绿色种养循环农业是一种通过种植业与养殖业的有机结合,实现资源循环利用,废弃物减量化、资源化和无害化的可持续农业模式。以禄丰市为例,禄丰市是全国畜牧大县和生猪调出大县,养殖业的产值在国民生产总值中占比较高。禄丰市大力发展以生猪为主的养殖业,产业的发展带动了广大人民群众的增收。然而,高度发展的养殖业,必然产生大量粪污和臭气,处理不好就会破坏“绿水青山”和城乡生产生活的美好环境,出现“金山银山”与“绿水青山”二者不能兼得的局面。如何破解生猪养殖污染这一难题,绿色种养循环在二者之间架起了通达的“桥梁”,解决了这个“堵点”。从禄丰市实施种养循环农业试点的实践看,种养循环是生猪养殖污染防治的必由之路。
1 禄丰市生猪养殖污染防治的现状与困境
近年来,禄丰市大力推进畜禽养殖规模化、标准化,生猪存出栏数连续12年位居楚雄州第一。2024年,全市生猪存栏53.38万头、肉牛存栏11.08万头、山羊存栏24.02万只、家禽存栏252.37万羽,全市畜禽粪污年产生量396.2万t,通过种养循环农业粪肥还田为主消化、利用粪污量359.71万t,畜禽粪污综合利用率达90%以上。倘若不采用这些消纳粪污的措施,养殖粪便及冲洗污水若未经处理直接排放,必然会导致土壤重金属累积、水体富营养化(如氨氮、磷超标)及恶臭气体污染,严重威胁生态环境和全市人民的生产生活。《畜禽规模养殖污染防治条例》《“十四五” 农业农村生态环境保护规划》等法规条例明确要求,畜禽养殖需实现“减量化、无害化、资源化”,但传统“末端治理”模式难以满足环保要求,养殖污染治理困境依然存在。另外,单纯投入治污设施(如污水处理厂)成本高、运维难,且未形成经济闭环;而种养分离导致养殖废弃物无法被农业利用,既浪费资源又增加污染治理压力,养殖污染治理的现状已经走到了一个十分艰难的境地。
2021年以来,禄丰市被列为全国第一批绿色种养循环农业试点县,项目实施以来,全市共完成粪肥还田27 746.67 hm2,消纳粪肥101.23万t,其中,消纳腐熟干粪6.6万t、液体粪肥94.63万t。通过理论测算,施用了这些粪肥共可以替代化肥用量(纯量)5 980.3 t,其中,氮肥(纯量)1 198.43 t,磷肥(纯量)2 753.5 t,钾肥(纯量)2 028.37 t,可节约化肥成本合计4 091万元。项目实施解决了全市401户养殖户粪污处理的后顾之忧,每年减少养殖场对粪污收集处理的各种投入共计1 870万元。以唐人神集团禄丰美神养殖有限公司为例,该公司母猪存栏1.5万头,年出栏仔猪达42万头,2022年以来该公司通过绿色种养循环农业试点项目实现了养殖粪污的肥料化还田利用,环保成本大大降低,在取得良好经济效益的同时也发挥了良好的生态效益。绿色种养循环农业试点项目的实施为禄丰生猪养殖污染治理开启了种养循环的通道,寻找到了一条从 “末端治污” 到 “源头循环”的可复制、可推广的生猪养殖污染防治新途径。
2 种养循环的典型模式与技术路径
养殖场产生的粪污,通过粪肥还田专业化服务主体收集处理成达标的粪肥还田利用。在具体粪肥还田时,按照《禄丰市绿色种养循环农业精准施肥方案》的要求,以两种方式还田利用。
2.1 将固体粪污处理成干粪或商品有机肥还田利用
2024年,禄丰市利用干粪或生产成的商品有机肥在金山镇、中村乡、和平镇粮食种植上还田量为玉米6 863.58 kg/hm2、水稻8 214.48 kg/hm2;在碧城镇、仁兴镇、勤丰镇粮食种植上还田量为玉米6 126.12 kg/hm2、水稻6 646.12 kg/hm2;在广通镇、一平浪镇粮食种植上还田量为玉米8 791.49 kg/hm2、水稻8 964.18 kg/hm2;在黑井镇、高峰乡、妥安乡粮食种植上还田量为玉米7 473.58 kg/hm2、水稻7 021.04 kg/hm2;在恐龙山镇、彩云镇粮食种植上还田量为玉米7 864.48 kg/hm2、水稻6 298.21 kg/hm2;在土官镇桃树还田量为9 256.72 kg/hm2。同时,结合农户施肥需求,创新开展液体粪肥+N施肥技术措施,在6个乡镇创建液体粪肥+N实施面积1 080 hm2有机无机施肥相结合,节省了施肥成本,取得较好成效。项目区通过田间测产,粮食作物亩均增产21.6 kg,增幅2.16%;桃树亩均增产35.4 kg,增幅1.82%。
2.2 将液体粪污处理成液体粪肥还田利用
主要通过推广“液体粪肥+N”等技术模式,根据液体粪肥和土壤养分含量,参考目标产量,通过计算,按照土壤缺多少补多少的施肥原则,结合液体粪肥施肥的同时将补充的化肥一次性施肥,实现土地提质、农业节本、产品增值。但不管哪种方式,其技术路径和模式如下。
2.2.1 粪肥还田技术路线
粪肥还田技术路线见图1。
图1 粪肥还田技术路线
2.2.2 还田粪肥处理模式
根据产业发展现状,结合畜禽粪污资源化利用项目已建设施,鼓励规模猪场结合沼气工程采用的“固体粪便堆肥发酵生产有机肥+液体粪污厌氧发酵生产沼气”处理模式;推广“干清粪+堆粪场(堆积发酵床)+三级污水沉淀池+农业还田”处理模式。通过以上两种生产模式,主推固体粪便(干粪、鲜粪)还田利用、沼渣沼液肥料化还田利用。
(1)干清粪+堆粪场(堆积发酵床)+三级污水沉淀池+农业还田处理。对辖区内的生猪规模养猪场,采用“雨污分流”“干清粪”的方式,通过建设堆粪场和污水三级沉淀池等处理设施收集粪污,实行“干清粪+堆粪场+三级污水沉淀池+农业还田”的处理模式,实现资源化利用。固体粪便经堆肥或其他无害化方式处理,污水与部分固体粪便进行厌氧发酵、氧化塘等处理,在养分管理的基础上,将有机肥、过滤残渣、肥水应用于农作物。
(2)固体粪便堆肥发酵生产有机肥+液体粪污厌氧发酵生产处理。以生化处理技术为核心工艺,结合先进的上流式厌氧污泥床反应器设施,通过大型沼气工程处理后,沼气发电用于规模养殖场的生产、生活用电,沼液沼渣由第三方收集用于果树、蔬菜种植。固体粪污采用异位发酵床处理,粪污收集后利用污水泵均匀地喷在发酵棚内的垫料上,经微生物发酵,达到粪污无害化处理的目的。同时吸收、蒸发水分,减少粪污体积和流动性,便于运输与利用。
2.2.3 粪肥还田模式
禄丰市种养循环农业试点项目实施时,项目区种植主体以种植大户、专业合作社、龙头企业等新型经营主体为主。主要作物有玉米、水稻、马铃薯、蔬菜、果树。结合项目区实际,在粮食作物上采用“粪肥+配方肥”技术模式;蔬菜上采用“粪肥+水肥一体化”技术模式;在果树上采用“粪肥+水肥一体化”技术模式。
(1)粮食作物“粪肥+配方肥”模式。以玉米为例。基肥:播种前每亩基施经过充分腐熟的粪肥500~1 000 kg,玉米配方肥60 kg;追肥:3~5叶时,每亩追施尿素15 kg;大喇叭口期,每亩追施尿素20 kg,氯化钾6 kg(或硫酸钾7 kg)。
(2)蔬菜“粪肥+水肥一体化”模式。以叶菜类为例。基肥:移栽前每亩基施经过充分腐熟的优质粪肥1 500~2 000 kg,同时根据有机肥用量基施45%(15-15-15或相近配方)的配方肥40 kg。追肥:定植后前两次只喷水,不施肥,喷水量为每亩10~15 m3。苗期至收获期每次每亩推荐施用50%(20-10-20或相近配方)的水溶肥3~5 kg,每隔7~10 d灌水施肥一次,灌水量为每次每亩10~15 m3,共3~5次。
(3)果树“粪肥+水肥一体化”模式。基肥:移栽前或秋季采果后,每亩基施经过充分腐熟的优质粪肥3 000~4 000 kg,同时根据有机肥用量基施45%(15-15-15或相近配方)的配方肥40~50 kg。追肥:果树追肥全部采用水肥一体化设备,根据果树养分需求规律、土壤供肥能力以及生产中存在的障碍因素,选择中氮高磷低钾、高氮中磷中钾以及低氮低磷高钾等大量元素水溶肥料,兑水400倍液施用。
3 绿色种养循环成效显著
3.1 经济效益
2021—2024年,禄丰市共完成粪肥还田27 746.67 hm2,消纳粪肥101.23万t,替代化肥用量(纯量)5 980.3 t,可节约化肥成本合计4 091万元。养殖粪污通过粪肥还田服务主体进行收集处理、运输还田与农户自行还田相比,每年可节约劳动成本1 000多万元。种养循环项目实施解决了全市401户养殖户粪污处理的后顾之忧,每年可减少养殖场对粪污收集处理的各种投入共计1 870万元。种养循环给禄丰人民带来了实惠,产生的经济效益合计1.28亿元,为巩固脱贫攻坚工作打下坚实基础。
3.2 社会效益
通过种养循环项目的实施让广大老百姓感受到国家的惠民政策,快速提升禄丰占补平衡和高标准农田改造后土地的肥力,促进禄丰粮食增产、果蔬增收,为禄丰市的粮食增收和农产品提质增效贡献力量。种植业、养殖业全面协调发展,农业生态环境整体得到改善,农村更加宜居美丽,空气清新、环境优美,禄丰农业步入绿色、优质、高效发展的快车道。实践中,通过生态循环经济模式有机结合,将田间各种秸秆与养殖场粪便混合堆捂腐熟成有机肥,形成一种新的生态循环模式,取得“1+1>2”的效果。
3.3 生态效益
自2021年绿色种养循环农业试点项目实施以来,禄丰市畜禽粪污资源化利用率逐年提升,2024年达到90.79%。耕地质量等级从2021年4.13等提升至2023年3.99等,提升了0.14个等级。项目实施减轻了环保压力、培肥了耕地、保护了生态环境、增加了绿色优质农产品的供给。以禄丰市土官镇寨脚社区乌龙潭村为例。2021年以来,禄丰市将土官镇寨脚社区乌龙潭村1.2万亩桃园纳入绿色种养循环农业试点项目。在具体粪肥还田的组织中,市农业技术部门通过对桃树试验数据、桃园土壤的检测数据、还田粪肥的养分含量、桃子目标产量等指标进行综合分析,精准测算桃子丰产所需的肥料数量,有机无机肥料配合使用,项目实施效果十分明显。今年5月份开始,乌龙潭村的桃子相继上市,据统计,平均亩产1 500 kg,产量比去年略有增加。果肉可溶性糖含量从2023年10.78%提高到2024年14.3%,提高了3.52%;维生素C从7.26 mg/100 g提高到7.88 mg/100 g,提高了0.62 mg/100 g。
桃子价格从5.30元/kg提高到6.80元/kg,2025年桃子产值达1.22亿元,比往年增加2 700万元;同时,春赏桃花、夏品桃,绿色种养循环农业还助推了乌龙潭村乡村旅游经济发展,“滇中桃园”成了广大游客钟爱的网红打卡点,诠释了“绿水青山就是金山银山”的生态发展理念。
4 展望未来,种养循环是生猪养殖污染防治的必由之路
4.1 国家层面
农业农村部《农业绿色发展规划(2021—2030 年)》明确将种养循环列为重点任务,要求到 2030 年畜禽粪污综合利用率达85%以上,这为种养循环制定了目标任务,也为防污治污找寻了长远出路。
4.2 技术创新
微生物发酵、粪污固液分离等技术进一步升级,推动粪污处理向 “零排放”“能源化” 方向发展,“变废为宝”的条件和技术越来越成熟,种养循环农业路径也会越来越顺畅。
4.3 产业融合
种养循环与休闲农业、有机农产品认证结合,形成 “生态养殖+有机种植+品牌销售”的高附加值产业链,粪污资源化利用的前景越来越广阔。
未来,绿色种养循环农业的发展需要进一步加强技术攻关,严把还田粪肥的质量关,以保障农业生产安全;继续探索有机肥替代无机肥试验,提高科学施肥技术水平;加强效果监测,评估绿色种养循环农业项目的实效。最终将生猪养殖纳入生态农业大循环设计,通过“农牧结合、种养循环”的绿色高质量发展手段,最终构建人与自然和谐共生的现代农业发展新格局。