这些国家生产的牛肉在国际市场的份额持续下滑，而中国牛肉因价格低廉和品质的不断提高，且国际牛肉市场需求正旺，因而我国牛肉的国际市场上的竞争力会明显增强，进出口总量和贸易顺差增长势头将得以长期保持。
表l 2008一2010年中国肉类生产情况
年份 2007 2008 2009 2010
单位：万吨
但是，由于肉牛繁殖效率低、饲养周期长的固有特性，肉牛产业发展速度必然受到限制。全球性的牛源紧张、牛肉供应不足、价格高昂态势将持续相当长时
肉类总产量 6865.7 7278.7 7649.7 7925.8
猪肉 4287.8 4620.5 4890.8 5071.2
牛肉 613.4 613.2 635.5 653.1
2
曹兵海.2010 年,肉牛产业发展趋势与政策建议[J].中国畜牧杂志，2010 年（2）：41-47.
间。国内牛肉消费群体增多，市场潜力巨大，且目前人均牛肉占有量和消费量都很低。如以2007年我国牛肉产量675万吨为基数，若要达到当前世界人均占有量的平均水平，还需要增产牛肉约550万吨3。随着畜牧业内部结构的进一步调整和优化，人们生活水平的不断提高，以及对膳食结构改善的迫切需求，牛肉的消费量还会急剧增加，这必将拉动肉牛养殖、加工及其相关产业的快速发展。
规模化肉牛养殖是农业结构体系的重要组成部分，它促进了生态农业的能量流动、物质循环和进化。在传统的家庭式肉牛养殖过程中，肉牛的粪便作为土壤改良以及作物的主要养分来源进行局部范围的处理。但随着肉牛养殖区域分布的集中，养殖规模的扩大以及数量的剧增，肉牛粪便难以作为生产要素投入农业生产中，甚至成为环境污染的主要污染源。规模化肉牛养殖过程中产生的粪便，未经任何处理直接排出，不仅破坏了养殖场及其周边地区的生态环境，更通过水体、土壤等媒介，污染了人类的生存环境，危害了人们的健康，对生态环境造成负面影响，同时更制约了肉牛养殖业的自身发展与农业的可持续生态环境构建。
（二）规模化肉牛场粪便排泄量的研究
20 世纪 80 年代以前，我国肉牛养殖业以副业的形式出现，分散在农民个体家庭饲养，种养一条龙，肉牛粪便作为农家肥，直接施入农田，对环境基本无污染。随着我国“菜篮子”工程的启动，肉牛养殖业集约化程度越来越高，养殖规模越来越大。大多规模化肉牛养殖场为了运输方便、供应及时、减少成本，选择在大中城市郊区和人口稠密地区建场。由于运输和施用不便，导致粪肥还田的困难，绝大多数肉牛的粪污没有得到及时处理和利用，直接排入或径流流入江河和湖泊，导致水体水质的严重污染。
规模化肉牛养殖场的粪便日排泄量与肉牛的品种、体重、生理状态、饲料组成和饲喂方式等均相关。据资料表明，一个千头肉牛场，日产粪尿20t；全年可向周围排放约lOOt～160t氮和20t～33t磷。下面对肉牛的粪便排放量与其他禽畜粪便排放量状况进行定性定量的对比分析。肉牛粪便排放量估算的关键取决于粪便排泄系数。排泄系数实质是指动物单位时间内产生的废弃物数量。影响肉牛排
3
孔令聪，胡永年，王光宇. 安徽省循环农业模式研究[J].中国农业资源与区划，安徽省农业科学院作物研究所，2008，29(4):65-69
泄系数因素主要有品种、饲料、生产周期等，但是该系数的波动范围不会太大。我国目前尚没有国家权威部门发布的整套的肉牛场粪便排泄系数，研究和设计人员引用的系数出处也不尽相同，这些直接影响了后续工作的准确性。为了得到可靠准确的排泄系数，本文通过查阅中国 1994 年至 2011年间公开发表或出版的文章和著作4，收集其中的畜禽粪尿排泄相关参数，试图分析我国规模化肉牛粪便的详尽的排泄量，以更好的研究与分析如何更为经济有效的处理肉牛粪便，实现生态农业的具体要求。见表 2-1~2-6。
表 2-1 畜禽粪便排泄系数/[kg/（头·d）]
畜禽名
排放数量
P排放系数 BOD排入系N排放系数 SS 排放系
[L/（头·d/）] 牛 40 猪
6
数 0.80 0.20
0.20 0.04
数 3.60 0.70
0.065 0.025
注：引自中国统计局数据
表 2-2 国家环保总局统计的排泄系数/[kg/（头·a）]
畜禽名称 牛 猪 羊 家禽
7300.00 3660.00 193.70 248.2 399.00 657.70 25.98 950.00 — 26.30
—
2.70 1.016
26.60 4.40 1.165
25.15 2.07 0.57 0.125
10.08 1.70 0.45 0.115
粪
尿
BOD5
CODcr
NH3-N
TP
TN 61.11 4.51 2.28 0.275
注：家禽粪为鸭、鸡粪的平均值。
表 2-3 日本畜禽污染物排泄系数/[kg/（头·d）]
畜禽名称 肉牛
粪 25
尿 10
BOD5 0.64
CODcr 1.1
NH3-N 0.056
4
[34] 张克强，高怀友.畜禽养殖业污染物处理与处置[M].北京：化学工业出版社，2004，26~2