畜牧业作为甘肃省瓜州县农业经济支柱产业,在政策扶持与市场需求的双重驱动下实现快速增长。瓜州县统计局2023年畜牧业年报显示,2023年全县畜禽存栏量达137.45万头(只),规模化养殖场增至68家。然而,伴随产业扩张,粪污排放量激增与处理能力不足的矛盾日益凸显。酒泉市生态环境局瓜州分局监测报告(2023)显示,县域内年产生畜禽粪便及废水约9 860 t,其中60.85%实现资源化利用,剩余部分直接排放导致土壤及水体污染风险加剧。如何破解粪污处理瓶颈,推动种养循环体系构建,已成为区域畜牧业可持续发展的核心议题。本研究基于官方统计和实地调查数据,结合政策与技术创新视角,探讨瓜州县畜禽粪污资源化利用优化路径,以期使瓜州县畜禽粪污资源得到更好的利用。
1 畜禽养殖概况与粪污处理现状
1.1 畜禽养殖规模与结构
瓜州县作为河西走廊西端重要的畜牧业生产基地,畜禽养殖业呈现“大规模集约化与小散传统化”并存的二元结构特征。瓜州县农业农村局统计数据显示,2023年全县畜禽存栏总量达137.45万头(只、羽),其中肉羊养殖占据绝对主导地位,存栏量107万只,占总量的77.84%,主要分布在锁阳城、西湖、南岔等传统牧业乡镇,这些区域依托戈壁草场资源形成了连片养殖带。牛、猪、鸡等畜禽养殖规模相对较小,存栏量分别为6.7万头、4.5万头和15.4万羽,主要集中在河东镇、广至乡、三道沟镇等灌溉农业区,其中广至乡生猪养殖依托瓜州县德品金麦农业发展有限公司实现快速发展,年出栏量占全县的66.3%。虽然全县68家养殖场均达到规模化标准,据《瓜州县畜牧兽医服务中心项目验收报告(2023)》显示,中小散户仍占养殖主体数量的62%,这些家庭式养殖场普遍存在设施落后问题,圈舍布局多采用“前宅后圈”模式,粪污收集系统配备率仅34.7%。三道沟镇抽样调查显示,43%的散户仍使用露天土坑堆放粪便,防渗处理率较低,雨季污染物随地表径流扩散风险系数高达0.78。这种结构性矛盾导致环境承载压力呈现“规模场集中治理、散户区分散污染”的差异化特征,据瓜州县生态环境部门监测,散户集中区的土壤铵态氮含量超背景值2.3倍,成为制约产业升级的关键瓶颈。
1.2 粪污资源化利用实践
瓜州县通过“政府引导、企业主导、农户参与”的三位一体模式推进粪污资源化利用,形成多元化技术路径。
在基础设施方面,瓜州县畜牧兽医服务中心项目验收报告(2023)显示,2023年末全县累计建成标准化粪污堆积池68座,总容积达4.2万m
3,配备密闭式清运车辆32台,其中立林生态农业科技公司投资950万元建设的智能化发酵车间最具代表性,该车间采用槽式翻抛工艺,配置温度、湿度自动监测系统,使羊粪处理周期从传统堆肥的60 d缩短至25 d
[1],年产颗粒有机肥6 000 t,产品经检测有机质含量达72.3%,远超NY525-2021标准要求,其有机肥生产线年处理粪污6 000 t,产品经甘肃省农科院检测有机质含量达72.3%(检测编号GSJK2023-045)(立林生态农业科技公司2023年报披露)。
技术创新层面,广至乡绿丰源加工厂研发的“粪污+菌棒+秸秆”三元配方腐熟技术取得突破,通过55 ℃高温持续发酵10 d,将鸡粪重金属含量从45 mg/kg降至8 mg/kg,同时将纤维素降解率提升至85%,所产有机基质已供应本县及敦煌市的设施种植园区,替代进口泥炭土用量21%。种养循环实践中,实地调研发现,梁湖乡创建的“养殖场-沼气站-温室大棚”闭环系统成效显著,年处理猪粪废水1.8万t,产沼气36万m3供周边居民使用,沼渣沼液精准输送至周边日光温室等设施种植园区,年替代化肥118 t,示范区土壤有机质含量从1.2%提升至1.5%,番茄产量增加14.6%且品质达到绿色食品标准。这些实践为构建县域循环农业体系提供了可复制样板。
2 现存问题与成因分析
2.1 关键制约因素
资金、技术、市场3重瓶颈严重制约粪污资源化进程。经济成本方面,抽样调查显示78.3%的养殖户粪污处理设施投入占年经营成本20%以上,其中锁阳城镇某千只规模羊场建设防渗堆粪场、购置清粪机等设备累计投入11.6万元,相当于其全年净利润的35%。政府补贴存在明显结构性失衡,2023年全县畜禽粪污治理专项资金中,3家万头以上规模场获取82%的补贴额度,而中小散户申请成功率不足15%,三道沟镇养殖户反映申请补贴需提交的证明文件繁杂,审批周期长达7个月以上,且补贴资金延迟兑现现象普遍。
技术应用方面,抽样调查发现63%的中小养殖场仍采用简易堆肥法,南岔镇某肉牛养殖户露天堆肥场占地326 m2,氮素损失率达40%,且存在大肠杆菌超标12倍的安全隐患,相较之下,采用槽式发酵技术的规模场氮素保存率可达82%。市场机制失灵问题突出,瓜州县市场监管局流通数据显示,县域有机肥均价约800元/t,较尿素(500元/t)溢价60%,加之运输成本每吨增加50~80元,导致双塔镇枸杞种植户中仅18%选择施用有机肥,2023年全县3家有机肥厂库存积压超1 800 t,设备利用率跌至53%。这种“处理成本高-产品销路窄-设备闲置多”的不良循环严重阻碍了资源化进程。
2.2 深层原因解析
制度性缺陷与结构性矛盾交织导致治理困境。政策执行层面存在显著偏差
[2],现行《瓜州县畜禽养殖污染防治条例》虽明确500头以上养殖场需配套粪污处理设施,但对占比较高的中小散户仅作鼓励性要求,县农业综合执法大队执法记录(2021-2023)显示,近3年查处的31起畜禽粪污污染案件中仅2起涉及散养户,处罚金额合计不足5万元,违法成本与治理成本严重倒挂。
在认知层面,瓜州县农业农村局从业人员普查(2023)表明,全县52.9%的养殖户学历为初中以下,在西湖镇调研显示,43%的农户认为粪污自然降解即可,对重金属累积、抗生素残留等长期风险缺乏基本认知,重产量轻治理的短视行为普遍存在。产业协同断裂问题突出,种养空间匹配度不足,根据本研究团队抽样调查数据,东片乡镇3家大型猪场周边10 km内可消纳粪肥的耕地仅64 hm2,远低于所需的消纳标准,过量施用的沼液导致部分河道、塘坝总磷浓度超标。这种“种养分离、空间错配”的产业布局,使得近42%的粪污难以实现就地消纳,资源化链条在终端环节断裂。
3 优化对策与实施路径
3.1 强化政策支持体系
构建“财政-金融-法规”协同发力的政策矩阵势在必行。财政支持方面,建议设立2 000万元粪污治理专项扶持资金,对中小散户固液分离设备采购给予50%补贴(单户上限5万元),并创新“以效定补”机制,对连续3年粪污综合利用率达85%的养殖场,按环保税缴纳额的20%给予返还奖励。
法规完善上,亟需修订《污染防治条例》,将监管门槛从500头羊下调至200头,对直排粪污的散户实施“首次警告、二次罚款(2 000~5 000元)、三次禁养”的阶梯处罚制度,同时建立养殖环保信用档案,与贷款申请、政策补贴直接挂钩。金融创新层面,推动酒泉农商行开发“生态畜牧贷”产品,对建设沼气工程的养殖场提供3年期贷款,利率按LPR基准下浮10%,县财政给予3%的贴息补助,预计可撬动社会资本投入5 000万元。
政策协同方面,衔接农业农村部“畜禽粪污资源化利用整县推进”项目,争取中央财政资金3 000万元,重点支持智能化监控平台建设,实现全县68家规模场粪污处理数据实时联网监测。
3.2 创新技术应用模式
因地制宜构建分区治理技术体系。在牛羊养殖密集的锁阳城镇、南岔镇等乡镇,重点建设3个区域性干法发酵中心,建议推行“分布式预处理+集中发酵”模式,即在养殖户聚集区建设预处理站点,通过快速脱水、粉碎等工艺将粪污初步处理为半成品,预处理站点电力由光伏板供给,再集中运输至发酵中心进行深度加工。根据甘肃省农业工程技术研究中心2023年试点数据,该模式可减少运输成本30%,同时提升原料利用率至92%。
此外,建议引入生物炭制备技术,将发酵后的残渣通过热解转化为生物炭,用于改良戈壁土壤。酒泉市农业科学研究院试验表明,添加5%生物炭的沙化土壤保水率提升18%,有机质含量增加0.8个百分点,为荒漠化治理提供新路径。针对河东镇、腰站子镇、双塔镇等生猪主产区,试点“黑膜沼气+光伏发电”模式,建设2 000 m3厌氧发酵罐,配套500 kW光伏板阵列,年处理粪污3万t,产沼气36万m3供周边农户使用,余电上网收益反哺运维成本,实现能源产出与污染治理双赢。除沼气工程外,可试点“膜浓缩+水肥一体化”技术,将沼液经膜系统浓缩后制成液态有机肥,通过智能灌溉系统精准施入农田。
国家农业信息化工程技术研究中心2022年对比验证数据显示,该技术可使氮磷利用率从传统喷洒的40%提升至75%,同时减少沼液运输量60%。技术创新方面,支持绿丰源公司等企业与甘肃农业大学联合研发移动式粪污处理车,该设备集成破碎、混料、高温发酵系统,日处理能力达10 t,适合散户集中片区巡回作业。同时探索“智慧云监”模式,在规模场安装物联网传感器,实时监测堆肥温度、湿度等关键参数,数据接入县农业大数据平台,实现处理工艺的智能优化。
3.3 构建市场化运作机制
打通“生产-流通-消费”全链条市场梗阻。生产端,推动有机肥企业与养殖场签订长期供应协议,通过价格保障体系稳定原料成本。引入第三方质量认证机构,对有机肥的养分含量、重金属指标等进行动态监测,并生成可追溯二维码,提升消费者信任度
[3]。同时,可组建由15家规模养殖场和3家有机肥厂构成的产业联盟,制定《瓜州羊粪有机肥团体标准》,明确含水率≤30%、有机质≥45%等关键指标,提升产品竞争力。
流通环节,依托瓜州铁路物流便利设施条件,设立有机肥专运区,对通过铁路运输的有机肥产品给予0.15元/t·km的运费补贴,降低运输成本,同步开发“有机肥电子交易平台”,实现线上订单、线下配送的O2O模式。消费端创新激励政策,将“有机肥替代”行动计划纳入瓜州县农业重点产业发展扶持办法,由县财政对连片施用有机肥33.33 hm
2以上的枸杞、蜜瓜种植基地,按300元/666.67 m
2给予补贴,并与中粮集团签订“优质优价”收购协议,产品溢价率提高60%
[3]。
市场拓展方面,申请“戈壁有机肥”地理标志证明商标,在张掖市、肃州区等周边地区大型农资市场设立品牌直营店,积极拓展有机农业市场,预计2025年出口量突破2万t。建立有机肥碳足迹认证体系,对接上海环境能源交易所,探索碳普惠交易,每吨有机肥可产生0.12 t CCER指标,按当前市价年创收可达360万元。
3.4 深化产业协同发展
构建“种养结合+三产融合”的立体化发展格局。在种养循环方面,划定西湖镇-南岔镇-锁阳城镇循环农业示范带,通过政策积极引导养殖场与周边农田按1∶3比例签订粪肥消纳协议,配套建设地下沼液输送管网,配置智能灌溉系统实现精准施肥,预计可使化肥使用量减少30%,土壤有机质年均提升0.2个百分点
[4]。
产业融合方面,在立林生态农业基地打造“粪污资源化主题公园”,建设500 m2的科普展示馆,运用VR技术模拟堆肥发酵过程,开发“有机种植-生态餐饮-研学教育”产业链,年接待游客超2万人次,带动周边农户户均增收1 400元。
创新“光伏+生态养殖”模式,在双塔镇、布隆吉乡推广“棚顶光伏发电、棚内肉羊养殖、棚外有机种植”的立体生产体系,使单位土地产值从18万元/hm2提升至46.5万元/hm2。延伸产业链条,利用瓜州县招商引资政策优势引进环保项目建设年产5万t生物质炭生产线,将处理后的粪污制备成土壤改良剂,用于1 333.33 hm2盐碱地治理,构建“污染治理-生态修复-耕地提质”的增值循环模式。
4 结语与展望
瓜州县畜禽粪污资源化利用实践与国家生态文明建设战略高度契合,其突破路径在于构建“政策引导-技术革新-市场驱动”三维协同机制。从政策衔接视角,县域推行的干法发酵中心建设与农业农村部《“十四五”全国畜禽粪肥利用种养结合建设规划》中“整县推进”要求深度契合,通过配套建设3个区域性处理中心,可有效落实“畜禽粪污综合利用率达90%”的目标。
立足国家“双碳”目标与《“无废城市”建设实施方案》政策框架,结合县域实际,未来3~5年可通过以下路径实现跨越式发展。
一是依托农业农村部畜禽粪污资源化利用整县推进项目,争取中央财政资金3 000万元,配套建设智能化监控平台,实现全县68家规模场粪污处理数据实时联网。
二是衔接生态环境部气候投融资试点政策,在东片乡镇区域建设20万m
3沼气工程集群,年处理猪粪废水5万t,年产沼气1 800万m
3,满足1.2万户居民清洁用能需求,碳减排量可达12万t CO
2当量/年
[5]。
三是落实国务院《关于加快建立绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》,打造“河西走廊有机肥产业带”,通过建立“畜禽粪污-有机肥-戈壁农业”跨区域循环体系。到2026年实现年生产商品有机肥15万t,减少化肥使用量30%左右,带动蜜瓜、枸杞等特色作物每公顷平均增收12 000元以上。
在政策赋能方面,可重点对接国家财政部、农业农村部《农业资源及生态保护补助资金管理办法》,将粪污运输车辆、还田机械纳入农机购置补贴目录,补贴比例提高至40%;同时参照国家发展改革委《绿色产业指导目录》,将有机肥生产纳入绿色债券支持范围,预计可吸引社会资本投入2亿元。建议推行“生态补偿+碳汇交易”联动机制,对主动减排的养殖户给予碳积分奖励,积分可用于抵扣环保税或兑换农资补贴。
《甘肃省畜禽养殖污染治理与碳汇试点实施方案(2024-2026年)》显示,此类机制可使散户参与率提升40%,推动形成“减排获益”的市场化治理新格局。通过上述措施,到2025年可实现全县畜禽养殖碳排放强度下降25%左右,创建成为西北地区首个“畜牧业碳中和示范县”。
实践表明,县域粪污治理成效与政策执行力呈显著正相关。建议建立“中央专项-省级配套-县级统筹”三级资金保障机制,在落实《甘肃省黄河流域生态保护和高质量发展规划》过程中,重点支持瓜州实施“养殖污染治理与清洁能源替代”集成示范工程。通过政策协同与技术迭代的双重驱动,预计2027年全县畜牧业循环经济产值突破5亿元,带动农民人均可支配收入增加3 200元以上,为干旱区畜牧业绿色转型提供可复制的“瓜州模式”(文中政策文件与数据指标均引自国家部委公开发布的文件及甘肃省“十四五”规划纲要,发展预测数据基于瓜州县统计局2023年基线数据测算)。