北京交通大学：深耕畜禽粪污资源高效利用技术 发展绿色低碳循环农业经济

　　北京交通大学自2012年起承担定点帮扶内蒙古自治区通辽市科尔沁左翼后旗（以下简称“科左后旗”）任务，2019年科左后旗脱贫摘帽后，学校为深入贯彻党的十九大精神，落实《中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》《乡村振兴战略规划（2018-2022年）》和《高等学校乡村振兴科学技术创新行动计划（2018-2022年）》，结合科左后旗地缘经济环境特点，深耕畜禽粪污资源高效利用技术，致力“有机固废高效转化控失有机肥系统及装备”研制与应用示范，探索畜禽粪污资源产业化路径，充分调动当地群众积极性，发展种养结合的绿色低碳循环农业，推动高校深入服务乡村振兴战略实施。

　　科左后旗是农牧业大旗，旗委、旗政府一直把抓好“三农”工作作为促进经济社会和谐发展的重要任务。科左后旗把全力发展养殖业作为拉动乡村振兴的“金钥匙”，目前，科左后旗的牛存栏数近100万头，羊存栏超过180万头，日排放牛羊粪多达4800吨。由于缺乏有效的粪污资源转化手段和创新性技术，大量的畜禽粪污无处理排放。畜牧粪便中含有氮、磷及有机质，直接排放入水体中或施用后氮、磷流失，使水体富营养化；粪便中的大量病菌、寄生虫及其虫卵会污染水源，引发传染病；未处理的粪便直接用也是土壤重金属污染的重要来源，畜禽粪便引发的环境问题很严重，直接引发农牧民生产、生活环境的恶化。解决畜禽粪污污染问题，是科左后旗养殖业可持续发展、建设美丽乡村、实现乡村振兴必经之路。

　　此外，由于科左后旗地处科尔沁沙地边缘，土壤生态环境十分脆弱。多年来，农业种植业化学肥料的过度使用对土壤生态环境造成了极大破坏，也极度影响了农产品的品质和安全。随人民生活水准不断提高，高产优质农产品和卫生健康食品已成为当前社会和农业生产中的迫切需求，有机-无机配合施用的发展之路，发展绿色低碳循环农业，是现代农业发展的必由之路。

　　针对以上情况，北京交通大学在充分调研科左后旗养殖分布并结合其重点作物种植基数情况下，深耕畜禽粪污资源高效利用技术，在科左后旗散都镇散都村和巴彦乌楞嘎查（耕地1.8万亩，林地1.8万亩，草牧场1.9万亩，黄牛存栏3110头）区域，努力探索绿色低碳循环农业经济，以求推进科左后旗社会经济实现绿色发展、循环发展和低碳发展。

　　多年来，北京交通大学丁克俭教授科研团队立足于乡村振兴科学技术创新，专注于有机固体废弃物发酵工艺路线年，科研团队利用在“固体有机废弃物高效资源转化”技术和“肥料控失减施技术”领域的多年技术沉淀，运用光电监测和光电检测技术，从固体有机废弃物原料溯源、原料加工筛分、温湿度、OD值与生物菌剂含量的自适应调控等环节出发，创造性提出有机固废发酵的自适应控制理论，经过在科左后旗实地实践，研制出具有工艺条件自适应调整的畜禽粪污高效转化为有机肥的系统和装置。目前，团队已设计制造出体积为38立方米、可稳定运行10年的畜禽粪污转化有机肥发酵装置；在此基础上，团队进一步根据秸秆、畜禽粪便发酵过程，考虑变频器功能、效率、电磁兼容等方面的技术指标，按照发酵罐的工作要求与电气行业标准做设计，采用全数字化变频器操控方法，针对不同发酵罐运行节点和控制对象，兼顾系统响应速度和控制精度，实现秸秆畜禽粪便罐体的发酵全流程控制；并运用窄带物联网技术、电子技术、智能管理技术和远程网络管理技术，实现分布式秸秆畜禽粪便收集装置、秸秆畜禽粪便熟化装置、有机肥及有机肥料控失剂加工装置等各种有机肥生产节点联动和设备状态监测与控制。

　　项目团队近三年常驻科左后旗常胜镇、散都镇，全面调研区域内畜禽养殖和经济作物种植情况，特别是小、中、大规模养殖场和养殖区域分布以及规模经济作物种植基础信息；为了更好探索绿色低碳循环农业模式，学校在散都镇建立北京交通大学畜禽粪污转化控失有机肥科研生产基地，并与巴彦乌楞嘎查（村）签订畜禽粪污收集备忘录，与马莲河水稻专业合作社共建高品质控失有机水稻种植示范基地，努力探索“以种带养、以养促种、产销结合”的绿色低碳循环农业经济，倡导“生态优先、科技助力、消费驱动、产销对接”的覆盖农业生产和销售全产业链的精准帮扶工作模式。

　　为了更好地打通畜禽养殖、粪污资源化、有机肥销售、生态农业，实现农作物增质增效，帮助老百姓提高收入，并建立具有一定示范效应和可推广的绿色低碳循环农业经济模式，北京交通大学采取“自建与合作”并举，多途径打造高品质有机肥种植示范基地，除了联合当地有突出贡献的公司科左后旗马莲河水稻专业合作社，有步骤实施合作社生态种植的有机肥替代，促进农产品增质增效外，还在当地通过流转沙化地建设青储控失有机肥生态种植示范基地。同时，在不一样的区域开展典型农作物种植试验和示范，如内蒙古开鲁县红干椒有机生态种植试验示范基地、陕西周至猕猴桃试验示范基地、安徽官山白茶种植试验示范基地、江苏仁里花卉种植试验示范基地、黑龙江维维汤旺河水稻种植试验示范基地以及新疆喀什草药种植试验示范基地。这些旗内外种植合作社和有机种植示范基地建设，打通有机肥和有机型土壤调理剂的销售经营渠道，为科左后旗未来种养结合的循环农业模式建设以及乡村振兴提供了通路。

　　畜禽粪污转化控失有机肥科研生产基地以及其他有机种植示范基地项目建设，促进了学校校办企业与科左后旗禾丰粮食购销有限责任公司深度合作，合资成立了内蒙古京思源科技有限公司，立足于“低碳有机循环农业”，创“蒙王肥业”品牌，推进畜禽粪污资源产品的规范化和商业运行；此外，学校通过全国不一样的区域、不同经济作物实验示范园建设，结合粮食生产功能区、重要农产品生产保护区和特色农产品优势区建设，力求培育“有故事”、“有内涵”、有一定的影响力的控失有机肥和农作物品牌；基于农产品质量保障，借助于学校，多途径帮助科左后旗拓宽农副产品销售渠道。

　　利用北京交通大学研制的畜禽粪污转化有机肥发酵装置，在科左后旗散都镇建立了北京交通大学马莲河畜禽粪污转化控失有机肥科研生产基地，按照“分散式收集预处理、集中可控深度发酵加工”原则，建立工艺可监控的控失有机肥生产线，打造出信息化程度较高的畜禽粪污资源转化有机肥科研生产基地，能日处理10立方米畜禽粪污，生产6-7吨符合NY525-2021标准的有机肥，变废为宝，延伸了畜牧养殖的产业链，缓解了散都村和周边巴彦乌楞嘎查近2000头牛牛粪污染问题；利用基地生产的控失有机肥用于马莲河500亩有机水稻种植和600亩沙化地生态种植基地，减少了化肥的使用，对生态和土壤条件改善具有积极作用。

　　北京交通大学通过有机肥生产基地和种植示范基地建设，为当地提供了一定量就业岗位，过去三年在当地用工超过150人，其中就有贫困户24人；陕西、安徽、黑龙江、江苏等别的地方有机肥使用也为科左后旗创造了新的经济增长点；由于农作物产品质量有保障，学校与科左后旗签订了《蔬菜等食品原材料供货协议》和《米、面、油、肉等农副产品采供协议》，通过“学校+有突出贡献的公司+合作社+农户”的方式与科左后旗建立了长期定向采购合作机制，通过食堂、工会等直接采购科左后旗农产品，还在校内超市设立科左后旗农副产品专柜，在教育系统“e帮扶”平台上设立后旗帮扶农副产品网店，不定期由学校组织科左后旗农副产品展销活动。此外，学校还积极联系校友、校外企业和单位购买科左后旗农副产品。通过学校搭建的平台，累计销售科左后旗农产品2000余万元，形成了“生态优先+科技助力+消费驱动+产销对接”的闭环式定点帮扶模式，促进了科左后旗低碳循环农业经济发展。

　　学校物理科学与工程学院将北京交通大学畜禽粪污转化控失有机肥科研生产基地和农作物种植示范基地，作为学院纳米材料与技术专业、光电信息科学与工程专业的本科生以及光电工程、物理学、生物学、材料科学与工程研究生服务乡村振兴行动计划和开展暑期社会实践等的基地，2020年以来去基地开展大学生创新项目和暑期社会实践的学生近100人次，充分的发挥了乡村振兴主战场、立德树人大课堂的作用，提升了学生服务乡村振兴主人翁意识和社会责任担当。

　　本项目对促进乡村振兴、人居环境改善、生态保护、美丽乡村建设，带动农牧民共同富裕，具备极其重大的示范推广意义。

　　1.推进畜禽粪污资源转化控失有机肥的行业标准体系，为畜牧养殖业粪污利用提供示范模式。畜禽养殖业是我国农业发展的支柱性产业，其产值已占中国农业总产值的34%，在国民经济中占有非常非常重要的地位。畜禽养殖过程会产生大量的养殖垃圾、畜禽粪便等废弃物，据统计全国目前各类畜禽粪便年总量超过38亿吨。本项目正在推进畜禽粪污资源转化控失有机肥的行业标准体系，能更加进一步在发展畜牧产业的地区进行推广，充分的发挥畜牧养殖优势，利用现代科技实现畜禽粪污高的附加价值有机肥转化，将对环境造成污染的畜禽粪便变为当地产业高质量发展新的增长点。

　　2.推广有机肥示范种植体系，促进绿色农业生态农业发展。根据农业部农技推广中心的数据，我国有机肥施用量占肥料总投入量的比例，已经从1949年的99.9%下降到如今的不到10%。而按照西方发达国家的标准，有机与无机肥比例超过50%，甚至70-80%。推广有机肥，发展生态农业，开发生产无污染“绿色食品”，是农业发展的必由之路。

　　3.打造绿色低碳循环农业经济新模式，为养种农业经济可持续发展提供示范。本着“以种带养、以养促种”的种养结合生态循环发展理念，形成“养殖企业（合作社）-有机肥企业（合作社）-种植合作社”种养结合产业高质量发展的低碳绿色农业循环模式，并利用高校信息平台，拓展农产品销售经营渠道，建立高校服务乡村振兴的新机制，为类似产业体系区域的乡村振兴提供可复制可推广的产业高质量发展新范式。