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环保畜牧业发展的技术措施与健康养殖模式

发布时间:2013-06-06 11:02 新闻来源:未知 作者:admin
 随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,对畜产品的需求量不断加大,导致畜牧业快速发展。近几年来,规模化、集约化畜禽养殖场快速成长起来,为满足市场需求和人民生活需要提供了保障。然而,由规模饲养引发的环境问题已经引起社会的广泛关注。畜禽粪便中大量的氮、磷、硫、铜等元素污染了我们赖以生存的土壤和水源,粪尿分解产生的大量有害气体污染了大气。据国家环保总局2000年对全国23个规模化畜禽养殖集中的省、市调查显示,我国1999年畜禽废弃物产生量约为19亿吨,是工业固体废物的2.4倍(我国工业当年产生的工业固体废物为7.91亿吨)。畜禽废弃物中含有大量的有机污染物,仅COD(化学需氧量)一项就达7118万吨,已远远超过工业和生活污水污染物的COD之和,环境压力已经成为制约畜牧业持续发展的瓶颈。2006年4月,温家宝总理在第六次全国环境保护大会上强调,环境保护要与经济增长并重,要与经济发展同步。怎样从实际出发理清畜牧业发展思路,坚持以科学发展观统领全局,建设和谐社会,成为我们面临的重大课题。本文旨在从养殖业粪污对环境的危害、营养调控与粪污处理降低污染程度、积极推进有效的环保畜牧业发展模式三方面对环保畜牧业的发展进行探讨。
养殖场粪污对环境产生的严重危害使环保畜牧业发展成为必然
如果我们能够有效控制养殖场粪污排放,对养殖场进行科学的生态规划设计,不仅不会对环境造成破坏,还可以优化生态环境。然而,事实是集约化养殖场大量的粪便污水和有毒有害污染物集中排放在有限的土地上,这些超负荷污染物对环境造成了严重损害,延长了生态恢复周期。据吴兴利等估算,一个万头猪场每年要排放3万吨粪尿,其中粪1.26万吨,尿1.74万吨,全年将向猪场周围排放107吨氮(相当于375吨尿素)和31吨磷(相当于375吨过磷酸钙),按最高水平施肥量计算,至少需要1300公顷~4000公顷农田。如此大量的粪尿排放量单纯依靠土壤等自然生态消化是不可能的,发展环保畜牧业势在必行。畜牧业产生的粪污对环境的危害主要体现在以下几个方面。
水质下降 多数集约化养殖场的粪污未经处理,随意排放,使粪便中的氮磷及其他有毒有害成分,随污水或雨水进入地表水,进而通过土壤进入地下水。粪污中的有机质进入水体后,使水体变色、发黑,加速了底泥沉积,有机质分解的养分可能引起大量的藻类和杂草疯长,有机质的氧化能迅速消耗水中的氧,使水体溶解氧降低,引起部分水生生物死亡;此外,用有机质含量高的畜禽粪水灌溉稻田,易使禾苗疯长、倒伏,还会使稻谷晚熟或绝收;用于鱼塘或注入江河,会导致低等植物(如藻类)大量繁殖,威胁鱼类生长。据雷扬报道,由于畜禽粪便的大量流入,福建闽江流域有机污染物指标(如Cr、BODs、NH3-N和溶解氧等)已经严重超标,这种现象在全国其他地区亦不罕见。为了加大对水体污染的治理力度,2006年8月,我国资金投入总量最大的环境重大专项科研项目———“水体污染控制与治理”已全面启动。
空气质量下降 排出后的畜禽粪尿常混合在一起,在微生物的作用下,其中的含氮物质迅速降解,产生大量挥发性脂肪酸和氨。另外,在粪尿中还发现了80多种含氮化合物,其中二氧化氮、乙硫醇、甲硫醇、硫化氢等是产生恶臭的重要原因,这些有害气体散布到空气中,使空气的污浊度升高,降低了空气质量,严重时可对人的眼睛、皮肤等器官产生不良影响或引发呼吸系统疾病。另外,畜禽粪便中散发的CH4、CO2和N2O气体还是造成地球温室效应的主要气体,据报道,CH4对全球气候变暖的增温贡献大约为15%,而且在这15%的比率中,畜禽养殖业所排放的CH4量最大。
导致疾病传播 粪便中大量的病原微生物和寄生虫卵随污水排放,使环境中的病原种类增多。吴淑杭等人报道,禽畜养殖场排放的污水中,平均每ml中含有33万个大肠杆菌和69万个大肠球菌;每L沉淀池污水中含有高达190多个蛔虫卵和100多个毛首线虫卵。另外,粪便堆积使蚊蝇、病原菌和寄生虫大量繁殖,加快了人畜传染病和寄生虫病的传播蔓延。
影响畜产品安全 未经无害化处理的粪污,会导致畜禽生产环境的恶化,一方面直接影响畜产品的质量,另一方面导致畜禽应激和疫病的发生。为防治疾病和净化环境而使用的各类药物使用量加大,使畜产品中的激素和药物残留问题日趋严重。
营养调控与粪污的科学处理是环保畜牧业发展的有效措施
近年来,人们为促进环保畜牧业的发展,降低粪尿污染做了大量研究和实践,综合来看,主要在两个方面采取了一些措施:一是通过营养调控降低畜禽对有毒有害物质的排出量;二是对畜禽粪污进行一系列无害化处理。
通过营养调控降低畜禽对有毒有害物质的排出量
1.饲料中使用合成氨基酸,降低粪尿中氮的排出量。
粪尿中的含氮物质大量降解,产生具有恶臭味的物质,污染环境。其中的粪氮来源于未消化的氮、微生物氮和内源氮,占动物摄入总氮量的60%~80%;尿氮来源于已吸收未利用的氨基酸和氮。植物蛋白中氨基酸的组成,一般不能满足动物的需要,在搭配使用各种饲料原料满足动物第一限制性氨基酸需要的同时,往往造成其他氨基酸过量,日粮蛋白水平高于需要。动物自身不需要蛋白质,只需要组成蛋白质的氨基酸,根据理想蛋白模式,在动物日粮中使用合成氨基酸如赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸等,可以降低饲料粗蛋白水平,提高日粮中氮的利用率,减少粪尿中氮的排出量。荷兰的一项研究将猪日粮粗蛋白从13.9%降至11%,同时添加某些合成氨基酸,猪增重和饲料转化率都没有下降,但氮排出量降低约30%。在0周龄~3周龄和4周龄~6周龄雏鸡的玉米—豆饼型日粮中分别添加0.1%的赖氨酸,同时粗蛋白水平降低3个百分点,不仅肉鸡的增重和饲料利用率有所改善,而且干物质、氮的排泄量分别降低7.84%~9.69%和22.49%~23.73%。
2.饲料中使用植酸酶,降低粪尿中磷的排出量。
畜禽植物性饲料中约75%的磷是植酸磷,其吸收利用率很低,大部分从粪尿中排出。畜禽粪肥中的氮磷比值大约是作物生长所需要氮磷比值的2倍,粪肥满足作物氮需要的同时,会使土壤中磷的含量增加,造成土壤的营养过剩和水体的富营养化,严重污染环境。植酸酶是可以将植酸水解为肌醇与磷酸的一类酶的总称,日粮中添加植酸酶可释放出动物能够利用的磷,从而使原先经粪便排泄的磷被消化吸收利用,粪便中磷的排泄量减少30%~50%。更多的研究表明,在猪鸡饲料中添加植酸酶可增加产蛋率,降低料肉比和料蛋比。使用植酸酶可提高畜禽对磷的消化吸收,从而在植物性饲料中减少或者完全不添加无机磷,大大降低生产成本和对环境的影响。
3.饲料中使用益生素和非淀粉多糖(NPS)降解酶,提高饲料转化率,降低不可消化营养素的排出量。
益生素是摄入动物体内参与肠道内微生物群落的阻碍作用,或者通过增强非特异性免疫功能来预防疾病而间接起到促进生长作用和提高饲料效率的活的微生物培养物。上世纪80年代日本比嘉照夫研制出EM微生物复合剂,在分解有机物、改善生态环境、促进生长发育等方面有一定的效果。据报道,在肉鸡饲料中添加5%的EM发酵饲料,可使肉鸡鸡舍空气中氨气下降30.5%,硫化氢下降72.9%,起到理想的除臭效果。NSP是植物组织中除淀粉外所有碳水化合物的总称,麦类籽实中含量较多,具有抗营养作用,严重影响所含营养物质的消化吸收。使用NSP降解酶可以消除NSP的抗营养作用,使饲料中营养成分得到充分利用,减少饲料浪费,降低动物对环境的影响。
4.饲料中使用有机微量元素,降低微量元素的排出量。
周桂莲等通过实验发现,用5mg/kg的赖氨酸铜和250mg/kg的硫酸铜饲喂断奶长白仔猪,其采食量和日增重差异不显著(P>0.05),说明有机微量元素的生物学效能明显高于无机微量元素,在饲料中用有机微量元素替代无机微量元素可以减少微量元素的添加量,减轻畜禽粪便中的微量元素对环境的污染。由于高铜、高锌或含有砷制剂的日粮对动物有显著的促生长和防治疾病等效果,在生产中被广泛使用,这对生态环境是一个潜在的威胁,这些微量元素的富集最终会导致人畜中毒和生态危机。
5.饲料中使用除臭剂,降低有害气体的产生。
在畜禽日粮中添加环保安、丝兰属植物提取液、酶制剂、沸石、活性碳、冻干酵母培养物、酸化剂等,可以提高营养物质的消化利用率并具有较好的除臭效果。
对畜禽粪污进行无害化处理,变废为宝
一段时间以来,为降低粪便对环境的污染程度,不少专家在物理和化学方法处理粪污方面进行了广泛的研究和尝试,如对粪便进行烘干、膨化、微波、氧化处理;或者在粪便上喷洒除臭剂等。这些方法大都因为处理效果不理想或处理代价太高,而不能大面积推广使用。也曾经为解决饲料资源紧张的问题,在如何利用动物粪作为饲料方面进行了大胆尝试,如利用鸡粪养猪、猪粪养鱼开展立体养殖等,但由于难以彻底清除粪污中的细菌、病毒、超标微量元素等有毒有害物质,进而威胁动物和人体健康,这种非健康的养殖模式也被迫搁浅。我们认为,不应该将畜禽粪便饲料化作为粪污处理的发展方向。目前,对粪污的处理比较客观实际的方式还是作为有机肥料和生产沼气。
1.作为有机肥料
我们在利用粪便作为有机肥方面还做得不够。畜禽粪便是优质的有机肥,含有大量的有机质和氮、磷、钾等作物生长所需要的营养物质。据有关资料报道,我国年产畜禽粪便折合含氮量是现有氮肥施用量的近80%,磷近60%,钾近300%。把粪便作为有机肥不仅可以降低使用化肥的生产成本,而且可以解决粪便对环境造成的污染,促进绿色食品和有机食品的发展。常州立华畜禽有限公司为消化养殖场产生的大量粪便,专门成立了一个利用生物技术处理粪便为有机肥料的公司,取得了很好的经济效益和社会效益。当然,将粪污作为肥料也要充分考虑集约化养殖场周边土壤的实际消化能力,要深入研究养殖场规模和集中程度与生态环境的关系,否则环保畜牧业的发展只会成为一句空话。另外,对于利用畜禽粪便生产有机肥料的政策性问题也要进行深入的研究,在管理归属、生产许可方面要有科学而明确的说法,要为政府决策提供依据。
2.作为生产沼气的原料
利用畜禽粪便制沼气,既可以实现生物能源的再生,又保护了环境。据报道,一个3000头的奶牛场,产牛粪150t/d,可以产生沼气2250m3/d,用来发电2500KW/d,发电量可以满足整个养牛场的需求。周立新等对养有480头奶牛的四川彭州丰乐乳业有限公司调查后报道,该公司采用干湿分离的方法每年产生牛粪约5840t,污水约1460t,建成9个面积为260m3的沼气发酵池,每日产气量可解决牛场全部生活用气,年产沼液约1598t,可为500余亩牧草喷灌,沼渣可用于牧草的施肥。虽然利用畜禽粪便生产沼气具有如此好的经济和生态效益,但目前大中型畜禽养殖场沼气工程的发展却很困难。相俊红等对天津市的情况调查后发现,主要问题在以下两个方面:一是基建投资高,一个万头猪场一次性基建投资在100万元左右,以存栏5000头计算,每天产沼气近900m3,折合人民币约1000元,年收入约35万元,除去运行成本、贷款利息,靠沼气回收投资是多数养殖场承受不了的;二是沼渣出水浓度太高,以COD计通常超过1000mg/m3,达不到排放标准m3。只有研究解决好这些现实问题,环保畜牧业才能健康持续发展。
发展环保畜牧业要大力推进健康养殖模式
十多年来,我国畜牧业迅速发展,由此引发的污染问题愈发严重。2001年12月,国家环保总局与国家质量监督检验检疫总局联合发布了《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001),按集约化对不同规模的畜禽养殖业分别规定了水污染物、恶臭气体的最高允许日均排放浓度、最高允许排水量和养殖业废渣无害化环境标准。从法制层面上对畜牧业的无序发展进行了限制,传统的单纯以经济效益为目的的非健康养殖模式必须摒弃,取而代之的是健康养殖模式。健康养殖的概念最早是在20世纪90年代中后期由海水养殖界提出的,以后陆续向淡水养殖、生猪养殖和家禽养殖等方向渗透并逐渐完善。健康养殖以保护动物健康、保护人类健康、生产安全营养的畜产品为目的,最终以无公害畜牧业的生产为结果。健康养殖的核心就在于体现经济、社会和生态效益的高度统一。
我国的动物健康养殖主要是以“集约化畜牧业”的形式体现,所谓“集约化”,就是一种“高投入、高产出、高效益”的经营方式。也就是说,“以较多的资金、科技或劳动的投入,获取较多的产出,并获取较高的社会效益、经济效益和生态效益”的一种经营模式。健康养殖模式的发展应围绕以下几方面进行:科学规划养殖场建设,防止因陋就简,为减少投入而使配套的设施不完善;环保建设应与养殖场建设同步,对不能达到环保标准的养殖企业坚决不建或叫停;要用动物生态营养学的理论指导畜牧生产,把环境—动物—产品作为一个整体,研究动物在生存条件构成的多维环境中,对各营养要素的动态需求,在精确量化的基础上,用计算机模拟物质流、能量流和经济流的动态转化、平衡及调控模式,以求用尽可能少的饲料资源,在尽可能短的周期内,生产出尽可能多而优的畜产品,获得尽可能大的经济效益,达到或维持尽可能最佳的生态平衡;积极推进饲料安全体系建设,杜绝违禁饲料添加剂和抗生素的滥用,有效解决抗生素残留、激素残留和致癌物质残留问题;建立强有力的疫病防治体系,完善疫情净化;饲养管理科学化、人性化,完善动物福利原则。
健康养殖模式的发展决不能孤立进行,生产中一定要防止农牧脱节,目前报道的健康养殖模式多是与农业生产结合,形成一个完整的生态系统链条。有人提出“猪—沼—果”生态模式,把沼气作为生态农业的纽带,产生的沼渣作为高质量的肥料和饵料再进入果园和鱼塘及系统内的其余环节。卓玉莲根据福建长乐市人多地少的实际,提出了牧—沼—果(菜)、牧—沼—鱼—果、牧—菌—沼—果结合的立体农业模式,鼓励处理的粪便上山下田,实现自行消化,做到零排放;周晓红等对养殖企业进行“源头控制—综合开发—循环利用”的生态养殖模式试点,按1000头奶牛、5000头猪计算,每天粪便污水排放量由试点前的227.5t降至162.5t,年可产6万立方米沼气、3000t有机肥料,该试点项目被列入国家农业部农村沼气生态家园富民计划项目;高迎春等建议,养牛场采用“中心畜牧场+粪便处理生态系统+废水净化处理生态系统”的人工生态畜牧场模式,粪便采取固液分离,固体部分发酵生产沼气,沼渣作瓜、菜、果、草的肥料,液体部分进行土地外流灌溉净化,使废水变成清水循环利用。
健康养殖模式并不是固定而一成不变的,我们应根据当地的气候条件、农业生产特点、养殖规模等诸多方面综合考虑,根据实际情况科学规划,同时兼顾经济效益、社会效益和生态效益。

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