畜禽養殖糞污資源管理與利用決策支持系統

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畜禽養殖糞污資源管理與利用決策支持系統我國畜禽養殖糞污年產生量約39億噸，對其無害化與資源化是有效減少農業面源污染、促進農業綠色可持續發展的重要環節。

目錄

一、技術名稱

畜禽養殖糞污資源管理與利用決策支持系統

二、技術概述

（一）研發背景

我國畜禽養殖糞污年產生量約39億噸，對其無害化與資源化是有效減少農業面源污染、促進農業綠色可持續發展的重要環節。精準核算糞污養分資源量，科學測算土地承載力，實現糞肥農田利用的科學化和信息化，對加快畜禽養殖廢棄物資源管理和利用具有重大意義。然而，畜禽糞便時空變異性大，處理工藝多樣、環節複雜，處理過程中氮磷養分損失、重金屬等污染物削減，以及養分和污染物在固/液相中的分配規律不清，導致糞污處理後養分可利用潛力和污染風險差異增大。傳統的養殖產排污測算和土地承載力核算模型已無法滿足不同區域和處理模式下數據的精細提取；在糞肥還田利用過程中，必須充分考慮農田土壤條件和作物養分需求等參數，但對養殖企業和管理部門等用戶而言，諸多環節的數據信息很難獲取和集成，造成畜禽糞便資源管理難，農田利用操作難，種養結合決策難。

歐美等發達國家在養殖糞污養分管理方面的研發開展較早，特別是相關模型的構建為養殖糞污管理提供了有力的手段。但我國飼養管理和糞污處理方式和水平與國外相差很大，國外現有的模型對我國養殖數據的匹配度極低。因此，我國亟需開發適合本國國情的畜禽養殖糞污資源管理與利用系統，幫助決策者（如養殖戶、技術人員和政策制定者）在糞污處理工藝選擇、養分損失風險點識別、承載力核算和污染風險評估等方面實現最優化決策，推動畜禽養殖糞污資源管理與利用的數字化、網絡化和智能化，為種養結合和污染防控預警提供有力支撐。

（二）技術要點及參數

本系統基於決策支持系統（DSS）原理，由數據庫、模型庫和決策方案系統三個部分構成。形成了我國不同地理區域（華北區、華東區、東北區、中南區、西南區、西北區）、典型畜禽（生豬、奶牛、蛋雞/肉雞）養殖模式下糞污經「產生-收集-處理-貯存-輸送-還田」全過程的氮、磷養分和重金屬含量等指標參數，構建了糞污資源量、養分損失量與可利用潛力、土地承載力及糞肥農田安全風險等核算方法和評估模型，開發了基於Web的「畜禽養殖糞污資源管理與利用專家」（www.cnmp.org.cn）。該系統首次兼顧了糞污多級處理工藝特點，形成了全國主要養殖區、不同養殖類型的畜禽糞便養分資源參數數據庫，大幅提升了模型的科學性和核算精度，為養殖場和政府部門提供更加準確的土地承載力分析服務；同時，該系統創新增加了重金屬風險評價模塊，為用戶提供場區、鎮域及流域多尺度的養殖糞污管理和利用風險點判別，有利於糞肥農田安全利用。

技術參數

（1）數據庫構建。本系統的數據庫來源於農業農村部在全國布設的26個規模化養殖污染物排放監測國控點（規模生豬場和牛場）、第二次污染源普查部分監測點、試驗長期定位點、模擬試驗結果，以及中國知網（CNKI）報道的近二十年中國不同地理區域生豬、奶牛和禽類養殖模式下糞污「產生-收集-處理-貯存-輸送-還田」過程的氮、磷養分和重金屬含量等指標參數3100餘個，為後續的模型構建提供豐富的參數支撐。

（2）模型庫構建。場區尺度的模型庫由3個部分組成，即動物代謝、過程處理和農田利用；共有5個模塊，即糞污產生量、養分資源量、養分損失及可利用潛力、重金屬固液相分布和土地承載力模塊。區域尺度的核算模型庫由2個部分組成，即區域糞污資源量核算模型和土地承載力模型。其中，區域糞污資源量核算模型的係數取自《第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污係數手冊》，區域畜禽糞污土地承載力和畜禽規模養殖場糞污消納配套土地面積的測算依據《畜禽糞污土地承載力測算技術指南》。

（3）方案決策系統構建。根據系統評估最終確定的糞污處理、農田利用和綜合養分管理最優的參數、技術和方案。其中，方案評價是運用系統性、質性研究、定量研究等方法來分析資料、搜集證據，以客觀判斷方案的成效與影響。此外，通過決策記錄數據模塊，記錄養殖糞污處理方案或養分管理決策的具體實施效果，為後續決策的優化提供重要參考。

（三）技術示範推廣情況

核心技術「畜禽養殖糞污資源管理與利用決策支持系統」自2019年創建以來，2020年進行了優化調整，現已面向公眾免費開放（www.cnmp.org.cn），用戶超過1500人次，並在江蘇、山東、安徽、河南、河北、北京、天津、黑龍江、湖南、湖北、江西等省市進行示範、推廣，獲得良好效果。該系統被農業農村部信息中心評為2019數字農業農村新技術新產品新模式優秀項目。本決策支持系統可單獨或者作為其他技術的核心內容進行搭載，推廣糞肥還田後全國估計可節約氮肥2000萬噸氮以上和節約磷肥300萬噸以上；可降低養殖場碳排放量30-35%，節水30%以上，農場單位產量能耗降低60%，土地利用強度降低20%，水土流失只有當地平均水平的5%；可降低養殖戶糞污處理費用10元/噸，減少種植戶每年農田的化肥支出80元/畝。和現有的模型相比，應用場景更加精細，區域匹配度更高，使用更加便捷，決策更加智能。該系統的應用有利於種養結合循環農業發展，推動環境治理，促進鄉村振興，經濟、生態和社會效益顯著。

三、適宜區域

適宜推廣區域為華北區、華東區、東北區、中南區、西南區、西北產區的規模生豬、奶牛、蛋雞/肉雞養殖場、第三方服務企業、管理部門等。

四、注意事項

在應用過程中需考慮當地的天氣情況，如降水和高溫情況，在初步測算結果的基礎上酌情增減；根據養殖方式和糞污處理方式的改變，需及時在系統中進行更改並重新核算，以獲得準確的評估結果；本系統適用於我國多數典型的養殖和種植模式，僅提供初步的測算和評估方案，如有特殊場景或特殊需求，需及時聯繫相關專業人員。