本文從碳中和的角度，提出了畜禽營養和糞污治理的策略與五點建議：精準營養，源頭減排，技術創新；多元化種養平衡及其農牧結合模式的技術集成與創新；加快“低碳”畜禽糞便有機肥智能裝備的研發和推廣；創新畜禽糞便高值化利用及其裝備研發，突破飼料蛋白質卡脖子的瓶頸；調整財政支持方向，重點支持為農牧業“碳中和”做出貢獻的創新企業。
碳中和視角下的畜禽養殖溫室氣體的減排和糞尿等污染的治理、畜禽養殖全產業鏈中“碳足跡”（養殖水電、飼料加工以及運輸、屠宰加工、儲存以及烹飪）減排需遵循“3Ｒ”原則（Reduce：源頭減少排放；Recycle：資源的循環利用；Reuse：資源的重復利用），堅持“源頭消減、過程控制、模式創新、資源化利用、末端治理”的3Ｒ整體解決方案。具體建議如下：
一、精準營養，源頭減排
畜禽精準營養與養殖污染源頭減控及其技術創新。印遇龍院士和黃克和教授領銜的十三五重點研發計劃項目“畜禽營養代謝與中毒性疾病防控技術研究”開展了畜禽精準營養、微量元素源頭減排等大量的研究工作以及集成創新，源頭至少可以減少氨氮和磷的排放30％，銅的排放減少９0％以上，其他微量元素減排幅度在30％～75％，杜絕飼料源頭的砷、鉛、鎘的排放，使畜禽糞便能順利進入農業循環。針對動物腸道甲烷減排，有研究也發現適量添加特殊飼料添加劑可以大幅減少反芻獸腸道的甲烷排放，如，以谷物為基礎的牛日糧中添加3－硝基氧丙醇（NOP）可減少高達45％的腸道甲烷排放，而日糧中添加紅藻幾乎消除了其體外甲烷產生，其排放減少可高達80％；另外改善反芻動物飼料中豆粕的利用效率，甲烷排放也可減少20％；反芻動物養殖采用秸稈氨化處理，肉黃牛甲烷可以減排18％～30％。畜禽養殖污水減排和高效處理技術與裝備研發。
創新畜（禽）舍設計和設備研發，做好養殖的過程控制，可以減少80％以上的養殖污水產生；優化生產工藝，如養豬生產，與水泡糞工藝相比，干清糞工藝可以減排甲烷50％以上；研發糞污自動分離、收集以及高效污水處理技術和裝備。開展“兩型”畜（禽）舍的設計和畜禽環境自動控制系統，研發減少污水產生的干清糞、免沖欄和糞污自動分離設施設備；研發自動清糞設備、生物發酵等養殖技術和設備，源頭減少畜禽養殖污染。
二、多元化種養平衡及其農牧結合模式的技術集成與創新
“養豬為過年，養豬為種田”是中國最古老的農牧結合、生態平衡的經驗總結，也是經濟有效的固碳減排措施。依據不同地區養殖和種植主導產業，原始和集成創新，研發適合不同畜禽品種、不同區域和不同規模的生態養殖（種養平衡）模式，構建典型生態區域的生態循環農牧結合模式，研發不同健康養殖－生態循環種植配套系統，解決當前養殖業“種養失衡、環境污染嚴重”等重大瓶頸難題。建議我國建立3種典型的種養結合“碳匯”生態模式，并加快其配套技術創新以及示范推廣：
豬（禽）與水稻種植區生態養殖“碳中和”模式。水稻生產具有“碳源”和“碳匯”的雙重性，對長江中下游水稻主產區，通過增匯、減排、降耗和循環等措施，構建水稻生產固碳減排技術體系可以促進水稻生產碳中和28.9％～67.6％。針對豬（禽）與水稻種植區“生豬－有機肥－水稻或果蔬茶”生態養殖技術，研發配套精準日糧、豬（禽）舍設計、糞污收集和資源化利用，實現種養平衡和零污染。
（豬（禽）和小麥、玉米種植區生態養殖“碳中和”模式。農業低碳化和發展富碳農業是有效的固碳策略。以我國華北平原冬小麥季和夏玉米季為例，其碳匯強度分別為257ｇc／ｍ2和74ｇc／ｍ2。建議針對豬（禽）與小麥、玉米種植區“生豬－有機肥－小麥、玉米或果蔬”生態養殖模式，研發配套精準日糧、豬（禽）舍設計、糞污收集和資源化利用，實現種養平衡和零污染。
牛羊和牧區生態養殖“碳中和”模式。我國擁有60億畝草地，可以發揮碳匯的重要功能，高質量發展草牧業的同時，兼顧增強草地碳匯能力、控制畜牧生產碳源、提高清潔能源利用率，實施草牧業碳中和方案，可以為實現國家碳中和目標提供重要支撐。建議針對牛羊和牧區生態養殖研發配套減少甲烷排放的精準日糧、牛羊舍設計、糞污處理和資源化利用，做到牧養平衡。
三、加快“低碳”畜禽糞便有機肥智能裝備的研發和推廣
多元化種養平衡的關鍵是畜禽糞便有機肥的生產，且有機肥生產過程也要盡量節能減排，減少碳排放。目前我國有機肥生產主要采用好氧發酵技術，生產方式有槽式翻拋、條垛式、靜態堆漚曝氣、反應器堆肥等方式。其中反應器堆肥方式具有占地面積少、自動化程度高的優勢，但也還存在能耗高的缺陷，以目前市場上有機肥生產常用設備100ｍ3立式好氧發酵塔為例，因其堆體巨大，需要大功率液壓驅動和二臺15ｋＷ高壓風機才能滿足物料加氧和水分蒸發的要求，每天耗電高達1000度以上（其中僅曝氣耗電高達720度，攪拌耗電200度以上），嚴重阻礙了該技術的推廣。開發節能高效的好氧發酵裝備是未來糞污資源化利用的重要方向之一。近期湖南農業大學許道軍博士團隊研發的層流式有機肥發酵智能裝備系統（圖1），采用了獨創的薄層動態發酵技術，日處理雞糞30噸系統每天曝氣所需電能僅36度，攪拌每天耗電量僅為16.5度。此系統不僅發酵效果好，避免了發酵塔和槽式發酵常出現的因水分蒸發慢，氧氣不足而造成的死床的問題，而且物料在設備內分層流動，逐層下落，具有發酵速度快，處理量大、全封閉，全自動，能耗低，生物安全性高的顯著優勢，而且能耗低，綜合能耗只有發酵塔的十分之一。
圖１ 大湘農層流式有機肥發酵智能裝備系統和工作原理
四、創新畜禽糞便高值化利用及其裝備研發，突破飼料蛋白質“卡脖子”的瓶頸，實現中國糧食安全和碳中和
畜禽糞便除了加工有機肥循環利用外，還可以創新畜禽糞便高值化利用模式。利用昆蟲如黑水虻、蠅蛆、蚯蚓等進行畜禽糞便高值化利用成為研究熱點。特別是黑水虻處理技術，在減少碳排放、增加經濟效益等方面具有非常大的潛力。首先，黑水虻對人類友好，處理畜禽糞便轉換率高，對于雞糞轉換率可達50％，豬糞干物質轉換率可達56％。其次，黑水虻營養價值高，粗蛋白含量可達48％，脂肪含量可達35％，其鮮蟲營養價值與魚肉相當，干燥脫脂蟲粉的營養價值與進口魚粉相當，是水產，特別是高檔水產以及家禽的優質飼料。再者，黑水虻生命力強，繁殖力強。最后，處理糞便等有機廢棄物后的剩余物（蟲沙）對植物的生長有良好的促進作用，蟲沙富含氮、磷、鉀等各種農作物需要的營養物質，可作為肥料還田利用，蟲沙中的有機質含量較高，總養分、PH值、衛生指標均符合國家有機肥的質量標準，是優質的有機生物肥料。目前國內黑水虻養殖點較多，但大部分還停留在低水平的人工養殖階段，大規模、集約化、自動化是發展趨勢。湖南農業大學許道軍博士團隊成功研發了超大容量全自動黑水虻循環養殖生產線（圖2），為利用黑水虻轉化為昆蟲蛋白、高值化利用餐廚垃圾、畜禽糞便提供了高端裝備。這一技術推廣，可望每年可生產近億噸優質昆蟲源的動物蛋白，大幅減少中國對美國大豆和世界市場高端魚粉的依賴，突破“卡脖子”難題。
五、調整財政支持方向，重點支持為農牧業“碳中和”做出貢獻的創新企業
化肥的生產過程伴隨著巨大的碳排放，目前我國已經明確提出了有機肥替代化肥行動。這不僅對提高土壤肥力具有十分重要的作用，而且在減少糞污環境污染，減少化肥生產碳排放等方面均具有重要意義。
圖２ 全自動黑水虻循環養殖生產線實景圖和大規模全自動黑水虻養殖生產線示意
目前我國每年國家化肥補貼近400億元，但在發展養殖、種養結合、有機肥補貼方面還存在力度不大，政策落實不到位的情況，建議調整財政支持方向，集中財力，重點支持生態養殖和有機肥生產裝備形成種養平衡的支持政策與標準體系，支持糞肥還田，對畜禽養殖廢棄物進行綜合利用；或將畜禽糞便高值利用關鍵技術－畜禽糞污昆蟲轉化利用裝備納入農機補貼范圍，加速新裝備、新技術的推廣和應用；也可以出臺政策，鼓勵和引導為農牧業“碳中和”做出貢獻的創新企業上市融資等。
碳中和將深刻改變農牧業的格局，畜禽產業的高質量發展亟待從碳中和的視角，構建源頭減排、多元化農牧結合和種養平衡、畜禽糞便高值化利用以及配套財稅政策等系統的治污新模式。(作者：文馳，謝佳靜，陶媛，許道軍，向平安)
