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摘要 阐述了依靠畜牧科技创新和循环经济途径提高畜禽生产性能和节本增效，通过废弃物的无害化处理，揭示了自然界的客观规律。利用自然力和科技创新为动力，使其在预期内做到畜禽养殖、农业种植业和微生物产业相互循环利用。也就是说植物是生产利用者，养殖业是消费储能者，微生物是分解者，三者有机的结合，循环利用，提高资源产出率，为我国畜禽养殖业提出在预期内达到碳达峰和碳中和，树立并大力倡导绿色养殖的理念。
关键词 畜禽养殖业;科技创新;循环经济;碳达峰;碳中和
中图分类号 S-9 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2021）18-0262-06
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.065
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Ways to Achieve Carbon Peak and Carbon Neutrality in the Aquaculture Industry Based on Technological Innovation and Circular Economy
ZHANG Bo1，TAO Li2， 3 （1.College of Animal Science and Technology， China Agricultural University， Beijing 100193;2. Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei，Anhui 230031;3.Research on Circular Economy in Anhui Province， Hefei，Anhui 230031）
Abstract This article is to rely on the technological innovation and circular economy of animal husbandry to improve the performance of livestock and poultry production and to save costs and increase efficiency. Through the harmless treatment of waste， it reveals the objective laws of nature. Use natural forces and technological innovation as the driving force to achieve mutual recycling of livestock and poultry breeding， agricultural planting industry and microbial industry as expected. That is to say， plants are the producers and users， the breeding industry is the consumers of energy storage， and the microorganisms are the decomposers. The organic combination of the above three， recycling and improving the resource output rate， proposes to achieve carbon peak and carbon-neutral within expectations for the domestic livestock and poultry breeding industry， establish and vigorously advocate the concept of green breeding.
Key words Livestock and poultry breeding industry;Technological innovation;Circular economy;Carbon peak;Carbon-neutral
作者簡介 张博（1988—），女，安徽亳州人，讲师，博士，从事动物功能基因组学研究。*通信作者，研究员，从事畜牧科技管理经营工作。
鸣 谢 该研究受到了原安徽省人大副主任季昆森研究员的大力支持与指导。
收稿日期 2021-07-16;修回日期 2021-08-06
2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会上表示，“中国提出将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”[1]。国际社会普遍认为，这一重大承诺体现了中华人民共和国主动承担重要责任，这一重要宣示为中国对气候变化、循环农业和低碳经济发展提供了重要目标与奋斗方向。在 2020 年 12 月的气候雄心峰会上，习主席进一步代表中国提出，“中国不仅要力争实现上述碳达峰、碳中和目标，还要实现 2030 年单位 GDP 碳排放比 2005 年下降 65% 以上、非化石能源占一次能源消费比重达到 25%左右的目标”[2]。这也是对畜禽养殖行业的科技工作者提出的要求，所以必须依靠科技创新和循环经济来实现养殖业碳达峰和碳中和。
1 养殖业在实现双碳目标中的贡献率以及存在问题
碳达峰，是指在某一个时间点，CO 2的排放不再增长达到峰值，并逐步回落[3];所谓碳中和，是指一个组织在一年内的CO 2排放量，并通过CO 2消除技术达到平衡[4-5]。在畜禽养殖业中，可以理解为通过养殖业、种植业、微生物产业的循环利用，或通过机体有机结合形式达到碳汇能。从事科技工作者和畜禽养殖业的人，任重道远，责无旁贷，必须坚持贯彻习近平主席的碳达峰、碳中和的重要思想，并纳入生态文明 建设的整体布局，尤其是养猪业和养禽业对排出二氧化碳和甲烷等对大气的温室效应贡献率占的比重太大，必须从现在抓起，找到解决问题的途径，按期完成习主席在第75届联合国大会上强调的任务。
1.1 畜牧养殖业（猪禽）在实现双碳目标中的重要作用
家畜家禽业是为人类提供肉蛋奶，这是人类生命必不可缺少的营养物质，其重要成分是蛋白质、能量和微量元素等机体的有效组成成分。同时又吸入氧气，消耗碳水化合物、蛋白质、矿物质元素，排出二氧化碳和粪尿等。据报道，2019年全国生猪存栏量31 041万头，出栏生猪54 419万头，猪肉产量4 255万t，年末全国能繁母猪存栏量达3 080万头。2020年末，能繁母猪存栏4 161万头，全国生猪出栏52 704万头，比2019年减少1 715万头，下降3.2%，全国生猪存栏40 650万头，比2019年末增加9 610万头，同比增长31.06%，恢复到2017年末的92.1%以上[6]。但是猪周期问题又来了，就目前而言，猪的养殖成本已经超出市场商品猪价格，养殖者严重亏损。世界养猪业而言，我国生猪存栏和出栏量占全世界总量各50%左右，猪肉也是我国人民消费肉类60%以上，年人均30 kg左右。如何做到稳定生猪生产，避免“猪贱伤农”，保障人口增长对猪肉的消耗量，而又控制对资源的消耗，低碳排放，使之碳达峰、碳中和，必须依靠科技创新提高畜禽的生产性能，依据循环农业节本增效。
1.2 目前畜禽养殖业存在主要不足
1.2.1 优良畜禽品种覆盖率不高。改革开放以来，我国畜禽种业发展取得卓越成效，良繁体系日趋完善，种业基础逐步夯实。但是依然存在诸多问题：猪、鸡、牛、羊等畜禽品种和肉制品都受到国外进口的冲击;部分优良品种核心种源依赖进口，如全部白羽肉鸡祖代、大部分優质种牛精液和胚胎均从国外引进。中国在畜禽业上对国外的高度依赖，致使整个国外市场对我国畜禽业影响特别大，近些年来，由于非洲猪瘟、新冠肺炎疫情等疾病，中国限制了畜禽优良品种的进口，这给我国畜禽业遗传改良造成了沉重的打击。我国应当加快禽畜种业发展，建立种业国产化和自主知识产权，打造一批大型畜禽种业集团和民族品牌。目前我国畜禽种业的科技创新研究仍然处于劣势。生产者为了追求更高的经济效益，大肆对地方品种进行改良和淘汰，导致我国部分地方品种的濒危或灭绝，其中地方猪品种濒危和灭绝的最为严重。据统计，近20年来，我国濒危和濒临灭绝的地方畜禽品种约占地方品种总数的18%，其中处于濒危的15个，濒临灭绝的44个，已灭绝的17个，这种趋势将随着集约化程度的提高和大量的引种进一步加剧。
根据《国家畜禽遗传资源品种名录（2021年版）》，共有33种畜禽948个品种及配套系，其中地方品种和引入品种648个。我国畜禽品种不仅数量多，而且种质特性各异，在繁殖性能、适应性、抗逆性、耐粗饲和产品品质等方面表现突出，还有一些品种具有优异的产绒产毛性能和医用药用、竞技观赏价值，是一座珍贵的基因宝库。这些都是“国宝”，是加快畜禽种质创新、培育国内产业优势、实现多元化发展不可或缺的战略性资源。但由于对地方品种特有的高繁殖性、优良肉质等种质特性缺乏系统性掌握不够，缺乏对不同畜禽品种身份鉴定的工具和平台。在种质创新和开发应用中对这些特殊种质性状的量化指标、优势基因型等关键问题缺乏基础工作和充分证据，从而限制了在种质创新、育种新素材创制、生物育种工作中对优异种质性状的有效开发和应用。由此可见，种质资源鉴定是畜禽遗传资源保护和利用的基础性、日常性工作，是畜禽遗传资源管理工作的重要组成部分。我国种质资源的鉴定发掘能力和种业发达国家相比远远不够，我国动物种质资源保存总量约90万份，300多个品种，但精准鉴定覆盖度不足10%。因此，我国未来种业发展需要立足我国丰富多彩的畜禽遗传资源的精准鉴定和充分利用，构建具有自主知识产权的优异种质资源表型库，发掘重要基因和关键标记，攻关“卡脖子”技术，为打好畜禽种业翻身仗做好“芯片”和技术储备。
1.2.2 饲料资源不足依然存在。大宗原料依靠进口，特别是生产豆粕的大豆，鱼粉依赖性极强，据华经产业研究院数据显示，2020年，中国大豆进口量为10 033万t，同比增长13.39%。大豆进口金额为395.28亿美元。我国玉米消费量也是不容小觑，2020年玉米进口量1 130万t。据中商产业研究院数据显示，2020年中国粮食进口量14 262万t，同比增长28%，总金额50.83亿美元，同比增长21.1%;此外，奶粉进口量131万t，金额为83.56亿美元，乳品进口量为337万t，同比增长10.2%（这些包括生产乳猪饲料的乳清粉全靠进口）。这些数据说明，我国种植业的粮食饲料原料存在很大缺口。
1.2.3 疾病防控还存在很大的漏洞。虽然禽流感等疾病得到了控制，但是2018年8月，我国辽宁爆发首例非洲猪瘟，对生猪的危害性极大，目前除了生物安全措施之外，尚无有效的疫苗可防可控。此外，其他的地方流行性病毒性疾病，如PRRS，猪伪狂犬、猪细小病毒对母猪繁殖率和仔猪成活率影响极大，造成生产水平不高。
1.2.4 环境控制有很多待解决的问题。如畜禽粪便尚未完全得到处理，对周边环境造成很大压力，尚未彻底达到种养结合，循环利用。畜禽粪便厌氧发酵产沼气处理方式以能源生产为目标，最终实现沼气、沼液、沼渣的综合利用，但是这种方式带来的是投资大、成本高，而且产气效率很低。一般情况来看，畜禽养殖的地点主要在农村，而且污染的范围和程度都很大，污染源的种类丰富多变，再加上有些监督管理的工作人员素质水平不达标，不能够进行科学全面的监督和管控。除此之外，还有一些客观性的因素，比如目前的畜禽养殖行业逐渐成为一种微利行业，大部分从业者都是农民，当监督的团队监察到了养殖的污染问题，责令其改正，但是在后续的处理中，养殖户并没有妥善地处置，不能彻底地消除污染问题，这也导致污染问题一拖再拖，不断累积到不可控制的局面。目前畜禽养殖业污染问题较为严峻，鉴于畜禽养殖业属于微利的行业，如果单纯依靠养殖户进行处理，很难得到有效解决。 1.2.5 生猪周期性循环对养殖户的影响。生猪养殖数量周期性变化，导致市场价格的波动较大，怪圈难破，“猪贵伤民，猪贱伤农”，最近一年多来，生猪价格大起大落犹如过山车，也让投资者和养殖户们经历了大喜大悲。如2019年11月达到猪周期的最高峰商品猪价40.98元/kg，而时隔半年多时间，2021年6月20日，生猪出栏价格持续20周下跌，猪价12.0元/kg左右，有8个省份已跌破6元/kg，当前养猪户每头猪亏损已达到300～1 800元不等。当然，大跌又有大涨，下一个周期又周而复始。由于养殖的周期波动太大，也就造成了碳排放率不均衡。
2 提高养殖业碳汇能力的指导思想与思路
2.1 依靠科技创新提高养殖业生产水平是关键
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全国贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，坚持新的发展理念，坚持科技创新，可持续发展畜禽养殖业及健康养殖，实现种养结合，生物相互利用与依存，周而复始，关键是连接技术的创新和组织形式的创新，才能做到可持续发展，区域性循环发展，积极参与国内大循环、国内国际双循环的发展战略。2016年8月22日，习近平到青海考察时指出，“循环利用是转变经济发展模式的要求，全国都应该走这样的路”，他还强调，“发展循环经济是提高资源利用效益的必由之路”。我国是一个人均资源贫乏的国家，人均土地和水资源占有量只有世界人均占有量的1/3和1/4，对资源需求量较大，资源“瓶颈”已经成为严重的制约因素。人类社会要不断前进，社会经济要持续发展，这就必须走可持续发展，节能减排，生物之间和谐共生、资源共享的循环发展之路。
2.2 养殖业“五进五出”主要思路与途径 养殖业“五进五出”线型经济示范如图1所示。
2.3 依靠循环经济使养殖、种植业和微生物产业一体化 早在2007年5月，我国著名多功能循环经济专家季昆森同志在《发展循环经济是建设社会主义新农村的重要途径》一文中明确提出：循环经济遵循4R原则，即减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle）、再思考（Rethink）的行为原则[7]。这是循环经济标志性的特征。减量化原则，即减物质化，为循环经济的首要原则，也是最重要的原则。该原则以不断提高资源生产率和能源利用效率为目标，在经济运行的输入端，最大限度地减少对不可再生资源的开采和利用，尽可能多地开发利用替代性的可再生资源，减少进入生产和消费过程的物质流和能源流。再利用原则，就是尽可能多次地以及尽可能多种方式使用人们所购买的物品。再循环原则，就是尽可能多地再生利用或资源化，把废弃物返回工厂，在那里经适当加工后再融入新的产品中。再思考原则，就是在经济运行中不断减少和避免废弃物的产生，最大限度地提高资源生产率，实现污染排放最小化，废弃物循环利用最大化[8-9]。
发展循环经济必须深刻领会循环经济原理的精神实质，灵活运用“4R”原则，进行不断地思考、探索、创新、发展。畜禽养殖变为闭合的循环经济技术路线（图2），使其达到碳中和。
3 实现畜禽养殖业碳汇能和碳达峰、碳中和的重要途径
3.1 畜禽种业要继续努力自主创新
我国是畜牧业用种大国，但不是种业强国，畜牧业发达国家和跨國种业公司通过构建高通量、大规模、精准高效的鉴定利用平台，已发现生长、品质、繁殖等性状相关的上百种重要遗传突变，加快了育种进程，提高了遗传改良效率。我国畜禽种质资源鉴定和基因发掘能力还远远不够，这已成为我国打好种业翻身仗的突出短板。虽然我国初步构建了畜禽保护体系，建立了国家级场区库199个、省级场区库360余个，组建了保种群，年年开展保种工作，但保种效果如何，有效群体含量是否符合规定，近交系数多少，保护群体是否处于濒危状态等都不清楚。对畜禽优异性状的精准定义、定量指标和优势基因等基础性工作非常薄弱，也制约了资源的开发利用。迫切需要启动畜禽资源的自主创新，组建一批特色优质高效畜禽核心种源，测定一批优异性状，发掘一批优异基因和关键标记，为打好种业翻身仗做好“芯片”战略储备。我国已自主完成牦牛、藏猪、北京鸭等畜禽品种的全基因组测序[10-12]。同时，通过GWAS、重测序、甲基化、RNA-seq、iTRAQ、Massarray等技术，鉴定了一批与畜禽繁殖性能、适应性、抗逆性、耐粗饲和产蛋品质等重要经济性状的关键基因和分子标记，并应用于畜禽育种[13-14]。安徽省农业科学院陶立研究员，早在“十五”和“十一五”期间，承担了国家“863计划”（课题2002AA242031和2007AA10Z171）。2006年培育出已通过安徽省畜禽品种委员会审定的“淮猪02号配套系”，选育出“淮猪新品系”。配套系的商品猪151日龄达90 kg，瘦肉率可达60%，料肉比2.7∶1，优质瘦肉型风味深受消费者青睐。经过8年选育的新品系，用分子标记辅助选择，成功地剔除了氟烷敏感基因（Halothane gene，Hal），使猪群抗应激而肉质优良。经测定：产仔数13.2头，最高的每胎可达19头;达90 kg体重151 d;30～90 kg日增重796.5 g;料肉比2.72∶1;屠宰率74.3%;瘦肉率65.03%;肉色评分3分;大理石纹为3.42;滴水损失4.19;嫩度3.20;肌内脂肪2.92%。这一核心技术破解了瘦肉率和风味之间的矛盾。属于具有知识产权的科技创新，2008年获得了安徽省科学技术二等奖[15]。
农业农村部种业管理司和全国畜牧总站在2019年7月召开“国家畜禽良种联合攻关（2019—2022年）”会议，吹响了我国畜禽良种持续发展的新号角。计划中明确提出“种业是国家战略性、基础性核心产业。畜禽良种对畜牧业发展的贡献率超过40%，是提升畜牧业核心竞争力的重要体现”。令人鼓舞地是提出了“加快培育一批具有自主知识产权的突破性畜禽品种，保障主要畜禽品种有效供给，提升我国种业国际竞争力”，这也是畜禽遗传育种工作者的心愿。特别是2020年12月中央经济工作会议上明确指出：“要加强种质资源保护和利用，有序推进生物育种产业化应用，要开展种‘卡脖子’技术攻关，立志打一场种业翻身仗”，为今后畜禽种业的发展提出了新目标、新任务。笔者认为，在系统保种理论上，进行配合力的测定，设定遗传改良计划，根据市场需求，进行系间杂交利用杂种优势进行专业生产，当然这需要应用分子层面的育种技术，通过全基因组关联分析（GWAS），采用基因编辑，聚合多基因形式表达的经济性状，用分子标记辅助选择法选择优秀个体，组成群体，在畜禽生产中品种贡献率由40%提高到60%，那将是重大的突破。如中国农业大学吴常信院士用8年的时间，成功地将矮小型（dw）基因导入中型褐壳蛋鸡中，育成了小型蛋鸡的纯系和商用配套系。这种蛋鸡体型小，耗料少，料蛋比2.1∶1。虽然矮小型蛋鸡比高产蛋鸡72周龄的产蛋要少1.0～1.51 kg，但可节省8～101 g饲料。该项成果“节粮小型褐壳蛋鸡的选育”于1999年获国家科技进步二等奖。每年平均推广8 000万只，节粮小型蛋鸡的育成和推广在国内首次实现了小型蛋鸡规模化生产[16]。 3.2 挖掘饲料资源与改变饲养方式
3.2.1 研制无公害绿色饲料。研制新型的饲料添加剂，提高饲料利用率以微生态制剂和寡糖类替代抗菌素和生长促进素。目前，国内“营养替抗”的技术及产品主要包括酶制剂、益生菌、植物提取。
3.2.2 以畜禽机体营养平衡，改变饲料配比。畜禽机体在不同的生长阶段对饲养的要求不同，比如母猪饲料，现在大部分仍然是空怀配种料、怀孕料、哺乳料，应该设计断奶料、空怀乏情期饲料、配种料，妊娠前期料、中期料、后期料（看膘投料），哺乳前期（分娩7日内料）料，中期料、后期料（看哺乳仔猪数投料）。这样既保持了母猪的高生产水平，又节省了饲料，为降碳提供了依据。
3.2.3 调整种植业结构，增加饲料原料供给。我国养猪业多采用玉米和豆粕型日期粮，造成北粮南运，而豆粕大量靠大豆进口。如欧洲大部分国家采取用饲料大麦（小麦）为主的能量饲料。我国应该增设高产饲料稻、高产玉米区域。此外，还应降低饲料中的蛋白质（豆粕）的含量，以增加氨基酸平衡（让动物少排吲哚甲烷等），还应添加屠宰厂高温消毒素制备的血粉、水解羽毛氨基酸制品、藻类叶蛋白、蝇蛆蛋白、蚕蛹蛋白等。
3.2.4 推广养猪技术，使广大山区、落后地区分散养猪走致富之路。由于近几年猪市场周期变化幅度太大，简直是“冰火两重天”。特别是2019年初到2020年底，有些养猪的投机者搞起了二次育肥，养到体重达200～250 kg（牛猪）才出栏。猪生长期越长，基础维持需要就越大，消耗的饲料就越多（料肉比应该在5∶1～6∶1），碳排放就越高，对环境的污染更大。在猪行情好的情况下，养1头“牛猪”也能赚2 000～3 000元，相反，到2021年6月，赔本2 000～3 000元，有的二次育肥养“牛猪”者欲哭无泪。该研究作者陶立在1986年10月，经组织选派到大别山太湖县寺前乡洪畈村驻点科技扶贫6年，选准突破口科学养猪，当时山区农民家家户户养猪，饲养1头肥猪需要1.5年左右，不赚钱，甚至赔钱，养猪只是为过年吃肉，腌肉来年吃一年。1986年12月，经安庆地区科委选派科技扶工作组在洪畈村上屋村民组建立了4户科学养猪示范户，农户已饲喂9个月的4头长本杂交猪，经常闹圈，啃墙壁，体重平均24.25 kg，农户反映“恨不得用锄头砸死它”。扶贫期间通过手把手教农户配合饲料，改用科学喂养方法，猪吃得饱睡得香，性情温顺，试验26 d平均增加到43.3 kg，日增重0.73 kg，料肉比2.55：1。又如汪仕国示范户饲养了11个月的猪，体重64 kg，试验第30天体重增加到97.5 kg，日增重达1.115 kg。在一年内发展1 200户科学养猪示范户，带动示范户全部脱贫，大部分成为“万元户”（当时作者陶立是助理研究员，月工资仅有74元）。这些事例说明，饲养“牛羊”和“长寿猪”饲料消耗大，污染大，碳排放要大数倍。如果我国把现在年出栏按2020年52 704万头，每头猪平均350 kg饲料（“牛猪“可能吃掉1 000 kg饲料）降低到250 kg，出栏体重控制在110～115 kg，每头育肥猪可少喂100 kg料，全国仅一项可节约5 270.4万t饲料，按饲料配方玉米60%左右配比，可节省玉米3 162万t，从根本上就无须进口玉米，少进口大豆1 000万t以上[17]。
3.3 从污染治理入手，變单纯的赔钱为既要花钱又要赚钱，提高废弃物资源产出率
3.3.1 猪尿和污水的再利用。安徽省农业科学院陶立研究员在长丰县吴山养殖基地设计了建设一套处理年出栏3万头大型猪场污水处理设施，这种工艺是经干湿分离后的猪尿和污水进入酸化池调节后，用污泥泵抽进一级厌氧发酵罐。该技术中猪尿与污水从下向上流动，厌氧发酵;年产出沼气18.25万m3用于发电，年发电26.28万kW·h，可减少电费开支16万元。产生的沼液再进入地下厌氧池进行二级厌氧，得到的沼气可用于做饭和洗澡，而且沼液一部分可用于养殖蚯蚓，另一部分用于浇灌蔬菜、林地和花卉，发展有机农业，还有一部分流入生化植物塘，经分解后养鱼和回流冲洗猪舍，达到消毒杀菌作用。这一工艺流程把污水和尿液变成沼气、沼液的宝贵资源。
3.3.2 猪粪生产蚯蚓饲料和有机肥料。猪粪经过堆肥、发酵、翻抛，使猪粪臭味变成了醇香味，消灭了病原微生物和寄生虫卵，发酵后产物成了一些生物的饲料和肥料。
3.3.3 利用沼液和发酵后的猪粪发展蚯蚓产业。安徽省科鑫养猪育种公司为了进一步延长经济产业循环链，整理2.0 hm2荒地，用发酵后的猪粪和沼液养殖蚯蚓;且在蚯蚓地立体种植瓜蒌，既为蚯蚓提供了喜阴环境，又提高了土地的产出率。经测算，可产蚯蚓15 000 kg/hm2，瓜蒌籽2 250 kg/hm2，效益可达34.5万元/hm2。
3.3.4 病死畜禽无害化处理资源化再利用。我国一般采用3种方法实现病死畜禽的无害化处理，即深埋法、自然分解法和焚烧法，但这3种方法存在很多问题，仅为“权宜之计”。①深埋法，主要是在猪场内挖2～3 m深的土坑，放入病死畜禽，加入生石灰或消毒药液，加土覆盖，埋葬了事，这种方法根本没有达到资源的再利用。②自然分解法，该方法直接将病死畜禽投入到用水泥或玻璃缸制成的罐内，加盖密封，留有排气孔或管（防止爆炸）进行自然厌氧发酵。这种方法存在很大的问题，首先产生的恶臭气体会缓慢排放到大气中;其次这种方法浪费了部分土地，导致无法耕作。③焚烧法，该方法是用焚烧炉焚烧病死畜禽，这种方法的很大缺点是排放的气体对空气造成污染，而且还消耗了能源，增加了CO 2的排放。陶立研究员在近30多年的探索和实践中，总结出我国现在的病死畜禽处理必须采取科技创新观念和遵守循环经济原则。第一，减少病死畜禽死亡率原则。若按照我国商品猪饲养育成率90%、死亡率10%来算，则每年死亡的生猪为5 200万头左右。如果增加生物安全措施，降低死亡率至5%，每年可育成出栏商品猪2 600万头左右，这是完全可以实现的。1992—2002年，陶立研究员主持了安徽省肥西县种猪场和安徽省农科院种猪场工作，他采用生猪防疫安全措施，使得生猪育成率达到98.8%以上，年出栏2 000头的猪场，仅死亡22头，猪群几乎不发病，从未患过猪瘟病毒疫病。第二，资源化再利用原则。陶立研究员在主持关山科研基地工作期间，将病死猪无害化处理后（深埋）作为绿化树苗的肥料，或者平整土地种植牧草，土地再利用。第三，病死畜禽无害化处理后作有机肥料或再循环原则。2008年，陶立研究员赴美国爱荷华州参加世界肉品大会，考察了解到越来越多的美国农民选择病死畜禽高温堆肥处理，堆肥时加入锯末或干草粉，使碳氮比为25∶1，此外加入发酵菌好氧发酵，腐熟后的基质再生产农作物专用复合肥。据报道，我国浙江省桐乡市石门镇同润现代农业科技合作社，就利用病死猪统一收集返回处理厂，高温变压并保温1.5 h，140 ℃，保温2.5 h，收集米汤一样的基质和深棕色的粉末，在生物处理车间再循环饲养蝇蛆虫，用蝇蛆烘干饲养草鸡和鸭，也可以用作水产养殖。此外，我国广东省也报道，用病死畜禽无害化处理后，作特种水产养殖（鲶鱼、黑鱼、甲鱼等）。这些事例，利用生态再循环产业链，病死畜禽得到了极大的资源化利用。 3.4 从循环经济经营生态入手，建设多功能大循环农业
多功能大循环农业是由我国著名循环经济专家季昆森同志于2013年5月正式提出，涵盖了环保、文化、旅游、经济、社会、生态、节约、高效、健康等多功能，产业之间相互融合发展，各种要素相互叠加放大的先进农业发展方式[8]。
3.4.1 从优化生态环境入手，建设种养结合循环利用生态养猪场。“种养肥三产融合模式，就是在规模种养农区，养殖业、种植业和有机肥料3类经济独立实体，采用契约结盟方式，耦联形成利益共同体，实现一定区域内农畜废弃物的资源化循环利用”。安徽省科鑫养猪育种有限公司根据发展规划，按循环经济理念，在保护好原有猪场四周30 m寬，超过3 000 m 长的坝埂上，植树造林数万棵，乔灌间作，配栽低矮的牵藤刺，形成立体栽培的天然屏障。2008年春季，陶立在四川省成都郊区考察5个著名的“创意农家乐”村庄，提出新创意，将猪场进行绿化改造，一方面可以产生经济效益，另一方面也可为公司员工创造一个优美的生活环境。为此，他立即在猪场内种植了香樟树500棵，白玉兰500棵，桃树100棵，木瓜300棵，桂花400棵，石榴树50棵，玫瑰花99棵，樱花30棵，蜡梅、红梅、绿梅各100棵，海棠、柜子花、紫薇花各50棵，木瑾花2 000棵，莲藕0.333 hm2等，建设了香樟大道、玉兰大道、桂花园。这种猪场周边路边绿化带不仅吸收了二氧化碳进行光合作用，达到碳汇能，而且还排出氧气供动物呼吸。
3.4.2 发展有机农产品，优化完善循环农业产业链。2014年，陶立又创意设计供肥供水系统、建设肥水一体化工程。利用 “五里塘”，面积达4 hm2，可容纳6万m3沼液，流转猪场周边土地66.93 hm2。这片土地位于猪场东北片，属于江淮分水岭，土地不平整、适合种植有机水稻。为了节肥节水节省人力，建立泵站，铺设了3 000 m 10大气压（1 013.25 kPa） 100 m口径的主管网，4 000 m的支管和微管网，安装了几百个快阀，根据水稻各时期对肥水的需求，勾兑不同浓度的沼液，作基肥时用全沼液，作追肥时，沼水比例1∶5，再利用种植区的3口当家塘（中塘、簸箕塘、牛塘），后期全用清水，定期定量供应肥水。不用化肥、农药、除草剂，达到种地养地，形成“猪—沼—粮”循环产业链，实现了肥水一体化。达到了“液态肥库储存，高压水泵提升，密闭官网输送，阀供肥供水，按需配方施肥，节水节肥节药，节本高产高效，环保有机生态”。由于实施了该项工程技术，规模猪场做到了一滴污水不外流，猪粪尿全部变为宝贵资源，真正实现了“看得见绿水，望得见青山，记得住乡愁”[18]。
3.4.3 按有机标准化生产有机水稻。
在长丰县镇村的大力支持，2014年5月份就流转了69.612 hm2土地，并与楼西村支部一班人经常商讨，又与当地农民6人成立了“长丰科鑫循环农业专业合作社”。引进了“南梗9108”新型品种，该品种不但适应性强，而且抗病，质优，口感好，具有独特的美味香型大米。
3.4.4 生产加工有机优质大米。2014年委托广州中鉴认证有限公司获得有机认证。公司又与合肥金润米业联合，委托加工包装、储运，根据市场需求，包装成1 000 g、2 500 g等不同规格“安科鑫”牌有机大米。开设微店网店，有机大米销往了广州上海等地，达到了有机优质优价。
3.5 以生物安全防控防为主，防治防疫相结合
3.5.1 加强猪流行病的发生、传播机理的研究。随着养猪业的快速发展，猪疾病的发生也呈多样化。疾病发生的种类越来越多，危害也越来越大。要采取有效控制和防治措施，最大限度地减少疾病带来的经济损失。
3.5.2 制定严格的防疫管理制度。首先，严格把好出入门关，把病防到院外、门外;其次，加强饲养管理，增强猪体的抗病能力;第三，定期和不定期做好圈舍消毒并保持圈舍、场地和用具的卫生，有效防止疾病传播;第四，按程序免疫接种，根据本场猪群病原检测结果采取相应的免疫接种疫苗，以增强肌体内抗病能力。多年来，陶立研究员主持的科研基地一直没有发生重大传染病疫情，猪群育成率达到90%以上。
3.5.3 疫病防控环境消毒自动化。要想猪群不生病，早发现、早隔离、早治疗（处理）。首先必须截断传染源。①把好进门关，以防漏洞，尽量控制人员流动。进门一定要严格消毒、洗澡、更衣、隔离数日，经检测后，方可进入猪舍。②把好物料关。所有饲料必须在车上未卸之前，整车开入清消站，进行高温消毒处理后方可卸入储料塔。进入猪场的用具和物品要经紫外线消毒或福尔马林熏蒸，喷雾消毒。③智能监控猪群。用自动化、测定系统，每日每时全天候监测单体猪只的采食、运动、体温，一旦有变，对单只猪进行报警，做到早发现，早处理。④环境控温控湿控风。猪的生长育肥最适温度15～25 ℃，环境温度过高过低，对猪的生长带来极大的影响，主要是降低日增重和饲料报酬。此外，猪易发传染病和中暑死亡。安徽某一猪场，夏天突发停电12 h以上，环境温度已达37 ℃，一夜之间怀孕后期母猪在限位栏内中暑死亡200余头，损失惨重。
3.6 智能化生产，数据化管理，破解猪周期的根源
3.6.1 养猪场智能化是现在和未来发展的方向。喂料自动化，从饲料运送到自动喂料，以定猪定量，尤其是猪种，定量到每头每天每餐的喂料量，克服了多吃多占多排放。中国农业大学基地涿州种猪场现在已经完全做到自动化送喂料，信息化管理智能化，种猪生产性能测定智能化，环境湿度、湿度、通风控制智能化，防疫进出门消毒智能化。
3.6.2 清粪自动化。猪场设计建设，要充分考虑清粪自动化。首先必须做到猪粪尿从源头分开，猪粪用刮粪板定时挂到临存间，再用斜拉式提升机到专皮带运输机（或专用粪车）直升干粪场，并压榨机榨干猪粪至含水量60%，转运到高温堆肥厂，用自走式定时翻抛机翻粪，进行好氧菌发酵，温度控制60～70 ℃，以便杀死病原微生物，高温微生酵母菌快速繁殖进行处理，发酵后的猪粪变成醇香味（新猪粪是没有恶臭味）。生产有机肥料或作蚯蚓专用饲料。猪尿和污水，通过猪舍斜沟自动流入集污池，通过专用管道系统排入自动固液分流池，分流压榨机处理的固体自动送入发酵车间，液体流入酸化池，再泵入厌氧化罐UASB，让其厌氧菌连续不断自动化发酵。沼液经多级生态系统，然后泵入液态储存池用肥水一体化，专用泵入周边农田定期定量施肥，种植有机水稻或者林果专用施肥。麦茬专用基肥，实现种养结合，循环利用，既解决了有机肥，又解决缺水地区的水源不足的局面。陶立研究员在2004—2017年从事的养猪科研基地工作，饲养年出栏3万头种猪和商品猪，所有猪粪全部被用作有机肥料，所有猪尿和污水，全部处理成沼液，运用肥水一体化种植有机水稻，或用作小麦的基肥，完全做到了“一滴污水不外排，一铲猪粪不外抛”。 3.6.3 控制养猪周期性变化。养猪周期是养猪者人为造成的，关键是如何预测控制猪的总存栏量，更重要的是如何控制能繁母猪的存栏量。陶立研究员于2005年6月份赴欧洲比利时考察皮特兰种猪育种与生产，发现种猪测定选种由大学负责，各猪场饲养母猪数量由养猪协会合同订量，商品猪由协会和屠宰厂签约，这些数量都是用合同在上年度就规定好的，不准过多饲养，以免影响市场变化，保证供需协调。早在1989年起陶立研究员到日本大分研修时，了解到日本蛋鸡协会，也是严格管控蛋鸡的饲养数量，并进行全程产业链的配套服务。我国养猪产业目前的状况，有些大集团发展到年出栏几千万头育肥猪，在资本市场大量融资。养猪者的贪婪与恐慌是造成猪周期的推手，也是造成产能过剩的罪魁祸首，更重要的是造成极大的浪费，也是造成大量不必要碳排放的原因。
4 结语
综上所述，我国人口众多，人均资源匮乏，畜禽养殖业是与人类争粮食同呼吸共命运的，是排出二氧化碳污染的重中之重，但又是供人类食品“肉蛋奶”提供者。如何让其消耗资源少，生产性能最大化，只有依靠科学技术，发展循环农业，走多功能大循环农业之路，才能提高资源产出率。使之养殖业、种植业、生物产业有机结合，在预期内碳达峰，最终实现碳中和。这项重大战略符合国情、符合实际、符合可持续发展，在科研实践中已经起到了引导、促进、推动作用。这也是一个全人类的重大课题，是人类命运共同体，期望今后从事这项工作者，从理论和实践两方面进行不断地探索、创新，总结经验，作出新贡献。
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关键词 畜禽养殖业;科技创新;循环经济;碳达峰;碳中和
中图分类号 S-9 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2021）18-0262-06
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.065
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Ways to Achieve Carbon Peak and Carbon Neutrality in the Aquaculture Industry Based on Technological Innovation and Circular Economy
ZHANG Bo1，TAO Li2， 3 （1.College of Animal Science and Technology， China Agricultural University， Beijing 100193;2. Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei，Anhui 230031;3.Research on Circular Economy in Anhui Province， Hefei，Anhui 230031）
Abstract This article is to rely on the technological innovation and circular economy of animal husbandry to improve the performance of livestock and poultry production and to save costs and increase efficiency. Through the harmless treatment of waste， it reveals the objective laws of nature. Use natural forces and technological innovation as the driving force to achieve mutual recycling of livestock and poultry breeding， agricultural planting industry and microbial industry as expected. That is to say， plants are the producers and users， the breeding industry is the consumers of energy storage， and the microorganisms are the decomposers. The organic combination of the above three， recycling and improving the resource output rate， proposes to achieve carbon peak and carbon-neutral within expectations for the domestic livestock and poultry breeding industry， establish and vigorously advocate the concept of green breeding.
Key words Livestock and poultry breeding industry;Technological innovation;Circular economy;Carbon peak;Carbon-neutral
作者簡介 张博（1988—），女，安徽亳州人，讲师，博士，从事动物功能基因组学研究。*通信作者，研究员，从事畜牧科技管理经营工作。
鸣 谢 该研究受到了原安徽省人大副主任季昆森研究员的大力支持与指导。
收稿日期 2021-07-16;修回日期 2021-08-06
2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会上表示，“中国提出将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”[1]。国际社会普遍认为，这一重大承诺体现了中华人民共和国主动承担重要责任，这一重要宣示为中国对气候变化、循环农业和低碳经济发展提供了重要目标与奋斗方向。在 2020 年 12 月的气候雄心峰会上，习主席进一步代表中国提出，“中国不仅要力争实现上述碳达峰、碳中和目标，还要实现 2030 年单位 GDP 碳排放比 2005 年下降 65% 以上、非化石能源占一次能源消费比重达到 25%左右的目标”[2]。这也是对畜禽养殖行业的科技工作者提出的要求，所以必须依靠科技创新和循环经济来实现养殖业碳达峰和碳中和。
1 养殖业在实现双碳目标中的贡献率以及存在问题
碳达峰，是指在某一个时间点，CO 2的排放不再增长达到峰值，并逐步回落[3];所谓碳中和，是指一个组织在一年内的CO 2排放量，并通过CO 2消除技术达到平衡[4-5]。在畜禽养殖业中，可以理解为通过养殖业、种植业、微生物产业的循环利用，或通过机体有机结合形式达到碳汇能。从事科技工作者和畜禽养殖业的人，任重道远，责无旁贷，必须坚持贯彻习近平主席的碳达峰、碳中和的重要思想，并纳入生态文明 建设的整体布局，尤其是养猪业和养禽业对排出二氧化碳和甲烷等对大气的温室效应贡献率占的比重太大，必须从现在抓起，找到解决问题的途径，按期完成习主席在第75届联合国大会上强调的任务。
1.1 畜牧养殖业（猪禽）在实现双碳目标中的重要作用
家畜家禽业是为人类提供肉蛋奶，这是人类生命必不可缺少的营养物质，其重要成分是蛋白质、能量和微量元素等机体的有效组成成分。同时又吸入氧气，消耗碳水化合物、蛋白质、矿物质元素，排出二氧化碳和粪尿等。据报道，2019年全国生猪存栏量31 041万头，出栏生猪54 419万头，猪肉产量4 255万t，年末全国能繁母猪存栏量达3 080万头。2020年末，能繁母猪存栏4 161万头，全国生猪出栏52 704万头，比2019年减少1 715万头，下降3.2%，全国生猪存栏40 650万头，比2019年末增加9 610万头，同比增长31.06%，恢复到2017年末的92.1%以上[6]。但是猪周期问题又来了，就目前而言，猪的养殖成本已经超出市场商品猪价格，养殖者严重亏损。世界养猪业而言，我国生猪存栏和出栏量占全世界总量各50%左右，猪肉也是我国人民消费肉类60%以上，年人均30 kg左右。如何做到稳定生猪生产，避免“猪贱伤农”，保障人口增长对猪肉的消耗量，而又控制对资源的消耗，低碳排放，使之碳达峰、碳中和，必须依靠科技创新提高畜禽的生产性能，依据循环农业节本增效。
1.2 目前畜禽养殖业存在主要不足
1.2.1 优良畜禽品种覆盖率不高。改革开放以来，我国畜禽种业发展取得卓越成效，良繁体系日趋完善，种业基础逐步夯实。但是依然存在诸多问题：猪、鸡、牛、羊等畜禽品种和肉制品都受到国外进口的冲击;部分优良品种核心种源依赖进口，如全部白羽肉鸡祖代、大部分優质种牛精液和胚胎均从国外引进。中国在畜禽业上对国外的高度依赖，致使整个国外市场对我国畜禽业影响特别大，近些年来，由于非洲猪瘟、新冠肺炎疫情等疾病，中国限制了畜禽优良品种的进口，这给我国畜禽业遗传改良造成了沉重的打击。我国应当加快禽畜种业发展，建立种业国产化和自主知识产权，打造一批大型畜禽种业集团和民族品牌。目前我国畜禽种业的科技创新研究仍然处于劣势。生产者为了追求更高的经济效益，大肆对地方品种进行改良和淘汰，导致我国部分地方品种的濒危或灭绝，其中地方猪品种濒危和灭绝的最为严重。据统计，近20年来，我国濒危和濒临灭绝的地方畜禽品种约占地方品种总数的18%，其中处于濒危的15个，濒临灭绝的44个，已灭绝的17个，这种趋势将随着集约化程度的提高和大量的引种进一步加剧。
根据《国家畜禽遗传资源品种名录（2021年版）》，共有33种畜禽948个品种及配套系，其中地方品种和引入品种648个。我国畜禽品种不仅数量多，而且种质特性各异，在繁殖性能、适应性、抗逆性、耐粗饲和产品品质等方面表现突出，还有一些品种具有优异的产绒产毛性能和医用药用、竞技观赏价值，是一座珍贵的基因宝库。这些都是“国宝”，是加快畜禽种质创新、培育国内产业优势、实现多元化发展不可或缺的战略性资源。但由于对地方品种特有的高繁殖性、优良肉质等种质特性缺乏系统性掌握不够，缺乏对不同畜禽品种身份鉴定的工具和平台。在种质创新和开发应用中对这些特殊种质性状的量化指标、优势基因型等关键问题缺乏基础工作和充分证据，从而限制了在种质创新、育种新素材创制、生物育种工作中对优异种质性状的有效开发和应用。由此可见，种质资源鉴定是畜禽遗传资源保护和利用的基础性、日常性工作，是畜禽遗传资源管理工作的重要组成部分。我国种质资源的鉴定发掘能力和种业发达国家相比远远不够，我国动物种质资源保存总量约90万份，300多个品种，但精准鉴定覆盖度不足10%。因此，我国未来种业发展需要立足我国丰富多彩的畜禽遗传资源的精准鉴定和充分利用，构建具有自主知识产权的优异种质资源表型库，发掘重要基因和关键标记，攻关“卡脖子”技术，为打好畜禽种业翻身仗做好“芯片”和技术储备。
1.2.2 饲料资源不足依然存在。大宗原料依靠进口，特别是生产豆粕的大豆，鱼粉依赖性极强，据华经产业研究院数据显示，2020年，中国大豆进口量为10 033万t，同比增长13.39%。大豆进口金额为395.28亿美元。我国玉米消费量也是不容小觑，2020年玉米进口量1 130万t。据中商产业研究院数据显示，2020年中国粮食进口量14 262万t，同比增长28%，总金额50.83亿美元，同比增长21.1%;此外，奶粉进口量131万t，金额为83.56亿美元，乳品进口量为337万t，同比增长10.2%（这些包括生产乳猪饲料的乳清粉全靠进口）。这些数据说明，我国种植业的粮食饲料原料存在很大缺口。
1.2.3 疾病防控还存在很大的漏洞。虽然禽流感等疾病得到了控制，但是2018年8月，我国辽宁爆发首例非洲猪瘟，对生猪的危害性极大，目前除了生物安全措施之外，尚无有效的疫苗可防可控。此外，其他的地方流行性病毒性疾病，如PRRS，猪伪狂犬、猪细小病毒对母猪繁殖率和仔猪成活率影响极大，造成生产水平不高。
1.2.4 环境控制有很多待解决的问题。如畜禽粪便尚未完全得到处理，对周边环境造成很大压力，尚未彻底达到种养结合，循环利用。畜禽粪便厌氧发酵产沼气处理方式以能源生产为目标，最终实现沼气、沼液、沼渣的综合利用，但是这种方式带来的是投资大、成本高，而且产气效率很低。一般情况来看，畜禽养殖的地点主要在农村，而且污染的范围和程度都很大，污染源的种类丰富多变，再加上有些监督管理的工作人员素质水平不达标，不能够进行科学全面的监督和管控。除此之外，还有一些客观性的因素，比如目前的畜禽养殖行业逐渐成为一种微利行业，大部分从业者都是农民，当监督的团队监察到了养殖的污染问题，责令其改正，但是在后续的处理中，养殖户并没有妥善地处置，不能彻底地消除污染问题，这也导致污染问题一拖再拖，不断累积到不可控制的局面。目前畜禽养殖业污染问题较为严峻，鉴于畜禽养殖业属于微利的行业，如果单纯依靠养殖户进行处理，很难得到有效解决。 1.2.5 生猪周期性循环对养殖户的影响。生猪养殖数量周期性变化，导致市场价格的波动较大，怪圈难破，“猪贵伤民，猪贱伤农”，最近一年多来，生猪价格大起大落犹如过山车，也让投资者和养殖户们经历了大喜大悲。如2019年11月达到猪周期的最高峰商品猪价40.98元/kg，而时隔半年多时间，2021年6月20日，生猪出栏价格持续20周下跌，猪价12.0元/kg左右，有8个省份已跌破6元/kg，当前养猪户每头猪亏损已达到300～1 800元不等。当然，大跌又有大涨，下一个周期又周而复始。由于养殖的周期波动太大，也就造成了碳排放率不均衡。
2 提高养殖业碳汇能力的指导思想与思路
2.1 依靠科技创新提高养殖业生产水平是关键
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全国贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，坚持新的发展理念，坚持科技创新，可持续发展畜禽养殖业及健康养殖，实现种养结合，生物相互利用与依存，周而复始，关键是连接技术的创新和组织形式的创新，才能做到可持续发展，区域性循环发展，积极参与国内大循环、国内国际双循环的发展战略。2016年8月22日，习近平到青海考察时指出，“循环利用是转变经济发展模式的要求，全国都应该走这样的路”，他还强调，“发展循环经济是提高资源利用效益的必由之路”。我国是一个人均资源贫乏的国家，人均土地和水资源占有量只有世界人均占有量的1/3和1/4，对资源需求量较大，资源“瓶颈”已经成为严重的制约因素。人类社会要不断前进，社会经济要持续发展，这就必须走可持续发展，节能减排，生物之间和谐共生、资源共享的循环发展之路。
2.2 养殖业“五进五出”主要思路与途径 养殖业“五进五出”线型经济示范如图1所示。
2.3 依靠循环经济使养殖、种植业和微生物产业一体化 早在2007年5月，我国著名多功能循环经济专家季昆森同志在《发展循环经济是建设社会主义新农村的重要途径》一文中明确提出：循环经济遵循4R原则，即减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle）、再思考（Rethink）的行为原则[7]。这是循环经济标志性的特征。减量化原则，即减物质化，为循环经济的首要原则，也是最重要的原则。该原则以不断提高资源生产率和能源利用效率为目标，在经济运行的输入端，最大限度地减少对不可再生资源的开采和利用，尽可能多地开发利用替代性的可再生资源，减少进入生产和消费过程的物质流和能源流。再利用原则，就是尽可能多次地以及尽可能多种方式使用人们所购买的物品。再循环原则，就是尽可能多地再生利用或资源化，把废弃物返回工厂，在那里经适当加工后再融入新的产品中。再思考原则，就是在经济运行中不断减少和避免废弃物的产生，最大限度地提高资源生产率，实现污染排放最小化，废弃物循环利用最大化[8-9]。
发展循环经济必须深刻领会循环经济原理的精神实质，灵活运用“4R”原则，进行不断地思考、探索、创新、发展。畜禽养殖变为闭合的循环经济技术路线（图2），使其达到碳中和。
3 实现畜禽养殖业碳汇能和碳达峰、碳中和的重要途径
3.1 畜禽种业要继续努力自主创新
我国是畜牧业用种大国，但不是种业强国，畜牧业发达国家和跨國种业公司通过构建高通量、大规模、精准高效的鉴定利用平台，已发现生长、品质、繁殖等性状相关的上百种重要遗传突变，加快了育种进程，提高了遗传改良效率。我国畜禽种质资源鉴定和基因发掘能力还远远不够，这已成为我国打好种业翻身仗的突出短板。虽然我国初步构建了畜禽保护体系，建立了国家级场区库199个、省级场区库360余个，组建了保种群，年年开展保种工作，但保种效果如何，有效群体含量是否符合规定，近交系数多少，保护群体是否处于濒危状态等都不清楚。对畜禽优异性状的精准定义、定量指标和优势基因等基础性工作非常薄弱，也制约了资源的开发利用。迫切需要启动畜禽资源的自主创新，组建一批特色优质高效畜禽核心种源，测定一批优异性状，发掘一批优异基因和关键标记，为打好种业翻身仗做好“芯片”战略储备。我国已自主完成牦牛、藏猪、北京鸭等畜禽品种的全基因组测序[10-12]。同时，通过GWAS、重测序、甲基化、RNA-seq、iTRAQ、Massarray等技术，鉴定了一批与畜禽繁殖性能、适应性、抗逆性、耐粗饲和产蛋品质等重要经济性状的关键基因和分子标记，并应用于畜禽育种[13-14]。安徽省农业科学院陶立研究员，早在“十五”和“十一五”期间，承担了国家“863计划”（课题2002AA242031和2007AA10Z171）。2006年培育出已通过安徽省畜禽品种委员会审定的“淮猪02号配套系”，选育出“淮猪新品系”。配套系的商品猪151日龄达90 kg，瘦肉率可达60%，料肉比2.7∶1，优质瘦肉型风味深受消费者青睐。经过8年选育的新品系，用分子标记辅助选择，成功地剔除了氟烷敏感基因（Halothane gene，Hal），使猪群抗应激而肉质优良。经测定：产仔数13.2头，最高的每胎可达19头;达90 kg体重151 d;30～90 kg日增重796.5 g;料肉比2.72∶1;屠宰率74.3%;瘦肉率65.03%;肉色评分3分;大理石纹为3.42;滴水损失4.19;嫩度3.20;肌内脂肪2.92%。这一核心技术破解了瘦肉率和风味之间的矛盾。属于具有知识产权的科技创新，2008年获得了安徽省科学技术二等奖[15]。
农业农村部种业管理司和全国畜牧总站在2019年7月召开“国家畜禽良种联合攻关（2019—2022年）”会议，吹响了我国畜禽良种持续发展的新号角。计划中明确提出“种业是国家战略性、基础性核心产业。畜禽良种对畜牧业发展的贡献率超过40%，是提升畜牧业核心竞争力的重要体现”。令人鼓舞地是提出了“加快培育一批具有自主知识产权的突破性畜禽品种，保障主要畜禽品种有效供给，提升我国种业国际竞争力”，这也是畜禽遗传育种工作者的心愿。特别是2020年12月中央经济工作会议上明确指出：“要加强种质资源保护和利用，有序推进生物育种产业化应用，要开展种‘卡脖子’技术攻关，立志打一场种业翻身仗”，为今后畜禽种业的发展提出了新目标、新任务。笔者认为，在系统保种理论上，进行配合力的测定，设定遗传改良计划，根据市场需求，进行系间杂交利用杂种优势进行专业生产，当然这需要应用分子层面的育种技术，通过全基因组关联分析（GWAS），采用基因编辑，聚合多基因形式表达的经济性状，用分子标记辅助选择法选择优秀个体，组成群体，在畜禽生产中品种贡献率由40%提高到60%，那将是重大的突破。如中国农业大学吴常信院士用8年的时间，成功地将矮小型（dw）基因导入中型褐壳蛋鸡中，育成了小型蛋鸡的纯系和商用配套系。这种蛋鸡体型小，耗料少，料蛋比2.1∶1。虽然矮小型蛋鸡比高产蛋鸡72周龄的产蛋要少1.0～1.51 kg，但可节省8～101 g饲料。该项成果“节粮小型褐壳蛋鸡的选育”于1999年获国家科技进步二等奖。每年平均推广8 000万只，节粮小型蛋鸡的育成和推广在国内首次实现了小型蛋鸡规模化生产[16]。 3.2 挖掘饲料资源与改变饲养方式
3.2.1 研制无公害绿色饲料。研制新型的饲料添加剂，提高饲料利用率以微生态制剂和寡糖类替代抗菌素和生长促进素。目前，国内“营养替抗”的技术及产品主要包括酶制剂、益生菌、植物提取。
3.2.2 以畜禽机体营养平衡，改变饲料配比。畜禽机体在不同的生长阶段对饲养的要求不同，比如母猪饲料，现在大部分仍然是空怀配种料、怀孕料、哺乳料，应该设计断奶料、空怀乏情期饲料、配种料，妊娠前期料、中期料、后期料（看膘投料），哺乳前期（分娩7日内料）料，中期料、后期料（看哺乳仔猪数投料）。这样既保持了母猪的高生产水平，又节省了饲料，为降碳提供了依据。
3.2.3 调整种植业结构，增加饲料原料供给。我国养猪业多采用玉米和豆粕型日期粮，造成北粮南运，而豆粕大量靠大豆进口。如欧洲大部分国家采取用饲料大麦（小麦）为主的能量饲料。我国应该增设高产饲料稻、高产玉米区域。此外，还应降低饲料中的蛋白质（豆粕）的含量，以增加氨基酸平衡（让动物少排吲哚甲烷等），还应添加屠宰厂高温消毒素制备的血粉、水解羽毛氨基酸制品、藻类叶蛋白、蝇蛆蛋白、蚕蛹蛋白等。
3.2.4 推广养猪技术，使广大山区、落后地区分散养猪走致富之路。由于近几年猪市场周期变化幅度太大，简直是“冰火两重天”。特别是2019年初到2020年底，有些养猪的投机者搞起了二次育肥，养到体重达200～250 kg（牛猪）才出栏。猪生长期越长，基础维持需要就越大，消耗的饲料就越多（料肉比应该在5∶1～6∶1），碳排放就越高，对环境的污染更大。在猪行情好的情况下，养1头“牛猪”也能赚2 000～3 000元，相反，到2021年6月，赔本2 000～3 000元，有的二次育肥养“牛猪”者欲哭无泪。该研究作者陶立在1986年10月，经组织选派到大别山太湖县寺前乡洪畈村驻点科技扶贫6年，选准突破口科学养猪，当时山区农民家家户户养猪，饲养1头肥猪需要1.5年左右，不赚钱，甚至赔钱，养猪只是为过年吃肉，腌肉来年吃一年。1986年12月，经安庆地区科委选派科技扶工作组在洪畈村上屋村民组建立了4户科学养猪示范户，农户已饲喂9个月的4头长本杂交猪，经常闹圈，啃墙壁，体重平均24.25 kg，农户反映“恨不得用锄头砸死它”。扶贫期间通过手把手教农户配合饲料，改用科学喂养方法，猪吃得饱睡得香，性情温顺，试验26 d平均增加到43.3 kg，日增重0.73 kg，料肉比2.55：1。又如汪仕国示范户饲养了11个月的猪，体重64 kg，试验第30天体重增加到97.5 kg，日增重达1.115 kg。在一年内发展1 200户科学养猪示范户，带动示范户全部脱贫，大部分成为“万元户”（当时作者陶立是助理研究员，月工资仅有74元）。这些事例说明，饲养“牛羊”和“长寿猪”饲料消耗大，污染大，碳排放要大数倍。如果我国把现在年出栏按2020年52 704万头，每头猪平均350 kg饲料（“牛猪“可能吃掉1 000 kg饲料）降低到250 kg，出栏体重控制在110～115 kg，每头育肥猪可少喂100 kg料，全国仅一项可节约5 270.4万t饲料，按饲料配方玉米60%左右配比，可节省玉米3 162万t，从根本上就无须进口玉米，少进口大豆1 000万t以上[17]。
3.3 从污染治理入手，變单纯的赔钱为既要花钱又要赚钱，提高废弃物资源产出率
3.3.1 猪尿和污水的再利用。安徽省农业科学院陶立研究员在长丰县吴山养殖基地设计了建设一套处理年出栏3万头大型猪场污水处理设施，这种工艺是经干湿分离后的猪尿和污水进入酸化池调节后，用污泥泵抽进一级厌氧发酵罐。该技术中猪尿与污水从下向上流动，厌氧发酵;年产出沼气18.25万m3用于发电，年发电26.28万kW·h，可减少电费开支16万元。产生的沼液再进入地下厌氧池进行二级厌氧，得到的沼气可用于做饭和洗澡，而且沼液一部分可用于养殖蚯蚓，另一部分用于浇灌蔬菜、林地和花卉，发展有机农业，还有一部分流入生化植物塘，经分解后养鱼和回流冲洗猪舍，达到消毒杀菌作用。这一工艺流程把污水和尿液变成沼气、沼液的宝贵资源。
3.3.2 猪粪生产蚯蚓饲料和有机肥料。猪粪经过堆肥、发酵、翻抛，使猪粪臭味变成了醇香味，消灭了病原微生物和寄生虫卵，发酵后产物成了一些生物的饲料和肥料。
3.3.3 利用沼液和发酵后的猪粪发展蚯蚓产业。安徽省科鑫养猪育种公司为了进一步延长经济产业循环链，整理2.0 hm2荒地，用发酵后的猪粪和沼液养殖蚯蚓;且在蚯蚓地立体种植瓜蒌，既为蚯蚓提供了喜阴环境，又提高了土地的产出率。经测算，可产蚯蚓15 000 kg/hm2，瓜蒌籽2 250 kg/hm2，效益可达34.5万元/hm2。
3.3.4 病死畜禽无害化处理资源化再利用。我国一般采用3种方法实现病死畜禽的无害化处理，即深埋法、自然分解法和焚烧法，但这3种方法存在很多问题，仅为“权宜之计”。①深埋法，主要是在猪场内挖2～3 m深的土坑，放入病死畜禽，加入生石灰或消毒药液，加土覆盖，埋葬了事，这种方法根本没有达到资源的再利用。②自然分解法，该方法直接将病死畜禽投入到用水泥或玻璃缸制成的罐内，加盖密封，留有排气孔或管（防止爆炸）进行自然厌氧发酵。这种方法存在很大的问题，首先产生的恶臭气体会缓慢排放到大气中;其次这种方法浪费了部分土地，导致无法耕作。③焚烧法，该方法是用焚烧炉焚烧病死畜禽，这种方法的很大缺点是排放的气体对空气造成污染，而且还消耗了能源，增加了CO 2的排放。陶立研究员在近30多年的探索和实践中，总结出我国现在的病死畜禽处理必须采取科技创新观念和遵守循环经济原则。第一，减少病死畜禽死亡率原则。若按照我国商品猪饲养育成率90%、死亡率10%来算，则每年死亡的生猪为5 200万头左右。如果增加生物安全措施，降低死亡率至5%，每年可育成出栏商品猪2 600万头左右，这是完全可以实现的。1992—2002年，陶立研究员主持了安徽省肥西县种猪场和安徽省农科院种猪场工作，他采用生猪防疫安全措施，使得生猪育成率达到98.8%以上，年出栏2 000头的猪场，仅死亡22头，猪群几乎不发病，从未患过猪瘟病毒疫病。第二，资源化再利用原则。陶立研究员在主持关山科研基地工作期间，将病死猪无害化处理后（深埋）作为绿化树苗的肥料，或者平整土地种植牧草，土地再利用。第三，病死畜禽无害化处理后作有机肥料或再循环原则。2008年，陶立研究员赴美国爱荷华州参加世界肉品大会，考察了解到越来越多的美国农民选择病死畜禽高温堆肥处理，堆肥时加入锯末或干草粉，使碳氮比为25∶1，此外加入发酵菌好氧发酵，腐熟后的基质再生产农作物专用复合肥。据报道，我国浙江省桐乡市石门镇同润现代农业科技合作社，就利用病死猪统一收集返回处理厂，高温变压并保温1.5 h，140 ℃，保温2.5 h，收集米汤一样的基质和深棕色的粉末，在生物处理车间再循环饲养蝇蛆虫，用蝇蛆烘干饲养草鸡和鸭，也可以用作水产养殖。此外，我国广东省也报道，用病死畜禽无害化处理后，作特种水产养殖（鲶鱼、黑鱼、甲鱼等）。这些事例，利用生态再循环产业链，病死畜禽得到了极大的资源化利用。 3.4 从循环经济经营生态入手，建设多功能大循环农业
多功能大循环农业是由我国著名循环经济专家季昆森同志于2013年5月正式提出，涵盖了环保、文化、旅游、经济、社会、生态、节约、高效、健康等多功能，产业之间相互融合发展，各种要素相互叠加放大的先进农业发展方式[8]。
3.4.1 从优化生态环境入手，建设种养结合循环利用生态养猪场。“种养肥三产融合模式，就是在规模种养农区，养殖业、种植业和有机肥料3类经济独立实体，采用契约结盟方式，耦联形成利益共同体，实现一定区域内农畜废弃物的资源化循环利用”。安徽省科鑫养猪育种有限公司根据发展规划，按循环经济理念，在保护好原有猪场四周30 m寬，超过3 000 m 长的坝埂上，植树造林数万棵，乔灌间作，配栽低矮的牵藤刺，形成立体栽培的天然屏障。2008年春季，陶立在四川省成都郊区考察5个著名的“创意农家乐”村庄，提出新创意，将猪场进行绿化改造，一方面可以产生经济效益，另一方面也可为公司员工创造一个优美的生活环境。为此，他立即在猪场内种植了香樟树500棵，白玉兰500棵，桃树100棵，木瓜300棵，桂花400棵，石榴树50棵，玫瑰花99棵，樱花30棵，蜡梅、红梅、绿梅各100棵，海棠、柜子花、紫薇花各50棵，木瑾花2 000棵，莲藕0.333 hm2等，建设了香樟大道、玉兰大道、桂花园。这种猪场周边路边绿化带不仅吸收了二氧化碳进行光合作用，达到碳汇能，而且还排出氧气供动物呼吸。
3.4.2 发展有机农产品，优化完善循环农业产业链。2014年，陶立又创意设计供肥供水系统、建设肥水一体化工程。利用 “五里塘”，面积达4 hm2，可容纳6万m3沼液，流转猪场周边土地66.93 hm2。这片土地位于猪场东北片，属于江淮分水岭，土地不平整、适合种植有机水稻。为了节肥节水节省人力，建立泵站，铺设了3 000 m 10大气压（1 013.25 kPa） 100 m口径的主管网，4 000 m的支管和微管网，安装了几百个快阀，根据水稻各时期对肥水的需求，勾兑不同浓度的沼液，作基肥时用全沼液，作追肥时，沼水比例1∶5，再利用种植区的3口当家塘（中塘、簸箕塘、牛塘），后期全用清水，定期定量供应肥水。不用化肥、农药、除草剂，达到种地养地，形成“猪—沼—粮”循环产业链，实现了肥水一体化。达到了“液态肥库储存，高压水泵提升，密闭官网输送，阀供肥供水，按需配方施肥，节水节肥节药，节本高产高效，环保有机生态”。由于实施了该项工程技术，规模猪场做到了一滴污水不外流，猪粪尿全部变为宝贵资源，真正实现了“看得见绿水，望得见青山，记得住乡愁”[18]。
3.4.3 按有机标准化生产有机水稻。
在长丰县镇村的大力支持，2014年5月份就流转了69.612 hm2土地，并与楼西村支部一班人经常商讨，又与当地农民6人成立了“长丰科鑫循环农业专业合作社”。引进了“南梗9108”新型品种，该品种不但适应性强，而且抗病，质优，口感好，具有独特的美味香型大米。
3.4.4 生产加工有机优质大米。2014年委托广州中鉴认证有限公司获得有机认证。公司又与合肥金润米业联合，委托加工包装、储运，根据市场需求，包装成1 000 g、2 500 g等不同规格“安科鑫”牌有机大米。开设微店网店，有机大米销往了广州上海等地，达到了有机优质优价。
3.5 以生物安全防控防为主，防治防疫相结合
3.5.1 加强猪流行病的发生、传播机理的研究。随着养猪业的快速发展，猪疾病的发生也呈多样化。疾病发生的种类越来越多，危害也越来越大。要采取有效控制和防治措施，最大限度地减少疾病带来的经济损失。
3.5.2 制定严格的防疫管理制度。首先，严格把好出入门关，把病防到院外、门外;其次，加强饲养管理，增强猪体的抗病能力;第三，定期和不定期做好圈舍消毒并保持圈舍、场地和用具的卫生，有效防止疾病传播;第四，按程序免疫接种，根据本场猪群病原检测结果采取相应的免疫接种疫苗，以增强肌体内抗病能力。多年来，陶立研究员主持的科研基地一直没有发生重大传染病疫情，猪群育成率达到90%以上。
3.5.3 疫病防控环境消毒自动化。要想猪群不生病，早发现、早隔离、早治疗（处理）。首先必须截断传染源。①把好进门关，以防漏洞，尽量控制人员流动。进门一定要严格消毒、洗澡、更衣、隔离数日，经检测后，方可进入猪舍。②把好物料关。所有饲料必须在车上未卸之前，整车开入清消站，进行高温消毒处理后方可卸入储料塔。进入猪场的用具和物品要经紫外线消毒或福尔马林熏蒸，喷雾消毒。③智能监控猪群。用自动化、测定系统，每日每时全天候监测单体猪只的采食、运动、体温，一旦有变，对单只猪进行报警，做到早发现，早处理。④环境控温控湿控风。猪的生长育肥最适温度15～25 ℃，环境温度过高过低，对猪的生长带来极大的影响，主要是降低日增重和饲料报酬。此外，猪易发传染病和中暑死亡。安徽某一猪场，夏天突发停电12 h以上，环境温度已达37 ℃，一夜之间怀孕后期母猪在限位栏内中暑死亡200余头，损失惨重。
3.6 智能化生产，数据化管理，破解猪周期的根源
3.6.1 养猪场智能化是现在和未来发展的方向。喂料自动化，从饲料运送到自动喂料，以定猪定量，尤其是猪种，定量到每头每天每餐的喂料量，克服了多吃多占多排放。中国农业大学基地涿州种猪场现在已经完全做到自动化送喂料，信息化管理智能化，种猪生产性能测定智能化，环境湿度、湿度、通风控制智能化，防疫进出门消毒智能化。
3.6.2 清粪自动化。猪场设计建设，要充分考虑清粪自动化。首先必须做到猪粪尿从源头分开，猪粪用刮粪板定时挂到临存间，再用斜拉式提升机到专皮带运输机（或专用粪车）直升干粪场，并压榨机榨干猪粪至含水量60%，转运到高温堆肥厂，用自走式定时翻抛机翻粪，进行好氧菌发酵，温度控制60～70 ℃，以便杀死病原微生物，高温微生酵母菌快速繁殖进行处理，发酵后的猪粪变成醇香味（新猪粪是没有恶臭味）。生产有机肥料或作蚯蚓专用饲料。猪尿和污水，通过猪舍斜沟自动流入集污池，通过专用管道系统排入自动固液分流池，分流压榨机处理的固体自动送入发酵车间，液体流入酸化池，再泵入厌氧化罐UASB，让其厌氧菌连续不断自动化发酵。沼液经多级生态系统，然后泵入液态储存池用肥水一体化，专用泵入周边农田定期定量施肥，种植有机水稻或者林果专用施肥。麦茬专用基肥，实现种养结合，循环利用，既解决了有机肥，又解决缺水地区的水源不足的局面。陶立研究员在2004—2017年从事的养猪科研基地工作，饲养年出栏3万头种猪和商品猪，所有猪粪全部被用作有机肥料，所有猪尿和污水，全部处理成沼液，运用肥水一体化种植有机水稻，或用作小麦的基肥，完全做到了“一滴污水不外排，一铲猪粪不外抛”。 3.6.3 控制养猪周期性变化。养猪周期是养猪者人为造成的，关键是如何预测控制猪的总存栏量，更重要的是如何控制能繁母猪的存栏量。陶立研究员于2005年6月份赴欧洲比利时考察皮特兰种猪育种与生产，发现种猪测定选种由大学负责，各猪场饲养母猪数量由养猪协会合同订量，商品猪由协会和屠宰厂签约，这些数量都是用合同在上年度就规定好的，不准过多饲养，以免影响市场变化，保证供需协调。早在1989年起陶立研究员到日本大分研修时，了解到日本蛋鸡协会，也是严格管控蛋鸡的饲养数量，并进行全程产业链的配套服务。我国养猪产业目前的状况，有些大集团发展到年出栏几千万头育肥猪，在资本市场大量融资。养猪者的贪婪与恐慌是造成猪周期的推手，也是造成产能过剩的罪魁祸首，更重要的是造成极大的浪费，也是造成大量不必要碳排放的原因。
4 结语
综上所述，我国人口众多，人均资源匮乏，畜禽养殖业是与人类争粮食同呼吸共命运的，是排出二氧化碳污染的重中之重，但又是供人类食品“肉蛋奶”提供者。如何让其消耗资源少，生产性能最大化，只有依靠科学技术，发展循环农业，走多功能大循环农业之路，才能提高资源产出率。使之养殖业、种植业、生物产业有机结合，在预期内碳达峰，最终实现碳中和。这项重大战略符合国情、符合实际、符合可持续发展，在科研实践中已经起到了引导、促进、推动作用。这也是一个全人类的重大课题，是人类命运共同体，期望今后从事这项工作者，从理论和实践两方面进行不断地探索、创新，总结经验，作出新贡献。
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