当前,随着国家对养殖场粪污处理监管力度的加大,发展种养结合、生态高效的生猪养殖模式已成为养猪业的共识。猪场如何做好粪污资源化利用,尤其中小规模猪场在粪污处理上怎样解决如粪污减量难、处理难、利用难等问题,成为了全产业面临的重要课题。不久前,记者采访到了河北生猪产业创新团队废弃物资源化利用岗位专家王占武研究员,一起去了解王占武研究员和团队是如何破解猪场粪污处理难题的。
河北生猪产业创新团队废弃物资源化利用岗位专家王占武研究员
优先做好配套 别让肥料变成“拖累”
随着各界对环保问题的重视,以及国家发展的需求,各地对养殖场开始实施禁养计划,很多不符合环保要求的养殖场被整治、被关停。因此,猪场“环保”也成为了养猪场生存发展的关键。而猪场废弃物资源化的根本途径是通过种植业与养殖业的结合,猪场粪污被周边的耕地消纳或利用,避免猪场粪便污染环境。值得注意的是,我国传统农业向现代农业转型进程中,养殖生产稳定且集约化程度提高、种植业与养殖业分离。这些特征导致了畜禽废弃物生产量增加且更加集中,加大了对生态承载力的占用。尤其对于一些没有足够土地来去消纳和资源化利用养殖粪污的地区,种养循环模式便会受到限制,本来可以再利用的资源很多时候也就成了限制猪场生存发展的“拖累”。
河北生猪产业创新团队废弃物资源化利用岗位专家王占武研究员对此认为,对于这些地区的养猪机构可以通过土地流转的方式获得足够的土地面积,也可以和具备足够粪污处理能力的大型养殖企业签约合作,或者借助第三方机构来处理。如果这些都不能实现,则必须缩减养殖规模,如果因为猪场粪污造成环境污染,将面临环保部门的处罚,甚至关停猪场。
此外,很多时候还存在种植业对肥料需求的季节峰值特征与猪场废弃物产出连续性特征的矛盾,猪场无法实现废弃物资源化的及时利用。王占武研究员认为,要通过业态创新来解决,如跨越季节等问题,不过最重要的是要规划并建设好和养殖规模相匹配的粪污处理配套设施。他介绍,现在使用的养殖粪污处理技术需要一定的时间周期,如液态粪污的处理,大多需要3-6个月,只要有充足的存储空间,就能解决种植业对有机肥的季节性需求问题。对于固态粪污的处理,如果有较完备的配套存储设施设备,就能很好的防控肥力流失、环境污染等问题。王占武研究员强调,特别是新建猪场要规划建设好与养殖规模相匹配的粪污存储设施,实现养殖规模、粪污存储设施、土地三方面相匹配。
找准核心关键 打好科技创新“组合拳”
想要做好猪场粪污处理,必须抓住核心关键环节。王占武研究员带领岗位团队,通过长期调研实践,不断创新技术方案,在猪场粪污处理模式、技术和设备方面取得了诸多成果。他介绍,猪场粪污处理要遵循源头减量、过程控制、末端利用防控技术路线。
首先是源头减量。加强猪场粪污产生源头的控制,可减轻后续处理压力,事半功倍。王占武研究员介绍,源头减量具体指,在猪场清粪设施和管理上,要采用干清粪、水泡粪等工艺,最大限度减少清洁用水量,同时实施雨污分流,减少粪污的产生量;在饲养环节,则开发低蛋白饲料,添加微生态制剂、酶制剂等,提高饲料转化率,降低粪尿中的氮磷残留,减少臭味,这也是绿色养殖的关键技术措施。他们团队开展的饲用微生物菌剂和减排增效机制研究已取得重要进展。团队与生猪体系保定试验站、石家庄试验站联合在不同阶段的猪群进行了饲喂试验。结果表明,饲料中添加自研的复合微生物菌剂,猪肠道菌群结构显著改善,饲料中的纤维、蛋白质等物质的转化率提高,粪便氮磷残留降低8%以上;有效抑制产氨细菌等腐败菌的生长,显著减少猪舍氨气、脂肪酸等臭味物质的产生,猪舍臭味下降;显著降低猪只血液、母猪初乳尿素氮含量,提高了猪只的免疫力,尤其是母猪繁殖性能和仔猪生长性能、健康水平均得到显著改善,长期使用后的母猪产仔数可增加0.5-1头。
王占武研究员告诉记者,他还在做一项饲料液体化的研究,就是延长饲料的消化过程,在进食前通过微生物发酵的方式将饲料的消化过程提前,最终提高饲料的吸收率,减少废弃物的产生。他介绍,这项研究已经取得重要进展,后续还将持续推进相关研发工作。
其次是过程控制。臭气的治理是猪场环保控制的重点,猪场产生的恶臭气体含有大量的有毒有害物质,如氨气、甲烷、硫化物和酚类等。这些物质如果直接排放到空气中,将给猪场周边空气带来严重污染。同时猪场臭味也是亟待解决的一项技术难题,王占武研究员带领团队围绕无臭无味猪场模式的构建,利用环境有益微生物进行固氨除臭,取得了显著效果。团队研制除了用于猪舍喷洒的除臭菌剂,在辛集、藁城猪场进行了应用试验,结果显示,菌剂喷洒后第7天猪舍内氨气浓度消减55.6%—72.7%,延续20天,猪舍氨气浓度下降到13—16ppm,低于国家标准要求。
目前,团队已经研制出饲料添加、猪场喷洒和粪尿快速发酵转化3套除臭微生物菌剂,可用于养殖产业链的除臭控制。系列菌剂的进一步完善和开发工作正在进行中,不久的将来将应用于养殖生产上。
第三是末端利用。尤其是中小规模猪场,要想办法实现对猪场粪污的综合利用。据了解,通常的堆肥方式往往需要20天甚至一两个月,河北生猪产业创新团队废弃物资源化利用岗位团队,通过发酵工艺创新和高效发酵菌剂的创制,将粪污无害化发酵阶段缩短到了3-5天,同时还研发了适用于中小规模猪场使用的小型发酵设备,发酵容量在5-50吨间可选,且设备全封闭、全自动,能连续进料,配备了尾气净化单元,提升了发酵效率,降低了使用成本。
有机肥运输半径小,销售难是有机肥料面临的困境,提高有机肥的功能和质量是破解卖难的有效途径之一。王占武研究员带领团队,开展了有机肥高值转化研究,根据种植业需求,研制除了具有土壤改良和修复功能的生物肥料。将有机肥与具有防病、促生、防线虫等功能的链霉菌结合,可转化为能有效防控设施蔬菜连作障碍和果园土壤退化的生物有机肥;有机肥与能提高作物耐盐能力的简单芽胞杆菌结合,可生产出提高作物耐盐能力的功能生物有机肥,使有机肥的使用价值和商品价值均得到提高。目前,上述产品已经实现产业化,并在国内设施蔬菜、果园和盐碱地上进行了大面积推广应用。通过技术创新,不仅促进了有机肥产业、生物肥料产业的发展,还为我国种植业的绿色可持续发展提供了重要农资产品,产生了显著的经济效益、生态效益和社会效益。
厚植创新沃土 积蓄绿色发展新动能
破解猪场粪污处理难题,离不开产业科技工作者们的长期坚守和努力。自2013年建立河北省现代农业生猪产业技术体系并设立废弃物资源化利用岗位以来,连续两期,该岗位团队一直致力于猪场养殖废弃物处理利用技术的研发、集成与示范等工作。作为废弃物资源化利用岗的岗位专家,王占武研究员带领团队,实干担当,践行使命,取得了丰硕成果。
模式引领。在第一期,岗位团队建立了适于规模养殖的大中小3种循环模式并在省内外进行推广,建立了4个国家级示范基地,第二期,以中小散户养殖粪污利用为重点,建立了适于中小规模养殖场应用的4种循环模式,分别为“猪-肥-粮”,“猪-沼(肥)-果”,“牛-肥(垫料)-粮”和“第三方肥(沼)利用”。上述模式在辛集、行唐、宁晋、晋州、迁安等地进行了应用示范,拓展了循环模式在不同养殖规模和结构地区的适应性,为种养融合产业链的构建起到了引领作用,推动了生产方式的转变。
科技支撑。团队研发的以有机肥为主要原料转化的S506土壤修复生物肥料,被列入农业农村部2019—2020年全国示范计划。研发的猪场固态粪污高温好氧发酵转化有机肥技术、液态粪污高效处理技术、有机肥高值化开发利用等技术和粪污发酵设备等,连续5年列为河北省农业主推技术,为我省养殖粪污资源化利用提供了技术支撑。
王占武研究员带领团队下基层开展循环农业技术指导
滴滴努力,终有回甘。近五年,王占武研究员同岗位团队共取得4项科技成果:主持完成的“菜田果园退化土壤修复生物肥料创制与产业化应用”获2017年河北省科技进步二等奖,完成的“规模养殖废弃物高值化资源利用技术推广”获2018年河北省农业推广奖一等奖;完成的“基于厌氧发酵的抗生素菌渣资源化利用关键技术及安全性评估”获2021年河北省科技进步二等奖;完成的“适于中小规模养殖场应用的畜禽粪便快速发酵装备及技术模式”通过成果鉴定,居国内领先水平 ……他们通过一系列研发、示范成果,有效推动了我省猪场废弃物资源化利用工作。
激流勇进,奋楫笃行!王占武研究员告诉记者,在未来的工作中,废弃物资源化利用岗将继续结合河北省农业生产实际,筛选构建适于不同规模、多样化的种养结合循环农业新模式,不断研发研制控污减排、快速无害化处理、沼气高效生产与利用等新技术、新设备,打造畜牧业发展新格局,擦亮绿色发展底色!
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