“三部曲”技術助推畜牧業氨減排

　　 “像我家這樣存欄4萬羽的雞場，每年1000多噸的雞糞，原來光送到處理中心就得花6萬多塊錢，現在這套設備不僅讓我的雞場變得不再臭氣熏天，而且賣有機肥還可以帶來每年5萬~6萬元的收益。”家住江蘇省鹽城市射陽縣盤灣鎮的王貴花，經營著自己的桂花蛋雞養殖場。

　　是什么設備和技術讓王貴花的蛋雞養殖場發生了如此大的變化？

　　近日，《中國科學報》在江蘇省射陽縣召開的國家重點研發計劃“農畜牧業氨排放污染高效控制技術”項目示范現場會上了解到，國內首套基于畜禽養殖多環節的固氨減排技術體系示范成功，標志著以技術途徑解決農田大氣污染防治痛點成為可能。

　　氨排放近九成來自農業

　　“我國農畜牧業氨排放大，高排放區與大氣嚴重污染區高度重疊，是導致霧霾的重要原因之一。”項目承擔單位中國科學院遺傳發育所農業資源研究中心主任、研究員胡春勝告訴《中國科學報》。

　　我國每年氨排放1200萬~1500萬噸，排放強度是歐盟和美國的4~5倍。其中，近90%的氨排放來自農業源，畜牧業占農業源一半以上。華北平原、長江中下游地區是氨排放熱點區域。

　　然而，“目前氨揮發時空分布不清，減排難度大，技術缺乏，亟待攻關”。胡春勝說，農業氨減排工作基礎差、難度大，急需突破氨減排關鍵技術。

　　這包括，在種植業方面，急需精準減氮、緩釋抑氨、根施控氨、酸化固銨技術；在畜牧業方面，急需研發畜禽養殖全鏈條氨減排設備與技術。

　　“農畜牧業氨排放污染高效控制技術”項目就是為深入落實《大氣污染防治行動計劃》和《加強大氣污染防治科技工作支撐方案》等相關部署，解決上述農業生產中的難題，由科技部和中國科學院于2018年聯合啟動。

　　該項目旨在研發基于優化施肥方式與肥料類型的農田高效控氨減排關鍵技術和基于禽畜圈舍—糞便儲存—綜合處理利用等多環節的固銨減排技術；構建基于氨排放通量測定技術、同位素源解析技術和數學模型的高精度氨排放清單與減排效果評估技術；在大氣污染防治重點區內開展綜合示范，形成農畜牧業氨排放調控技術體系。

　　據介紹，項目自啟動以來，研究團隊開展了重點區域大氣污染聯防聯控技術示范，目前已形成可復制、可推廣、可考核的污染治理技術方案。

　　氨減排“三部曲”

　　酸化抑氨、密閉控氨、回收固銨。胡春勝告訴《中國科學報》，這相當于氨減排的“三部曲”。

　　原來，在畜禽圈舍，糞便管理技術粗放，氨氣濃度高，急需快速清糞、脲酶抑氨、強排固銨的技術；在糞污貯存環節，現有處理設施簡單，氨氣排放量大，急需酸化儲存、密閉固銨、結晶回收的技術；而在還田施用環節，存在還田率低、氨損失高的問題，急需機械化注射深施技術。

　　中國科學院遺傳發育所農業資源研究中心研究員馬林向《中國科學報》介紹道，團隊采用“分步式工程”手段，針對畜禽圈舍—存儲—應用等環節，以關鍵技術和機具產品為重點，吸納常規技術，構建了農牧一體化高效氨減排技術模式。

　　王貴花的蛋雞養殖場，采用的是“一場一罐、原位處理”氨減排技術模式。

　　雞場圈舍中，雞糞通常會產生濃烈的氨氣，糞尿酸化氨減排技術將乳酸溶于水，根據圈舍氨濃度變化規律，通過自動控制系統，采用微噴技術對糞便表層進行酸化處理，能顯著降低氨氣濃度，減排45%~60%。“圈舍內空氣質量好了，蛋雞福利好了，產蛋量也會增加。”胡春勝說。

　　每隔一段時間，養殖場都會對雞糞進行集中收集處理。馬林向《中國科學報》展示了雞場安裝的智能堆肥反應器。“這個反應器是我們團隊與江蘇中科紐克生態科技有限公司聯合研發的，能將儲存和處理糞便過程合二為一。”通過調氧控溫、利用微生物代謝作用將畜禽糞便轉化為有機肥。同時，這個過程中產生的尾氣通過多級循環水/酸噴淋洗氣系統處理，又能有效回收氨氣，形成液態氨肥，減少畜禽糞便處理過程中的氨氣排放。

　　馬林介紹，反應器堆肥技術較傳統堆肥技術無害化處理時間縮短60%~70%，氨揮發減少70%~80%。“由于我們采用了加溫堆肥，禽畜糞便中抗生素和抗性基因的去除率超過90%。”馬林說，這種方法生產的有機肥更加綠色安全。

　　除了關注圈舍內部氨減排，項目組并沒有遺忘逃逸到圈舍之外的氨氣。畜舍外排氨氣回收技術將減排和回收利用過程合二為一。一道弱酸水簾設在圈舍排氣口外，它能吸收外排空氣中的粉塵、氨氣，通過化學固銨和微生物轉化降解，使畜禽舍外排空氣達標，同時回收銨鹽進行資源化利用。實現氨氣減排80%。

　　“整套系統可實現養殖場氨減排60%~70%。”胡春勝說，經測算，該養殖場每年產生糞污量1460噸，糞污處理成本為72.7元/噸，年運行總成本10.6萬元。

　　盤灣鎮裕豐村目前有9戶養殖戶采用“一場一罐、原位處理”模式，解決了15萬~20萬只雞的糞污處理問題。

　　北京農林科學院研究員劉寶存在現場觀摩后告訴《中國科學報》，這套技術值得推廣應用，因為其成本低，只有傳統處理方法的一半左右；而且該技術的氨減排效率高達60%~70%，這是傳統技術無法實現的。

　　射陽模式

　　射陽縣養殖以生豬和家禽為主，出/存欄量分別達到114萬頭和2124萬只，全縣畜禽糞污總產生量為180.3萬噸/年。

　　射陽縣興橋鎮共有養殖場/戶103戶，以蛋雞為主，年產糞污2.1萬噸，采用的是“統一收集、集中處理”氨減排技術模式。

　　《中國科學報》了解到，處理中心由政府建設—公司運行—農戶配合運營，現已與80戶養殖戶簽訂協議，日處理糞污40~50噸，達全鎮糞污總量的65%~80%，年產有機肥1500噸，實現全鎮氨減排45%~56%。

　　據測算，興橋處理中心每年收集糞量14016噸，糞污處理成本為56元/噸，有機肥生產成本為150元/噸，氨減排技術成本6.7元/千克氨氣。年運行總成本78.6萬元。

　　“我們在江蘇省射陽縣實施的畜禽氨減排示范模式得到了當地的充分認可，形成了‘一場一罐、原位處理’和縣域‘統一收集、集中處理’兩種減排模式。”胡春勝說。

　　《中國科學報》了解到，目前射陽縣已在全縣推進畜牧業氨減排技術運營模式，建成鎮級集中處理中心11家，新建或改造規模養殖場35家。全縣新增畜禽糞污處理能力約120萬噸，年產有機肥約40萬噸。

　　“項目的實施將進一步提升射陽農村環境的治理成效，對增強農民的環境保護意識、帶動養殖業綠色升級綠色轉型、鞏固全域生態環境發展成果起到重要支撐作用。”射陽縣副縣長陳剛表示。

　　“若該技術在射陽縣全縣推廣覆蓋，則有望實現全縣近七成畜牧業氨減排。”馬林說。

　　項目跟蹤專家、中科院大氣所研究員王自發表示，“射陽模式”找到了一條適合我國國情的農業氨減排技術路線，既符合廣大農村地區養殖業多為農戶散養的實際，又為集約化大型養殖場提供了環保原位解決的方案，對支撐我國養殖業健康發展具有重要意義。

　　胡春勝介紹說，這套技術體系可讓示范田肥料用量減少20%~30%，氮肥利用率分別提高5%~8%，產量提高5%~10%，經濟效益提高20%。通過實施，3 年可減少種植農田氨揮發和其他氮氧化物大氣排放，并減少示范養殖場糞污污染物排放，實現農田氨減排40%以上，畜牧業氨減排50%以上。“具有明顯的生態效益，推動大氣霧霾治理、空氣質量的改善和提升生態服務功能，促進社會和諧發展。”