王凱軍，鄭夢莉，韓奇鵬，張佩華*

（1.畜禽遺傳改良湖南省重點實驗室 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室，湖南 長沙 410125）

發(fā)展低碳畜牧業(yè)的必要性及應(yīng)對措施

王凱軍1，2，鄭夢莉1，韓奇鵬1，2，張佩華1*

（1.畜禽遺傳改良湖南省重點實驗室 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室，湖南 長沙 410125）

畜牧業(yè)是我國農(nóng)業(yè)的重要組成部分，但畜牧業(yè)在發(fā)展過程中產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響，如甲烷和氨氮化合物引起的溫室效應(yīng)，畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便對土壤和水資源的污染，同時也危害著糧食安全和人體健康。本文綜述了目前我國農(nóng)業(yè)碳排放與畜牧業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀及畜牧業(yè)生產(chǎn)所帶來的負(fù)面影響，并研究了發(fā)展低碳畜牧業(yè)的應(yīng)對措施，為低碳畜牧業(yè)的現(xiàn)代化養(yǎng)殖提供參考。

低碳；畜牧業(yè)；甲烷；減排

畜牧業(yè)是我國的重要支柱產(chǎn)業(yè)，與國家的經(jīng)濟發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系[1]。低碳畜牧業(yè)的發(fā)展前景與我國低碳經(jīng)濟相互影響，相互制約。低碳經(jīng)濟是指通過開發(fā)新技術(shù)和開發(fā)新能源等手段，減少資損消耗和溫室氣體排放，是保護生態(tài)環(huán)境與大力發(fā)展經(jīng)濟相互并存的一種發(fā)展模式[2]。我國畜牧業(yè)水污染物排放量中氨氮（NH3N）和化學(xué)需氧量（COD）的排放量分別占其排放總量的25%、45%，是工業(yè)排放量的2.3和3.23倍[3]。此外，畜牧業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體也是全球變暖的主要原因。所以，發(fā)展低碳畜牧業(yè)發(fā)展成為一種必然趨勢[4]。

1 農(nóng)業(yè)碳排放與畜牧業(yè)溫室氣體排放

1.1 碳排放與溫室效應(yīng)現(xiàn)狀

中國和美國同為世界農(nóng)業(yè)大國，雖然在碳排放總量方面兩國相差不大，但我國農(nóng)業(yè)碳排放占碳排放總量的16%～17%[5]，而美國僅為6.3%。我國農(nóng)業(yè)碳排放主要由三方面構(gòu)成：一是畜牧業(yè)尤其是草食動物養(yǎng)殖帶來的碳排放；二是農(nóng)田的CH4排放和土壤N2O的排放；三主要是畜牧業(yè)糞便處理和農(nóng)業(yè)資源消耗等的碳排放[6-7]。全球氣候變化的主要原因是由我們?nèi)祟惏l(fā)展工業(yè)和農(nóng)業(yè)而向大氣中排放了過量的CH4、CO2和N2O等引起的。農(nóng)業(yè)排放的溫室氣體主要由畜牧業(yè)產(chǎn)生，表1是我國與其他國家農(nóng)業(yè)源溫室氣體的對照[10]。

表1 我國與其他國家農(nóng)業(yè)源溫室氣體結(jié)構(gòu)比較

1.2 我國畜禽養(yǎng)殖溫室氣體排放

要想發(fā)展低碳經(jīng)濟，必須要發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)這一項重要指標(biāo)。畜禽養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的氣體是加劇溫室效應(yīng)的主要因素，每頭豬每天排泄的糞便可產(chǎn)沼氣量約200 L。全球65%的N2O、9%的CO2排放來源于畜牧業(yè)生產(chǎn)過程[11]。生產(chǎn)甲烷的最大來源也是畜禽養(yǎng)殖業(yè)，其占CH4總量的三分之一。并且CH4的威脅在溫室氣體中最大，對全球溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)是等量CO2的23倍[12]。我國畜禽養(yǎng)殖溫室氣體排放如表2[1]。

2 畜牧業(yè)生產(chǎn)所帶來的負(fù)面影響

2.1 引發(fā)全球溫室效應(yīng)

畜禽養(yǎng)殖業(yè)在發(fā)展過程中必然會生產(chǎn)出大量的CH4、N2O、CO2等氣體，這是導(dǎo)致溫室效應(yīng)最主要的原因。早在2006年聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）就指出：畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體占全世界總量的18%，其產(chǎn)生的溫室氣體數(shù)量巨大，危害日益加劇。畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的N2O和CH4的溫室效應(yīng)分別為CO2的296倍、23倍，對全球溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)早已越過位于第一的能源生產(chǎn)，所以畜牧業(yè)生產(chǎn)的溫室氣體所帶來的負(fù)面影響已經(jīng)嚴(yán)重威脅著人類的生存和發(fā)展，若不加以控制，危害難以估量[4]。

表2 我國畜禽溫室氣體排放（kg/（hedd*a））

2.2 污染土地和水源

中國畜牧業(yè)正處于從傳統(tǒng)畜牧業(yè)向現(xiàn)代畜牧業(yè)的轉(zhuǎn)型期，所產(chǎn)生的污染嚴(yán)重制約著畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)資料表明，一個千頭奶牛場和肉牛場每日可產(chǎn)糞尿分別約為50 t和20 t[13]。更為嚴(yán)重的是中國畜禽養(yǎng)殖排放的糞尿所生產(chǎn)的氨氮、總磷等超標(biāo)20倍以上，排泄到土壤，導(dǎo)致人類自身安全問題也日漸惡化[14]。有研究表明[15]，1996年我國畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生糞尿發(fā)酵和胃腸道排放的甲烷總量在2005年為280 Mt二氧化碳當(dāng)量，估計到2020年會增加到381 Mt二氧化碳當(dāng)量。此外，畜牧養(yǎng)殖所需要的飼草種植也占用了大量的土地，養(yǎng)殖過程中使用了大量的淡水資源[4]。

2.3 糧食安全和人體健康

現(xiàn)代畜牧業(yè)尤其是反芻動物的養(yǎng)殖過程中，為了提高產(chǎn)奶量和加快動物生長，過分依賴“玉米—豆粕”型精料，嚴(yán)重影響了糧食安全。研究表明[16]，到2020年我國糧食需求量會達(dá)到約7億t，其中飼料糧占百分之七十，所以人畜爭糧問題會是制約我國畜禽養(yǎng)殖的70%主要因素。畜禽養(yǎng)殖業(yè)也會對土壤環(huán)境產(chǎn)生污染，沒有經(jīng)過處理的糞便可引起土壤中硝酸鹽含量升高，導(dǎo)致土壤環(huán)境被污染。此外，飼料中含有大量的鋅、銅等微量元素添加劑。這些微量元素不僅污染土壤和水源，也可經(jīng)過食物鏈富集威脅人體健康[17]。

3 發(fā)展低碳畜牧業(yè)的應(yīng)對措施

3.1 加強開發(fā)沼氣工程

沼氣是一種廉價、高效低碳的能源，是屬于能源發(fā)展的主方向。畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便有機質(zhì)含量很多，用作沼氣可以大大降低甲烷等的排放[18]。有研究指出，在十萬只雞規(guī)模的雞場，若其每年的糞便用作沼氣，產(chǎn)生的熱值約為232 t煤[19]。所以，利用糞便生產(chǎn)沼氣是一種很好的選擇，這既減少了環(huán)境污染，又多了一份能源供應(yīng)[4]。我國國家發(fā)改委對沼氣工程制定的初級目標(biāo)是：至2020年畜禽養(yǎng)殖場沼氣、垃圾填埋氣和工業(yè)沼氣，沼氣總量要達(dá)到 800×108m3[20]。沼氣作為能源供應(yīng)又產(chǎn)生很好的社會效益，所以促進(jìn)我國沼氣工程的產(chǎn)業(yè)化顯得尤為重要。

3.2 規(guī)范糞尿管理，推進(jìn)生態(tài)飼養(yǎng)

研究表明，在2003年中國畜禽糞便年產(chǎn)生量為當(dāng)時工業(yè)廢棄物產(chǎn)生量的2.4倍，達(dá)到24億t，估測中國2020年畜禽糞便產(chǎn)生量將達(dá)到42億t[21]。因此，一方面，需要做到糞尿干濕分離，可以對現(xiàn)有養(yǎng)殖場做排水改造，使雨水、污水分流，把干糞和沖洗水及尿液分開進(jìn)行分別處理，這樣既降低了處理難度，又可以減少治理量。另一方面，應(yīng)主要對豬糞便做無害化處理，添加除臭劑，經(jīng)過高溫好氧與低溫厭氧發(fā)酵，最后烘干、粉碎、制粒等一系列步驟生產(chǎn)出綠色有機肥[22]。

3.3 甲烷生成的防控

甲烷作為農(nóng)業(yè)尤其是畜牧業(yè)碳排放源，與人類活動有著密不可分的聯(lián)系。反芻動物以甲烷形式損失能量占采食飼料總能的2%～15%[23]。目前甲烷的防控技術(shù)有三方面：①飼糧中混合添加劑，如在TMR中添加離子載體莫能菌素和阿卡波糖、多鹵素化合物、植物提取物等方法；②調(diào)控瘤胃微生物區(qū)系構(gòu)成，如添加乙酸菌制劑、瘤胃去原蟲技術(shù)等；③調(diào)整詞料配方，在不影響酸中毒的情況下提高日糧精料比例、選用含木質(zhì)素低的優(yōu)質(zhì)粗飼料[24]。

4 小結(jié)

目前中國在節(jié)能減排方面技術(shù)創(chuàng)新較少，有自己知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和推廣價值的技術(shù)更少，而傳統(tǒng)的優(yōu)良技術(shù)如沼氣和堆肥也沒有產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。我國以畜禽為主的規(guī)?；B(yǎng)殖所排放的氣體和糞尿，還有人畜爭糧問題已經(jīng)嚴(yán)重影響著中國畜牧業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。畜牧業(yè)的發(fā)展必須走低碳經(jīng)濟發(fā)展模式，即低排高產(chǎn)的生產(chǎn)模式。綜上所述，只有發(fā)展低碳畜牧業(yè)，才能促進(jìn)我國畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時通過節(jié)能減排的方法減少污染，所以低碳畜牧業(yè)是畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最終選擇。

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（編輯：晏兵兵）

F326.3

A

1006-799X(2016)18-0003-02

王凱軍（1992-），男，甘肅天水人，在讀碩士生，主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究工作。

張佩華（1970-），女，湖南長沙人，副教授，博士，主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究工作。