李胜利老师妙语：源头减排、粪肥还田、植物生长、微生物转化、动物利用、天经地义
2017年6月29日，第二期全国畜禽养殖废弃物资源化利用培训班在长沙举行。国家奶牛产业体系首席科学家李胜利在会上作了题为《我国奶牛粪污资源化利用现状与技术模式》的报告。京鹏环宇畜牧在培训班展出了生态牧场和智能饲喂系统沙盘，并参加了培训会，下面就和大家分享李老师的精彩报告内容。
李老师首先感谢了农业部及全国畜牧总站的邀请，他说“非常高兴，有这么多人听课。这说明行业的春天到来了。应该说中国的畜牧业的发展尤其是规模化的发展，带来的问题，国家也意识到了，现在正站在人民的角度，从小康的发展来对这些废弃物，包括粪肥和秸秆等进行处理。这是非常好的发展机遇。我主要从这些年一直在奶牛领域做的一些工作，和大家做一些交流。”
李老师的报告分为四个部分：一是奶牛粪尿排泄情况，二是我国奶牛养殖业粪污处理现状，三是我国奶牛粪污处理技术，四是我国奶牛粪污处理模式和案例。在第一部分奶牛粪尿排泄情况中，李老师以1000头规模奶牛场为例，具体介绍了奶牛的粪污产生量。
他指出，泌乳牛吃的多排的多，1头单产8吨左右的泌乳牛，平均每天的N排泄量为411g左右，P排泄量在99g左右；一个1000头成母牛的奶牛场，全群奶牛的N排泄量超过100-130吨，P排泄量超过25-30吨。按照欧盟的标准，每公顷土地容纳170kgN，则容纳100吨N至少需要8000亩土地。也就是说一个1000头的奶牛场，至少需要8000亩土地才消纳奶牛所产生的粪污。这个是我们目前达不到的，所以必须通过固液分离等方式来做减量化，也需要对粪尿处理进行商业化、专业化处理。
据此，李老师进一步估算了全国奶牛粪污产生量，2015年全国存栏1469万头，包括荷斯坦奶牛和乳肉兼用等所有奶牛，这个存栏量需要8000万亩地。2016年，全国荷斯坦奶牛存栏760万头，大部分是规模化养殖，散养很少，荷斯坦牛是我们中国主要的牛奶生产来源，农牧民族养殖的大多是自产自销，自己制作奶制品，这些荷斯坦牛需要配套土地约4000万亩。
此外，李老师还分享了中荷奶业发展中心研究的氨气、一氧化二氮、甲烷等奶牛场废气排放情况，他提出这些气体对大气环境还是有一定的影响，不同的运动场设计、排污方式、堆肥方式有不同的产气量，折算成碳排放量，这样的研究非常有意义。
在第二部分我国奶牛粪污处理现状中，李老师分析道，我国奶牛养殖规模化（即存栏大于100头）比例逐年提高，2008年只有20%，2016年规模化养殖比例估计达到53%，散户在大量退出，规模养殖带来粪污排放集中等问题。
李老师指出，经过调研规模牛场的粪污清理方式，有人工清粪、刮板清粪、水冲清粪、拖拉机铲车清粪、吸粪车清粪等方式，以拖拉机铲车为主，拖拉机对牛场地面损伤很大，有时会把牛床撞坏，地面很滑牛很容易滑倒摔伤，人工清粪仍然占有较大比例。同时他也指出，新建的大型规模牧场主要以机械刮板清粪为主，尤其是新建牧场基本都配置了刮板。
在粪污处理设施投入方面，李老师分析出固液分离和堆肥发酵设备的投资比例在50%左右，沼气占10%以上，污水氧化塘建设比例较低，不到5%。粪尿、包括挤奶厅的污水，还是集中到集粪池里，固液分离然后分别处理，这种处理模式的还是比较多的。
说到粪污的最终出口问题，李老师指出粪污最终出口仍以直接或间接还田为主，占到73%。粪肥最终的归属还是应该回到地里面去，因为植物生长、微生物转换、动物利用，这是天经地义的。固液分离后将固体粪污一般堆肥发酵，制成有机肥，含草多的部分做成牛床垫料，牛会非常舒服，液体经一定时间存放后施用于农田的处理工艺较为普遍，是非常好的模式。
李老师还分析了我国与发达国家种养结合的比较。目前我们种养结合的比例不高，这需要有政策支持，其中我国相当一部分的牛场，没有配套的土地。美国、欧盟奶牛养殖模式大部分以家庭牧场为主体，养殖规模从几十头到上千头都有，没有特别大的场，自己有地，普遍采取种养结合的养殖方式，他们把粪污叫粪肥，实现粪肥还田，这是资源，对环境的保护也很重视，粪肥的施用要求也很严格。
美国大概1头成母牛有5亩地，新西兰2.83头牛有1公顷地，严格控制。我在国外一个牛场看到他们在牛场内的土地上设置了一个1米多深的观测井，每年会有相关部门的专业人士来分析土壤和水，检测氮磷是否超标，做环境监测。荷兰1.54头牛有1公顷地，欧盟2.9头牛有1公顷地，而我国1头牛仅有2亩地。而中国的种养结合比例与发达国家相比较低。西北、东北和中原地区有大量面积宽广的土地，南方及丘陵山地上土地有限。
现在我们国家也划定了不同的发展区。绿色是重点发展区，红色是约束发展区，还有适度发展区和潜力增长区。中国的猪都跑东北了，整个黑龙江、吉林、辽宁，都有黑土地，有黑土地又有中国的玉米带，包括内蒙，新疆，这些地方没处理好的话，未来也会成为问题。比如南方很多地方都不让养了。另外还有适度发展和潜力增长区，比如潜力增长区很多是缺水的地方，一头牛一天需要不少水，包括喝的和冲的，1万头牛场相当于一个小城市的用水。西藏现在也有养牛的，但是需要适应，一开始会容易得高原病。所以这样发展下去，南方限养禁养，中国的肉蛋奶供应，中国的十四五规划，地不够、水不够，（怎么实现）。现在牛肉进口马上放开了，牛肉是最耗地最耗料的。
李老师指出，我国奶牛场粪污处理的突出问题有：
1、雨污难分流：运动场粪污渗透严重；尤其是南方的雨季，降雨比较多，不容易做到雨污分流。
2、牛舍设计有弊端：牛舍建筑设计不利于舍内清粪工艺实施。
3、清粪工艺与处理工艺脱节：清粪工艺与后续处理工艺没有有效衔接，特别是一些老牧场。
4、处理成本高，企业负担重：处理运行成本过高，企业难以负担，如果能很好的运行，能养活自己的投入，投资就成功了。
5、沼气地域性限制：寒区冬季沼气工程无法正常运行。
6、种养结合脱节：缺少粪污高效利用的途径。
所以处理的技术非常重要。针对这些问题，李老师强强调奶牛场粪污处理需要遵循以下几个原则：
收集——减量化，
处理——无害化，
利用——资源化，
同时还要注意生物安全的问题。
关于奶牛场粪污处理关键技术问题，李老师从以下几点做了分享。首先在源头减排方面，具体包括从低磷日粮、低蛋白日粮、添加剂减少甲烷排放，精准饲喂，减少饲料浪费提高饲料转化效率等营养调控措施实现营养素减排，从减少跑冒滴漏，水槽清洗，清洗水和陈水的科学排放等实现饮水系统减排。李老师特别分享了他从源头减量的研究成果，他说，高蛋白并不能带来更高的奶量。据调研2016年我国荷斯坦奶牛存栏约700万头，新产、高产牛日粮蛋白含量在17%-18%，中产牛日粮蛋白含量16%-17%，通过日粮氨基酸平衡技术，每年可从源头降低泌乳奶牛氮素排泄量1.23万吨。
李老师推荐高产8吨以上的牧场，保持16-17%的粗蛋白日粮水平，而新产牛蛋白是17%-17.5%，高产牛是16.8%-17.4%，后期保持在16%即可，没有必要更高。
据国内最新研究，泌乳奶牛和非泌乳牛日粮磷营养需要（2004版）偏高70%和30%。如果降低到合理水平，那么奶牛养殖源头的磷减排潜力高达6.3万吨，尤其是泌乳牛将占到其中的5.74万吨。这样能真正从饲料配方中从源头减排。
在粪污处理与利用环节，李老师推荐无害化和资源化利用，具体包括固液分离、絮凝、过滤等理化处理方式，以及堆肥、沼气、氧化塘、人工湿地、膜处理等好氧或厌氧生物处理方式。具体到奶牛场粪污处理关键技术之固液分离上，李老师分享了不同规模牛场固液分离后粪肥估算情况。并就固液分离效果极其影响进行了分析，他认为固液分离的固体出料干物质含水率如果能在60%，是比较理想的，这样有助于后续堆肥发酵制作有机肥或制作垫料，如果在70%以上，一抓都是水，则发酵时不易快速升温，尤其是冬季会结冰（人站在物料上面不会陷进去）。现在固液分离机基本上很多牧场都有，如果能把含水率往下降，能给牛场减少很多处理成本。
固体部分最好的就是自然堆肥发酵模式，在我国北方气候比较干燥的地区，粪便适合自然脱水干化，适合养殖小区等，大部分养殖小区和牧场仍然采用自然堆放、晒干，供应附近的农民。堆肥发酵可以杀死一些微生物，降解抗生素，奶牛的粪尿中抗生素相对猪粪较少，牛粪相对更加安全。
对于固液分离的液体部分，是难题，有沼气处理、氧化塘处理、回冲粪沟、灌溉还田等方式，如果能够合理还田，是最好的。关于沼气发电模式，李老师以国家奶牛产业技术体系武清综合试验站天津海林奶牛场为例做了分享。天津海林奶牛场的粪尿是机械刮板清理收集，在固液分离后产生沼气，发电量800度/天（日平均），按0.8元/度计算，一年365天可获得233600元，沼渣15m³/天（纯干），晒干回填牛床，按120元/m³计算，一年可获得657000元。沼液用于循环水冲洗牛舍，多余的免费提供给农民（日产80m³），用于生产大棚蔬菜。
而国家奶牛体系伊利综合试验站伊利集团，采用清洁回用模式，具体是采用“固液分离+翻堆发酵+氧化塘系统”的奶牛养殖废弃物综合利用技术来处理。固液分离产生的粪渣经过高温翻堆发酵后做牛床垫料，进行资源化利用；液体经过无害化处理后用于农田施肥；种植的有机青贮饲喂奶牛，实现资源循环利用，真正做到种养结合。
而对于达标排放模式，李老师则不甚推荐，他说达标排放投资太高，处理成本太高，这不是我们中国畜牧业的发展目标，这样做的话牛奶的成本更高，我们的竞争力将更受挑战。
李老师还分享了荷兰奶业园粪肥利用方式，他说荷兰也做沼气发电，但他们是纳入国家电网，我们国内是牛场自己做，但是电网目前又不能纳入，所以比较难。荷兰有个最新技术，他们有个奶牛学校正在研究从粪肥中分离肥料和水资源，进行矿物质浓缩提取试点项目。这样可以从中生产磷酸铵镁、硝酸盐和钾盐，沉淀析出氮盐和磷酸盐。
最后，李老师给大家分析了欧洲粪肥利用展望。他提出：
1、种植农场不愿支付额外的费用，导致很多粪污加工的措施执行不利或失败。所以我们也一样。政府支持有机肥替代化肥，国家要出来引导。
2、只有有机肥产品数量足够大，才能创造出市场需求。
3、粪污产生是资源再分配的问题，以及对周边水和空气等环境的排放问题。处理粪污的技术日臻成熟，不过，粪污产品的市场营销必须做好。如何去卖？政府需要有政策导向！粪污相关政策和法规是一大驱动力！我们需要让人们知道有机肥生产的农产品的优点，才能更好的去推行。
对于粪污处理的发展空间，他提出了出口磷酸盐等几个最新的方向。他说土壤中化肥对土壤肥力的负面作用大于其对农业生产力的影响，这也引起了越来越多的关注，未来，由于自然存储量有限，提取并复原粪污中的磷酸盐是明智之举。荷兰近年来做了非常多研究和实践。荷兰是美国之外的养牛大国，养殖废弃物处理经验也非常丰富，通过这样的科研和举措，配备周边的土地消纳，使荷兰的地表水水质有了很好的提升。
以上就是李老师于2017年6月29日，在第二期全国畜禽养殖废弃物资源化利用培训班的主要分享内容，未经本人审阅，欢迎转载共同学习！
相关新闻链接： 2017年6月27日，全国畜禽养殖废弃物资源化利用会议在长沙召开，中共中央政治局委员、国务院副总理汪洋出席会议并作重要讲话。农业部部长韩长赋主持会议。湖南省委书记、省人大常委会主任杜家毫在会上致辞，国家发改委副主任张勇，省委副书记、省长许达哲，国务院副秘书长江泽林，财政部副部长胡静林在主席台就座。
汪洋指出，近年来我国畜牧业持续稳定发展，有力保障了肉蛋奶供给，但畜禽养殖污染问题也越来越突出。必须加强源头减量、过程控制、末端利用，加快全面治理。要根据资源环境承载能力和废弃物处理能力，科学确定养殖品种和规模，优化畜牧业区域布局。积极推广清洁养殖工艺和技术，大力发展标准化、规范化规模养殖。围绕就地就近用于农村能源和农用有机肥，加快发展农村沼气和生物天然气，畅通还田渠道，促进种养结合、农牧循环的绿色发展，多形式推进养殖废弃物资源化利用。
2017年6月29日，第二期全国畜禽养殖废弃物资源化利用培训班在长沙举行。农业部畜牧业司司长马有祥，湖南省畜牧水产局总工程师邱伯根，全国畜牧总站站长、国家畜禽养殖废弃物资源化利用科技创新联盟理事长杨振海，全国畜牧总站总畜牧师、国家畜禽养殖废弃物资源化利用科技创新联盟秘书长石有龙出席了开班式。
