碳中和背景下畜禽营养和粪污治理策略探析

【核心提示】养殖业粪污的温室气体减排面临着极大的挑战，碳中和必将深刻改变农牧业的格局。本文从碳中和的角度，提出了畜禽营养和粪污治理的策略与五点建议：精准营养，源头减排，技术创新；多元化种养平衡及其农牧结合模式的技术集成与创新；加快“低碳”畜禽粪便有机肥智能装备的研发和推广；创新畜禽粪便高值化利用及其装备研发，突破饲料蛋白质卡脖子的瓶颈；调整财政支持方向，重点支持为农牧业“碳中和”做出贡献的创新企业。

因过度消耗化石燃料导致的全球变暖不仅对全球经济安全构成严重威胁，而且因其对生态和粮食安全等领域产生深远而广泛的影响而危及人类的生存。近几十年来，国际社会开始密切关注全球变暖，提出了“低碳和环保”理念和模式，旨在解决未来经济可持续发展和人类生存的根本问题。

2015年12月12日，巴黎气候变化会议通过了《巴黎协定》（PA），该协定规定了2020年后应对气候变化的全球行动安排；PA的长期目标是将全球平均气温的上升限制在比工业化前水平高2℃以下，并试图将其控制在1.5℃以内。2020年9月，我国在第七十五届联合国大会上郑重地向世界承诺：二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和；2021年3月，国务院政府工作报告中明确指出要“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构”。“碳达峰”是指化石燃料使用导致的CO2排放量达到峰值；“碳中和”是指化石燃料使用及土地利用变化导致的碳排放量，与陆海生态系统吸收及其他技术方式固存的碳量之间达到平衡，即CO2净排放为0，其核心目标是试图解决地球变暖问题。“碳达峰、碳中和”这将引领我国社会和经济的系统性转型，也给中国农牧业的可持续发展提出了新挑战，指明了高质量发展方向。

畜禽产业是全球各国特别是发展中国家的主导产业，畜牧业对全球农业GDP的贡献高达50%。约200亿只动物的放牧利用了30%的陆地面积，还有全球三分之一的耕地面积用于生产动物饲料，畜牧业的温室气体减排潜力可占农业、林业和其他土地利用部门之和的50%。根据2023年发布的《中华人民共和国气候变化第三次两年更新报告》，2018年中国温室气体排放总量（包括LU-LUCF）约为117.79亿吨二氧化碳当量，其中农业活动温室气体排放总量为7.39亿吨，占比6.27%；在非二氧化碳温室气体排放中，农业占比达35.7%。在农业源总排放中，种植业占53.6%（水稻种植排放1.96亿吨，占24.7%；农用地排放2.23亿吨，占28.1%；秸秆田间焚烧排放0.06亿吨，占0.8%），养殖业占比46.4%（动物肠道排放2.28亿吨，占28.7%；动物粪便管理排放1.40亿吨，占17.7%）。养殖业的温室气体减排正面临极大的挑战，碳中和也必将深刻改变畜牧业的格局和发展模式，因此，基于碳中和背景下前瞻性探讨畜禽养殖营养和粪污治理具有重要意义。

一、以碳中和的视角再认识粪污资源

养殖业温室气体的直接排放主要是牛羊等反刍兽的嗳气和肠道排出的甲烷，占比约60%，其次粪便贮藏和处理过程排放占比40%。要实现养殖业的减排和碳中和，一是调整畜牧业结构，适当地减少和控制牛羊等反刍兽养殖，精准饲养，加强能减少瘤胃产甲烷技术的创新和应用；二是加强畜禽粪尿资源化利用。2017年农业农村部公布推广的主要粪污处理模式有粪污全量收集，还有还田利用模式、粪污专业化能源利用模式（沼气能源/发电工程）、异位发酵床模式、固体粪便堆肥利用模式、污水肥料化利用模式和污水达标排放模式等7种。粪污专业化能源利用模式（沼气能源/发电工程）、异位发酵床模式（含发酵床模式）和采用工业治污方式污水达标排放模式均是将粪尿的有机质分解为甲烷、二氧化碳和氧化亚氮等排放，目前绝大多数的沼气工程是以厌氧发酵方式产生甲烷和二氧化碳，然后直接排放到大气。甲烷是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体，对当前经历的全球变暖的贡献率约为四分之一。因此，有必要从碳中和的视角重新认识畜禽粪尿资源及其治理方式。

畜禽粪尿是一种很好的自然资源，其主要成分是氮、磷和多种微量元素等。畜禽粪便是农田土壤中的主要有机碳来源，可以直接增加土壤有机碳的含量。在1980年至2010年期间，中国农田中的平均畜禽粪便输人从0.38增加到0.52MgC/ha，这期间，畜禽粪便的净碳输人达到了1.83Pg，畜禽粪便的输人对于增加我国农田土壤有机碳的固定起到了重要作用。我国畜禽饲料商品化程度较高的是猪和家禽，商品化饲料除了能量，蛋白饲料以及钙、磷、食盐等矿物质外，均添加了适量的微量元素，如铁、铜、锰、锌、碘、硒、钴等，其中过量的铜可能对环境造成危害。养猪业是我国畜牧业的主导和优势产业，集约化程度高，粪污排放总量大，问题相对突出，因此，我们以猪的粪污为例来阐释其资源价值和对环境的影响。

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