规模化生猪养殖污染微生物治理关键技术的联合研发

1、规模化生猪养殖污染微生物治理关键技术的联合研发1. 战略重要性（应指出项目拟开展的合作研究、联合研发或技术引进等是否属于国家中长期科技发展纲要支持的重点，是否有效服务于国家战略需求，500字以内）我国是养猪大国，出栏数和产量均为世界第一。生猪养殖是我国主要的畜禽养殖产业，生猪生产占据我国畜牧业产业的“半壁江山”。但是我国养猪污染已成为生态环境的第一大污染源。第一次全国污染源普查结果显示农业污染已成为污染“大户”，成为水环境的主要破坏者。其中突出的农业源污染源是猪粪尿的污染。随着我国生猪规模化养殖程度的不断提高，传统的粪污处理方式已无法满足其无害化处理的要求，大量粪污使周围环境的污染日益严重。许

2、多猪场臭气熏天、蚊蝇成群，地下水的硝酸盐严重超标。少数地区传染病与寄生虫病流行。规模化猪粪污染已严重影响到人民的生活环境，到了非治理不可的地步。因而规模化生猪养殖污染微生物治理关键技术的联合开发具有重要的战略意义。该研究符合国家中长期科学和技术发展规划纲要重点领域之环境的优先主题（13）“综合治污与废弃物循环利用”和农业的优先主题（22）“环保型肥料、农药创制和生态农业”，也是“十二五”规划的战略性新兴产业中节能环保和生物产业的重要内容。2. 合作必要性和紧迫性（指出项目通过国际合作拟取得的成果能否促进我国相关行业、领域重大科学 问题与关键瓶颈技术的解决和突破，推动该行业、领域的跨越式发展，能

3、否抓住机遇，促进国家战略目标更 好更快实现，是否有利于扩大我科技对外影响力和“走出去”战略的实施等，500字以内）目前规模化养殖成为了我国生猪的主要养殖形式。然而集约化养殖场大量的粪便污水，对环境造成了严重破坏。据估算，一个万头规模化养猪场，年排放粪尿约10585吨，如此多的粪尿不可能单纯依靠土壤等自然生态消化。据统计2010年我国生猪出栏6.67亿头,有近60的养殖场粪污未经处理直接排放导致严重的污染，不但影响人类和畜禽的健康，还可能造成疫病的传播和流行。猪粪尿治理刻不容迟！仅靠传统的沼气发酵和种养结合法处理猪粪，对大多数规模化养猪场远达不到无害化处理的目的。且沼渣会引起二次污染，猪粪未经处

4、理用于种植业仍引起巨大的环境问题。现代微生物发酵床养猪通过微生物及时分解、消纳猪粪，达到零排放清洁养猪，从源头上控制养猪造成的环境污染，而且功能微生物发酵垫料后可成为良好的生物药肥，因此，微生物发酵床养猪是经济和环保效益俱佳的新型环保养猪模式。然而我国可用于猪粪降解和垫料药肥发酵的菌株资源缺乏，相关发酵技术也有待提高。通过国际合作将德国在猪粪降解及其药肥开发方面的先进技术应用于我国规模养猪污染的治理，解决我国养猪污染治理与综合利用的技术瓶颈，促进国家生态文明更好更快实现，进一步提升我国养猪养业在全球的地位。3. 优势互补性（应指出国际合作对项目实施所起的重要作用，中方拟通过合作解决的问题或达到

5、的目的， 以及外方参与合作的目的，500字以内）德国具有世界权威的微生物菌种保存中心-德国国家菌种保藏中心（DSMZ），一直致力于细菌、真菌、质粒、抗菌素、人体和动物细胞、植物病毒等的分类、鉴定和保藏工作。该中心是欧洲规模最大的生物资源中心，保藏有细菌9400株，真菌2400株，酵母500株，质粒300株，动物细胞500株，植物细胞500株，植物病毒600株，细菌病毒90株等。该中心保存的菌株中有大量可用于有机污染治理的芽孢杆菌、酵母菌和真菌。德国波恩大学拥有多株畜禽粪便降解和生物肥药发酵的高效微生物菌种，拥有先进的粪尿反渗透膜分离技术、复合微生物功能互补与发酵等的粪污处理技术。我国是世界最大

6、的生猪养殖国，在养殖污染治理方面不断探索适合我国养殖环境的治理方案，积累了一定实践经验，并且拥有众多的养殖场可用于试验。我们通过与德国合作研究开发适合我国规模化养猪场污染治理的技术，解决我国生猪养殖对环境造成的严重污染问题，促进我国生态养猪业的发展，实现生猪产业的健康持续发展，同进利用国际先进生物肥药技术使猪粪尿转化成优良肥药，实现资源的无害化循环利用。我们众多的试验场所和具有一定污染治理经验的人力资源，将推动德国先进技术的进一步发展。4. 国内外相关技术现状（指出项目所涉及技术的先进性及与我国现有技术水平的相适应性，500字以内）国内外对于大中型猪场粪污处理的方法，基本有二：一是综合利用，二

7、是污水达标排放。微生物垫料发酵床养猪日本最早开始应用，从1992年开始其对发酵床养猪技术进行系统研究，形成了较为完善的技术规范。近年来许多学者及农牧畜业的技术人员对微生物垫料发酵床养猪模式进行了大量的研究，主要集中在发酵床养猪的基本原理、工艺流程、适宜的猪舍条件、菌种采集、垫料制作、发酵床制备、微生态制剂的使用及日常发酵床的管理、发酵床益生菌鉴定等方面。此外针对垫料的发酵过程中营养物质的变化也有许多学者进行了大量研究。发酵不成功的垫料循环回收利用于农业土壤中，会产生危害植物的毒性物质影响种子发芽、农作物的生长。但是这些指标的测定需要应用大量仪器、方法复杂，没有统一的标准，很难在实际生产中得到应

8、用推广。近几年，我国一些养猪场开始使用微生物发酵床技术养猪，目前国内有许多研究部门、企业等在进行推广，均有各自的操作模式，缺乏统一的规范性技术指导。本项目所涉的复合微生物功能互补筛选技术、复合菌株分级发酵工艺流程、垫料配比及制作等治污关键技术都是国际领先技术。这些技术经过消化吸收可溶入我国现有技术体系中，极大提高我国相关技术的应用效果。5. 合作的主要内容和可考核的预期成果及应用（500字以内）本项目拟引进德国波恩大学的先进技术，引进高效菌株1-2株，通过联合研究从土壤、粪污等环境中分离、筛选出能够快速消化粪污菌株，研究其微生物学特性，筛选发酵配方；对所筛选的降解微生物和益生微生物进行生产工艺

9、的研究，形成全套菌剂工艺技术，实现工业化生产。研究发酵床垫料配方研究，筛选经济实用的发酵垫料配方；与专业信息技术公司合作，研发具备通用性的远程监测系统，实现猪场发酵床信息的远程监测。设计发酵床猪场猪舍建设及改造方案。编制微生物发酵床养猪技术标准。对于使用后的垫料，研发垫料资源转化技术，设计产业循环技术体系。选择规模养猪场（年出栏量1万头以上），建立“微生物发酵床养猪工程化技术”示范模式，规模总量达100万头。通过举办培训班、实地考察和技术人员现场指导相结合的方式，培训相关技术人员200名。建立有机肥示范使用示范面积1000亩。生产药肥1000吨，示范面积1000亩，并进行辐射推广应用，累计产生经济社会效益5亿元以上。申请专利10项，发表论文22篇。最终通过组装形成规模养猪污染的微生物综合治理与循环利用技术体系，努力推动一个新兴产业的形成。6. 双方合作单位（介绍合作单位的专业背景、科研实力和专业地位，以及双方的合作基础，200字以内）我们在猪粪微生物治理方面有一定研究基础，无害化养猪微生物发酵床工程化技术研究与应