随着我国畜牧生产集约化程度越来越高,养殖业与种植业日益脱节,畜禽粪污在一定的时空范围内没有足够的土地消纳,成为了农业面源污染的主要来源。而与此同时,连年的化肥过量施用导致土壤肥力下降和水体污染也威胁着种植业的可持续发展。
本文以山东劲牛集团济南佳宝乳业养牛场的发酵罐实践为例,探索农业废弃物再利用对农业低碳转型的意义。
“垃圾是放错地方的资源”,这句话对于畜禽粪污来说再为适用不过。农业废弃物资源化利用是农村环境治理的重要内容,畜禽粪污的科学处理和利用一直被各个部门所提倡。以粪污肥料化利用为例,化肥产业是典型的高耗能产业,特别是氮肥,其生产加工严重依赖于煤,天然气和石油等化石能源。尿素是氮肥的主要品种,其能源组成的 60%来源于煤炭,25%来源于天然气,其余15%来源于重油。用有机化肥替代高耗能化肥,可以减少农业化石能源的使用达到减排的目的,同时可以减少养殖业的污染和环境压力,为种植业改善土壤状况、提高作物品质,是农业低碳转型的重要环节。
然而要想使畜禽粪污从养殖业的“废”变为种植业的“宝”,同时避免不合理施用带来的“二次伤害”,其中所涉及的技术环节和推广模式十分复杂。养殖主体作为控制面源污染政策的执行对象,首先面临着建造和购置畜禽粪污处理设施的高额投入和后续运营成本,而相关激励、补贴或补偿措施有限。其次,虽然养殖场粪污的排放管控十分严格,但后续处理及农户还田等环节的监管少有涉及。而规模化养殖的粪污产生量大,传统粪便堆放自然发酵的方式效率较低,且有机肥腐熟质量和养分含量难以保证,种植户盲目用于还田不但无法发挥肥力,反而可能对土壤和作物存在危害。种种现状对粪便腐熟技术、有机肥标准化和农田施用方法等环节提出了新的要求。
在济南的佳宝乳业养牛场,山东劲牛集团的发酵罐提供了养殖废弃物综合利用和无害化处理的新思路。通过与中国科学院微生物所建立合作,研究适合不同有机物的微生物菌剂,劲牛集团设计了“发酵罐+微生物菌剂+配套肥料”的技术路线:零成本收集生产废料作为原材料,经微生物发酵及添加菌种再加工,就能变废为宝,生产出市场需求紧俏的生物有机肥,可以用于农户就地还田或由劲牛集团代为销售。以佳宝示范基地为例,该模式年处理动物粪污30万立方,至今已累计处理粪污100万立方,加工成的生物有机肥已销往全国。
图1:湿垃圾及有机废弃物处理设备
生物有机肥兼具了肥料的营养属性和微生物的活性,一方面提高了农业废弃物的资源利用效率,减少了碳排放和环境污染,降低了有机肥的价格成本;另一方面能够增加和更新土壤有机质,促进微生物繁殖,改善土壤的理化性质和生物活性。同时由于其就地取材的性质,可以更好的优化原本不合理利用的许多资源,如农作物秸秆废弃物、畜禽粪便、厕所粪污、生活湿垃圾等,降低农田土壤改良的经济成本,减少农药及化肥使用量,提高作物品质和产量,增加农民收入,推动种植业低碳可持续发展。山东劲牛集团的变废为宝实践为各地区农业低碳转型提供了可借鉴的宝贵经验,同时也是农业减污降碳的充分体现。