在国家“十四五”规划的推动下，山东省微山县的肉牛养殖业得到了快速发展。但是，随着养殖规模的不断增长，粪污的处理问题变得日益严峻。这些粪污如果未经处理直接排放，会对环境造成严重的污染，影响当地的水资源、土壤质量和空气质量。面对这一挑战，微山县的核心任务是探索如何在促进养殖业持续增长的同时，有效地治理粪污并实现其资源化利用。该县积极推进生态循环农业项目，通过实施“饲草种植、肉牛养殖、粪污处理、沼气利用、粪肥还田”的绿色循环链，有效解决了肉牛养殖业发展而产生的粪污问题。
1 微山县肉牛养殖业粪污治理现状
微山县作为山东省畜牧养殖重点区域之一，肉牛养殖业在该地区的经济发展中占有重要地位。微山县农业农村局统计数据显示，2023年，该县肉牛饲养量达16万头，存栏9万头，出栏7万头，畜禽粪污总量20.9万t，牛粪占约22.6%。微山县81家规模场和583家专业户粪污处理设施配套率100%，主要通过堆肥、沤肥，实现无害化后还田，粪污综合利用率高达91.66%，但是微山县仍面临粪污资源化利用技术、资金和基层力量不足等问题，解决这些问题对推动当地肉牛养殖业和环境保护至关重要。
2 生态循环农业模式下的粪污资源化利用路径
2.1 实施生态循环农业模式
微山县在肉牛养殖规模扩大的背景下，主动探索并实施了生态循环农业的模式，将肉牛粪污治理与农业生产相融合，构建了一条绿色循环链，涵盖了“饲草种植、肉牛养殖、粪污处理、沼气利用、粪肥还田”等环节。
如
图1所示，这一模式不仅成功应对了肉牛粪污处理的挑战，还提升了资源的循环利用效率，达到了既保护环境又促进农业效益增加的双重目标。
1）饲草种植与肉牛养殖的结合。微山县在生态循环农业模式下，实现了肉牛养殖业与饲草种植业的互利共生。肉牛产生的粪便经过科学处理转变为有机肥料，用于饲草作物的种植，提升了土壤的肥力，进而增加了饲草的产量和质量。这一循环不仅减少了对化肥的依赖，降低了环境污染，还促进了资源的循环利用，实现了农业的可持续发展。
2）粪污的资源化处理。微山县采用固液分离技术对肉牛粪便进行资源化处理，固体部分转化为堆肥，液体部分通过厌氧发酵产生沼气，实现了废弃物的能源化和肥料化利用。这一过程有效减少了粪便对环境的污染，同时提供了可再生能源和有机肥料，增加了农业资源的附加值。
2.2 深化粪污肥料化利用
1）堆肥技术的推广应用。微山县积极推动堆肥技术的应用，通过将粪便、农作物秸秆和植物残体等有机废弃物进行混合，借助微生物发酵工艺，转化为富含营养的有机肥料。这类肥料不仅含有丰富的有机质和微量元素，而且能够有效改善土壤结构，增强土壤肥力，减少对化肥的依赖，进而促进生态平衡和农业的可持续性发展。直接将这些有机肥料施用于饲草种植区域，不仅显著降低了化肥使用量，还提升了土壤中的有机质含量，优化了土壤结构
[1]。通过这种技术，微山县在提升农业生产效率的同时，也为环境保护和资源循环利用作出了积极贡献。
2）沼液沼渣的农业再利用。微山县将厌氧发酵得到的沼液和沼渣作为液体肥料用于农田灌溉，这些肥料富含氮、磷、钾等作物生长所需的营养元素，有效提高了作物产量和品质
[2]。沼液沼渣的再利用不仅减少了化肥的使用，降低了农业生产成本，还减轻了对环境的压力，推动了农业的绿色发展。通过这些措施，微山县的生态循环农业模式为农业废弃物的处理和利用提供了有效途径，促进了农业与环境的和谐发展。
3 微山县粪污治理技术的创新应用
为了有效处理肉牛养殖场产生的大量粪污，微山县积极引入和应用了一系列先进的粪污治理技术。在解决环境污染的同时，这些技术也显著提高了粪污资源化利用的效率，并推动了养殖业的可持续发展。
3.1 厌氧发酵协同处理技术
微山县在厌氧发酵协同处理技术方面进行了创新应用，该技术通过将人畜粪污、农作物秸秆、易腐垃圾等有机废弃物经过预处理后，置入厌氧发酵罐进行处理，产生沼气和沼肥。这种技术模式资源化利用率较高，能有效减少环境污染，同时产生的沼气可作为清洁能源使用，沼肥还田利用或生产有机肥，实现了废弃物的高值化利用。微山县的厌氧发酵技术对稳定运行、安全管理等技术要求较高，适宜原料供应充足、清洁能源需求大、农田消纳能力强的地区。通过这种技术，微山县不仅提高了畜禽粪污的资源化利用率，而且促进了农业绿色发展，为农业可持续发展提供了新路径。
3.2 固液分离技术
微山县在畜禽粪污处理中采用固液分离技术，有效提升了处理效率和效果。通过物理方法将粪便中的固体和液体成分分离，固体部分富含有机物和养分，用于制作堆肥转化为有机肥料；液体部分则用于厌氧发酵，产生沼气，实现能源化利用。在具体应用中，首先通过固液分离设备分离粪便，固体粪便经干燥和粉碎后进入堆肥化工艺，通过控制水分、通风和温度等条件，促进有机物分解转化，形成稳定的有机肥料，直接施用于农田，提高土壤肥力，促进作物生长。同时，分离出的液体粪便导入厌氧消化池进行厌氧发酵，产生的沼气可用于发电或作为燃料，实现畜禽粪污的能源化利用。此外，固液分离技术的应用减少了粪便对环境的污染，降低了有害物质排放，减少了对水体和土壤的污染风险。
3.3 堆肥发酵与高效堆肥技术
在微山县，堆肥发酵技术已成为粪污资源化利用的关键技术路径。该技术依托微生物的作用，将粪便中的有机物质转化为营养丰富的有机肥，进而用于农田，提升土壤肥力，降低化学肥料的依赖。
微山县的堆肥发酵技术利用特定的微生物菌种，通过优选微生物菌剂，精确调控温度、湿度和通风条件，实现有机物的快速分解。堆肥过程大约持续30～45 d，通过精确的水分管理与周期性翻堆，确保堆肥效率和效果
[3]。所得到的有机肥料不仅肥效显著，而且环保无污染，深受当地农民的青睐。
此外，微山县还不断优化堆肥技术，通过引入高效的微生物菌种和改进堆肥工艺，缩短堆肥周期，提高堆肥质量，使得堆肥技术成为提升农业可持续发展能力的有力工具。通过这些技术的应用，微山县在实现粪污减量化、无害化的同时，也为农业提供了高质量的有机肥料，促进了生态农业的发展。
4 未来发展方向与面临的挑战
尽管微山县在肉牛养殖业的粪污处理和资源化利用上取得了积极的成果，但仍存在一些技术和管理上的制约因素，还需应对如何进一步扩大处理规模和提高资源化效率的挑战。
4.1 当前技术与管理中的瓶颈
微山县的大型养殖场虽已广泛采用固液分离和沼气发电系统等技术先进的粪污处理设备，但这些设施的运行和维护成本较高，使得部分中小型养殖场和散户难以承担长期运营费用
[4]。智能化设备的日常保养和沼气工程的高效运转需要持续的资金与技术支持，限制了这些技术的进一步推广。同时，一些中小型养殖场和散养户由于经济条件限制，粪污处理设施覆盖不足，导致粪污治理不完善，部分粪污未经处理直接排放，造成环境污染。散户因规模小、资金不足，难以获得政府补贴，成为粪污治理的薄弱环节。此外，沼气发电项目虽在环保和资源化方面有显著成效，但其经济效益受电价波动和市场需求影响，部分发电厂因设备老化、发电效率低而经济回报不佳。加之沼气发电系统初期建设成本高，小型养殖户难以承担，沼气项目的推广受到限制。
4.2 粪污资源化利用的可持续发展策略
1）优化粪污处理技术。微山县在未来的粪污处理技术优化上，将重点放在提升堆肥发酵技术的效率与质量，以及探索厌氧发酵的协同处理技术，目的是提高粪污的资源化利用率。堆肥发酵技术通过微生物分解有机物，转化为有机肥料，而厌氧发酵技术则能够将粪便转化为沼气这一清洁能源。这些技术的应用不仅能减少化肥的使用，降低环境污染，还能提升农业废弃物的经济价值，推动农业向绿色、环保的方向发展。
2）提升设施装备水平。微山县计划通过提升设施装备水平来确保粪污的有效处理和资源化利用。这包括对现有畜禽规模养殖场的粪污处理设施进行提档升级，以及规范畜禽养殖户的粪污处理设施配套。通过这些措施，微山县将增强粪污处理的标准化和规范化，提高粪污资源化利用的效率和安全性。这不仅有助于改善环境质量，还能促进农业的可持续发展，为农业现代化奠定坚实的基础。
3）推广种养结合模式。微山县持续强化推广种养结合的循环农业模式，以实现农业废弃物的资源化利用。通过建立粪肥还田利用示范基地，微山县将推动种植业和养殖业的深度融合，优化粪肥还田的渠道，提高农业废弃物的利用效率。这种模式不仅能够减少化肥的使用，降低农业生产成本，还能提升土壤肥力，增加农作物产量和品质，为农业的可持续发展提供强有力的支持。
4）强化科技创新与人才培养。在未来的粪污资源化利用中，微山县将继续强化科技创新和人才培养，以提升整个产业链的技术水平和竞争力，通过与科研机构和高等院校的合作，开展关键技术的研究与开发，特别是在高效粪污处理、有机肥料开发和能源化利用等领域。同时，微山县继续加强对农业技术人员和农户的培训，提高他们对粪污资源化利用技术的掌握和应用能力，培养一批懂技术、会管理的新型职业农民。此外，微山县还需吸引和留住高水平的科技人才，为他们提供良好的科研环境和创新平台，以科技创新推动粪污资源化利用的可持续发展。通过这些措施，微山县旨在构建一个技术先进、人才充沛的粪污资源化利用体系，为实现农业绿色发展和生态文明建设提供强有力的支撑。
5 结 语
微山县在肉牛粪污治理及资源化利用方面的积极探索和实践，已经成功构建了“饲草种植+肉牛养殖+粪污处理+沼气利用+粪肥还田”的绿色循环链。这一循环链不仅为当地农业的可持续发展提供了坚实基础，而且为其他地区提供了可借鉴的成功模式。通过生态循环农业的推广与应用，微山县有效解决了粪污处理的环境问题，同时显著提高了资源利用效率和经济效益。在未来的发展中，微山县将继续以生态循环农业为核心，致力于提升资源利用率，推动畜牧业的可持续发展，实现经济效益与环境效益的双赢。
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