CN101107969A - 替代粮食减少温室气体的节粮型饲料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，主要由酒糟和/或菊芋、减少动物废气排放的药物、秸秆、牧草、树木或常规饲料组成。本发明除了适用于常规养殖外，还适用于“酒变油”“粪变电”“屁变罐”“枝变煤”“林变肉”联产肉蛋奶、乙醇、电力、罐装沼气、致密成型燃料“养殖、林业、沼气”一体化多功能节粮型“碳汇养殖”和“酒糟或菊芋”饲料燃料乙醇产业。农民除了利用废弃物养畜和植树种草解决中国的“吃肉”问题，还能从事减少温室气体等多功能性生产，成为种“能源”的产业工人，有利于废弃物资源化利用，推动能源林和速生丰产林建设，成本低，投入小，简单易行，实用性强，符合人与自然和谐循环。

Description

替代粮食减少温室气体的节粮型饲料

技术领域：

本发明涉及一种利用酒糟、菊芋、秸秆、牧草、树木替代粮食减少温室气体的多功能节粮型生态营养饲料。

背景技术：

粮食安全是保障国家主权完整、经济发展和社会安定的重要条件之一。由于特殊的地理环境，我国粮食安全与气候有着多方面的密切关系。近年来，关于中国的“能源威胁论”很多，但现在少了，取而代之的是“环境威胁论”。中国环境威胁论的主要依据是，中国每个星期就会建造一座排放二氧化碳的燃煤发电厂。其实，中国发展生物质能源减少温室气体，在开发利用沼气、燃料乙醇、速生丰产林、能源林等方面，比建燃煤电厂要快得多。目前美国有上百家工厂生产燃料乙醇，预计2008年将耗费大约1.3亿吨玉米，相当于美国玉米产量的一半。美国的“如意算盘”是：一方面大力发展乙醇，在替代能源领域“抢位”，获得对产油国的更大话语权；另一方面催高国际粮价，使作为粮食出口大国的美国获得更多经济、政治利益。在国际高油价和高粮价的双重“压迫”下，如果中国一味用粮食替代能源，只能让美国得利。为此，中国对粮食类能源开发亮出了“红灯”，目前的玉米价格高企主要是养殖业的市场需求拉动造成的。

专家指出，强调农业的多功能性，有着很强的现实意义和深远的历史意义。特别是以农产品为主要原料的生物质产业发展迅猛，乡村旅游产业蓬勃崛起，实现了对可再生资源、能源的深化开发和利用，由此将可能形成若干“无中生有”的产业。目前农业和农村的能源利用效率很低，节能潜力巨大。同时，我国农村能源资源十分丰富，以农作物秸秆、畜禽粪便和农产品加工业副产品等农业废弃物的综合利用为主，通过发展农村户用沼气、建设养殖场沼气工程，推进废弃物循环利用，可以满足农村生产生活能源的部分需求，有效替代高污染、高排放的传统能源。森林中的树木通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，把大气中的二氧化碳以生物形式固定下来，这个过程称为“汇”。因此，森林具有碳汇功能。国际上主要通过减少排放源(即减排)和增加吸收汇(即碳汇)两种方式来减少和稳定大气中的温室气体浓度。在不适宜种粮的地方，利用荒山荒坡盐碱地等发展菊芋、甜高粱、牧草、树木等能源植物，前景广阔。为此要积极植树种草，大力发展多功能节粮型碳汇林业和生物质能源，为减缓气候变化和促进生态建设做出贡献。

目前，中国发展生物质能源陷入了两难，粮油肉蛋奶价格普涨的一个共同的原因就是粮食能源化，2007年7月23日至29日，全国食用农产品除水产品价格下跌粮食价格持平外，食用油、肉类、白条鸡、鸡蛋、蔬菜、水果价格均有不同程度上涨。肉价上涨1.8％。鲜猪肉价格比前一周上涨2％；鲜牛肉价格上涨1.4％；鲜羊肉上涨0.3％。禽蛋价格继续上涨。白条鸡价格上涨1.4％，鸡蛋价格上涨2.4％。如果大力发展燃料乙醇等生物质能源，则直接面临高粮价的威胁；如果不发展，则有可能在替代能源领域落后于人。如何应对？办法是：“无中生有”，充分利用“酒糟、菊芋、秸秆、牧草、树木等替代粮食减少温室气体的作用，结合对粮食短缺与过剩、消费与生产相结合的宏观调控，林草结合“养殖、林业、沼气”一体化，推动“酒变油”“粪变电”“屁变罐”“枝变煤”“林变肉”联产乙醇、电力、罐装沼气、致密成型燃料、肉蛋奶“多功能节粮型碳汇养殖业”的发展。

酒糟的数量很大，一般为白酒或酒精产量的14～26倍，实际生产1吨酒精最高可得26吨酒糟。白酒(50°左右低度乙醇)和乙醇工业的酒糟废液是我国排放量最大、污染最严重的有机污染之一。如产量达到1000万吨，按目前的工艺水平，酒糟废液年排放BOD将近350万吨，COD近700万吨，分别占全国工业废水BOD总量的50％和COD排放总量的40％。虽然酒糟营养价值较高，用来合理配制喂猪，可节约饲料粮，降低养猪成本。但并不适宜直接用鲜酒糟喂猪，特别是怀孕母猪、哺乳母猪和仔猪。有些养猪户采用鲜喂或晒干后直接饲喂，由于残余酒精和粗纤维含量较高，不利于猪生长增重。有一些靠近酒厂的养猪户，往往以酒糟喂猪为主，饲料单一，青绿饲料不足，结果造成母猪流产或产死胎及产弱小仔猪，仔猪下痢，大猪便秘，严重影响猪的生长发育，甚至发生酒糟中毒、死亡现象。

实践证明，年产万吨以上白酒和燃料乙醇酒糟废液综合利用是可行的。我国食物安全的真正挑战来自到2025年将要出现的每年4000万吨以上蛋白饲料缺口。我国玉米主要用作饲料粮及工业原料，其中8000万亿吨是没有经深加工直接饲喂的。由于玉米的营养不平衡、碳氮比例失调，直接喂养损失了3000万吨淀粉。如深加工，浪费的淀粉可多生产1300万吨乙醇。白酒和乙醇生产有一个极具优势的特性，就是生产中只消耗粮食中的淀粉，不易被利用的蛋白转化为优质酵母蛋白，对蛋白质等其它营养物是一个浓缩过程。以玉米为例，每生产1吨燃料乙醇需3.1吨玉米，同时利用酒糟废液可生产970公斤的酒糟饲料DDGS(可溶和不溶性干酒糟的总称)和67公斤玉米油。DDGS饲料是国际公认的优质蛋白质饲料，蛋白含量达30％左右，并富含氨基酸、维生素和矿物质，是优良的配合饲料原料。国外乙醇工厂一般都为农场主或饲料业主，原因也就在这里。

近年来，我国白酒行业不景气、中小酒企业普遍缺乏竞争力。中国白酒年生产800万吨以上，但年需求仅600万吨，明显供大于求。据调查，全国3.7万多的白酒生产企业，产销能力超过万吨的仅有67家，除前十名的赢利外，其余每家都亏损几百万元。根据国家《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国燃料乙醇的年生产能力将达到1000万吨，生物柴油年生产能力达到200万吨。2吨白酒通过“酒变油”蒸馏至少可得1吨燃料乙醇，如将全国25％的白酒企业即9250家技术改造提升到万吨以上，可生产白酒1亿吨，再增加一套蒸馏和酒糟废液综合利用设备，则每年可生产5000万吨燃料乙醇(相当于替代一个大庆的石油产量)和5000万吨酒糟蛋白饲料，正好可以弥补我国每年4000万吨以上蛋白饲料缺口。

可以说，经过酒精发酵中酵母的消化、吸收、代谢后，酒糟原料中的蛋白质实现了优化增值(部分普通蛋白转化为优质酵母蛋白)，消化吸收率得以提高，饲养价值得到提升。尤其是通过微生物的作用，酒糟蛋白质、B族维生素及氨基酸均比玉米有增加，并含有未知促生长因子。我国畜禽产量的80％来自农村，大都基本沿用传统粗放的毛粮饲养方式，资源利用率低，效果不经济。如果能把这些直接饲喂的粮食加工成配合饲料，至少可以增加饲料量20％。据专家统计，还依据毛粮饲养所需的等量粮食，如果用现代化饲料生产供给不同类型的配合饲料，即使不用改造成为规模化养殖形式，也完全可以在现有基础上再增产480-640万吨猪肉(活重)。这个增产量相当于节约了1700-2000万吨饲料粮。

菊芋是一年生或多年生草本植物。原产北美洲，我国南北各地均有种植。菊芋糖的含量超过甘蔗30％，甜度是蔗糖的一倍。可作蔬菜、杂粮，也可制淀粉、燃料乙醇。菊芋茎叶与块茎富含蛋白质等营养成份，被联合国粮农组织称为“21世纪人畜共用作物”。菊芋在贫脊的土地，盐碱、滩涂都可长得很好。一次种下，自然生长。每年挖取其块茎即可，第二年还会自己生发。菊芋的根系发达茎叶茂盛，可以防风固沙，防止水土流失，美化、净化环境。林草结合，将菊芋引种在荒地、坡地，不占用耕地良田，还能保护生态环境。据测算，每亩地可产菊芋块茎2000～5000kg。菊芋适口性好于红薯、萝卜，营养价值高于一般粮食和饲料作物。茎叶粗蛋白含量3000-5250kg/hm2，收获后干茎叶可加工颗粒饲料，牛、羊、猪、兔、鸡、鸭等均喜食。南方一年收2-3茬。由于菊粉及低聚果糖具有超强的增殖双歧杆菌的功能，因此，是一种对人和动物体有益的功能性物质。对调节肌体平衡、恢复胃肠功能、减少温室气体和废气排放、促进新陈代谢、预防各种疾病、维护健康有极为重要作用。是21世纪最具代表性的健康食品和营养饲料。

“十一五”期间，我国将退耕地造林0.35亿亩，宜林荒山荒地造林1亿亩，封山育林1亿亩。1999年至2005年，在3.44亿亩退耕还林任务中，退耕地造林1.35亿亩，宜林荒山荒地造林1.89亿亩，封山育林0.2亿亩。生态退耕是耕地减少的主要原因。要保住18亿亩耕地，在加大耕地保护和耕地补充力度的同时，大力发展“菊芋饲料和燃料乙醇产业”具有重要意义。目前，中国有数亿亩宜农荒地和十多亿亩宜林荒山草坡可供发展菊芋饲料和燃料乙醇产业，尤其是南方亚热带、热带东部山区是块得天独厚尚未充分利用的宝地，有望建成中国菊芋饲料和燃料乙醇的战略后备基地。中国北方草地靠天养畜，超载过牧，草地退化，生产率仅为世界平均的三分之一。20世纪50年代以来我国累计开垦了1930万公顷(2.9亿亩)草原，其中一半(1.45亿亩)已经撂荒成为沙地。通过“林草结合”发展节粮型菊芋饲料和燃料乙醇产业，防止草地进一步退化，逐步改造牧区2.1亿亩的宜农土地，推动“多功能节粮型碳汇养殖业”发展潜力巨大。另外，我国有5000多万亩未充分利用的滩涂可供节粮型“菊芋饲料和燃料乙醇产业”利用。

开办节粮型菊芋、甜高梁、薯类等加工酒糟饲料和白酒乙醇的小工厂，使其成为规模化饲料和燃料乙醇企业的初加工基地，这不仅能有效解决生物质能资源分散性、易变质性与大工业生产集中性、连续性的矛盾，还能促进农村新兴节粮型产业发展和农民增收。1000亩菊芋、玉米或甜高梁共计出秸秆(废渣)约2400吨。所榨3600吨甜高梁糖汁(或玉米、菊芋)可发酵50°白酒(低度乙醇或粗糖)650吨，650吨50°白酒进一步蒸馏加工成325吨燃料乙醇，按4782元/吨计算，价值155万元。全套节粮型“酒变油”设备包括2吨锅炉一台，蒸馏器(2吨容量)一台，冷却器一台，每3小时蒸馏2吨，一天可蒸馏16吨，每套蒸馏设备价格10.8万元，4套设备共需投资43.2万元。50°白酒还可加工成植物醇或生化燃料。如在常规柴油中加入30％乙醇可制成植物醇或生化燃料，其动力、油耗均与柴油相当，尾气排放明显减少。年产1万吨植物醇或生化燃料，设备投资80万元，厂房及附属设施投资40万元，流动资金60万元，年利润可达300万元。年产5万吨植物醇或生化燃料，设备投资200万元，年利润可达1500万元。

酒糟和菊芋特别适宜节粮型畜禽饲养。以农大3号小型蛋鸡为例，由于小型蛋鸡的采食量比普通型蛋鸡少30％，要满足每天足够的维生素摄入量，B族维生素等要多30％，以弥补采食量低造成的摄入不足。而酒糟和菊芋恰恰含有丰富的维生素等。另外，酒糟和菊芋还对蛋壳和蛋黄的颜色有好处。全国养鸡83.64亿只，平均每人年需求6.4只，5斤粮食(饲料)养一只鸡，养鸡消耗粮食(饲料)0.2亿吨。我国规模化饲养蛋鸡15亿只，年生产鸡蛋1800万吨，消耗饲料约5000万吨，饲料中85％以上是玉米。如果1800万吨鸡蛋中的85％由农大3号小型蛋鸡生产，可以节约粮食612万吨；再将饲料中28％的玉米由酒糟或菊芋替代，可以节约粮食1400万吨，两项合计共节约2000万吨，也就是说只要用3/5的饲料即3000万吨，就能养15亿只鸡，产蛋1800万吨。发展节粮型酒糟或菊芋饲料燃料乙醇产业大有作为。

目前世界上共有10.5亿头牛和13亿只羊，通过放屁、粪便、尿液所排放的甲烷占世界排放量的五分之一。其中，牛产生的甲烷气体量最大，是其他反刍动物的2到3倍。联合国粮农组织(FAO)公布了一份名为《家畜的长期影响》的调查报告说“导致全球环境恶化的最主要因素有二至三个，家畜是其中之一。”牛羊排出大量甲烷加重温室效应。报告说，牛并不会使空气中二氧化碳含量增加，但因为它们需要反刍，在反刍和打嗝的过程中，会排出甲烷(沼气)，此外，它们排出的粪便中含有一氧化二氮(笑气)和氨气。这些也就是人们经过养牛场时所闻到的难闻气味。甲烷在空气中含量虽然比二氧化碳少，但是它引起气温升高的效力却是后者的23倍。一些科学家认为，可以通过改变牛的饮食减少它们排放废气，而控制农牧过程中产生的甲烷比控制汽车和工厂释放的二氧化碳要省钱。事实上，许多中药和西药都具有消气去毒或帮助消化减少动物打嗝、放屁、粪便等废气排放的作用。

当前，薪柴和煤炭是农村的主要能源，但是薪柴林有限，而煤炭属于不可再生资源，其储量越用越少。目前沼气和沼气发电技术都已经成熟，如果实现了“秸秆-饲料-能源化-肥料-种植”完整循环，将大大降低农村对传统能源的依赖性，缓解能源危机，并对减缓全球变暖做出应有的贡献。由于沼气(发电)的能量来自植物从空气中当年固定碳水化合物所携带的太阳能，没有增加对碳的排放，即污染物零排放。沼气(含甲烷60-70％)和天然气(含量95％左右)的有效成分均为甲烷，如果采取一定的技术实现沼气取代液化气，则实现了工业开发农村沼气。冬季结合太阳能的产沼设备或工艺等(冬季大量需要沼气取暖，但是冬季北方温度低，产沼少)。夏天产沼多，但大量的沼气无法利用排入大气，白白浪费了；夏季沼气提纯压罐，是一个重要能源设备，有巨大的市场，如果实现了罐装，则“屁变罐”带来的收入可以大于养殖，因此，节粮型养殖场就是一个亟待开发的“天然气矿”。

我国燃煤工业锅炉是空气污染的主要来源之一，其基本和燃煤电站锅炉处于同样的数量级。燃煤工业锅炉所消耗的煤炭达4至5亿吨，利用效率要远远低于大型电站锅炉，这是用煤的极大浪费。中国林区废枝10亿吨、可折合5亿吨以上的煤。致密成型燃料既可改变农村直接燃用秸秆烟薰火燎的炊事取暖局面又可用于分布面广容量小的低参数燃煤工业锅炉。2006年，中国消费煤炭23.7亿吨。仅仅利用废枝颗粒产品替代工业锅炉用煤，就可节约煤炭4至5亿吨。“枝变煤”致密成型，不仅为需求分散的农民提供了燃料，还为我国工业减少20％的能耗打开了一个新天地。

生物质能源与粮食安全、减少温室气体和解决老百姓的“吃肉”问题密切相关。其产生于广大农村，要注重以高度分散的广大农民和小城镇为主要用能对象。结合中国人多地少、小农经济和农村居住分散的特点以及与发达国家的区别进行利用。以小规模、小型化生物质能开发利用模式供应农村和小城镇市场才是符合生物质能资源特点的开发利用模式。“秸秆发电和气化”效率很低，而且有焦油处理等污染问题，就像以前“村村点火，户户冒烟”的乡镇企业，不仅给农民留下债务，还影响环境和耕地。所以“重中之重”，是要利用废弃物和林地替代饲料粮和耕地解决老百姓的“吃肉”问题；然后是解决“用电、烧锅、取暖”问题。因为只要有饲料，即使是生态恶劣地区，植树种草、喂猪养鸡放牛、沼气发电、蒸馏白酒联产燃料乙醇、电力、罐装沼气、致密成型燃料、肉蛋奶还是搞得起来的。

中国每年生产粮食4.9亿吨，其中1.8亿吨供人消费，1.2亿吨作为饲料供畜牧业。其中猪饲料近1亿吨，是仅次于人的第二耗粮大户，如果30％猪饲料用废弃物替代，需求量达3000万吨。2006年，我国玉米总产量1.42亿吨，其中口粮消费玉米约5％，工业用玉米约占20％，饲料用玉米约占75％。很显然，现在的问题已不是乙醇与民争粮，而是与牲畜争饲料，正是快速增长的畜禽业，成为与“人”与“车”争粮的最大对手。可见，下一步需要解决的不是粮食产量问题，而是饲料的来源问题。理论上，秸杆含有的热量和营养与粮食是不相上下的，5.3斤玉米秸秆相当于1斤玉米；12～20斤鲜秸秆(配合20～30％的精饲料)可以转化成1斤鲜肉(毛重)，而要在这方面取得突破，现代化的“废弃物”节粮型饲料工业必须跟进。

我国黑龙江、吉林、辽宁、河北、陕西、山东、河南、四川、贵州延绵万里的4亿亩玉米带每年生产1.5亿吨玉米，占世界1/5，是地球上四条黄金玉米带之一。产1吨玉米就有2吨秸秆被废弃。中国60％以上的耕地为中低产田并受到不同程度的干旱、陡坡、瘠簿、洪涝、盐碱等制约；让牛羊——这个能上山下坡；产肉产奶产肥；大小规模可调的“移动生物化工厂”就地转化秸秆，替代饲料粮；不仅解决老百姓的“吃肉”问题，还可以实现食物、能源、生态的“三赢”。3亿吨秸秆(折合鲜重9亿吨)养牛羊，按“十分之一”的法则，可以支撑鲜肉重0.9亿吨；按40％的保守屠宰率，可收获0.36亿吨牛羊肉；再按“1斤肉5斤粮”比率估算，则相当于从秸秆中收获了1.8亿吨粮食，等于原有面积上的玉米产量“翻一番”。

3亿吨秸秆饲料可养牛1亿头，增加牛粪10亿吨，这些有机肥可减少全国20％以上的农药和化肥施用量。1吨粪便可产生20～35立方米沼气，1立方米沼气可发电1.5～3.0度。2004年全国猪牛鸡规模化养殖排泄鲜粪67899.78万吨，加上新增10亿吨牛粪可产300～525亿立方米沼气，发电600～1050亿度。1050亿度电可替代0.388亿吨标准煤，相当减排0.87亿吨二氧化碳。三峡电站2009年完成一期工程后总投资约1800亿元，年发电1000亿度，相当于一个大庆的能源当量。利用全国的酒糟或菊芋和玉米秸秆养牛发展“粪变电”产业，可替代175座10万千瓦的燃煤电厂，相当一个三峡电站，等于种出了“一个大庆”或“一个三峡”的能源。

调查显示，我国每年的30亿吨畜禽粪便污染和350万个偏远山区农村用不上电，已成为新农村建设的一大难题。国家重点支持建设规模化大中型沼气工程(年出栏量3000头猪单位以上的养殖场)。1000亩玉米、菊芋或甜高梁秸秆在3000吨以上，折合鲜重9000吨，至少可养牛1000头，这一千头所产生的粪便达6600～35000吨，可产生20～100万立方米沼气，牛粪产生的沼气年可发电40～200万度。该村根本消化不了，需要外卖。一个千人左右的村子年耗电不足6万度(包括农用电)。因此，一个村的沼气所发出的电力可以满足近6～30个村的使用。乡村沼气电厂大量发展起来，则可以将富裕的电力卖给国家，比种地的效益要提高好几倍。由于“粪变电”的能量来自植物从空气中当年固定的碳水化合物，没有增加对碳的排放，环境污染零排放，非常值得提倡，很大程度上可以缓解全球变暖。

安徽淮南市万岗村范美朋“养猪为发电一年挣了30万”，范美朋将自己的电价定在一度5毛二分七，比国家规定的统一电价要便宜3分钱。他说“一度电，只需要1.725毛成本，我供给农户，是5.27毛，我原来投资供电网络亏掉80多万，靠这沼气电厂就慢慢收回了。”一个月下来，范美朋光电费也能收入1万多元。4口沼气池一星期需要150吨的粪便，而他家的600头猪每天产生的粪便不够满足沼气发电，如再增加养猪数量成本太大。这时他向农民收购猪粪，消息一传出，村民都高兴坏了。他又建了4口沼气池，再多收购些猪粪，每天就能发1000度电，还能把电卖给附近的村庄。处理1000头牛粪的沼气发电厂投资一般在300万元左右。《全国农村沼气工程建设》规划2006-2010年，在现有规模化养殖场中新建大中型沼气工程4000处左右。占现有大中型畜禽养殖场总数的39％左右。到时“粪变电”沼气发电设备需求4000套以上，价值120亿元。

牧草是一种最广泛的植物资源之一，有豆科牧草、禾本科牧草、叶菜类牧草、根类瓜类茎叶等，湖南安乡县魏立安得知，一种名叫鲁梅克斯的牧草喂猪，可以节约饲料成本，于是，他邮购了一些草籽回来种。当年，每公斤毛猪成本就降低了三块二。安乡县柏秉全发现，莴玛草猪抢得最凶，而且吃后很少感冒和拉肚子。由于莴玛草生长周期短，一年可以反复割六七次，除了喂一些杂粮，莴玛草就成了猪的主食。另外，福建合佳用狼尾草喂的生态猪一经推出立刻占领了上海、北京、福建等市场。我国的60亿亩草地，尤其是南方10亿多亩优质草山(坡)是节粮型饲料原料生产的广阔天地。

在我国，到处可以见到树木，其中除少数不能饲用外，大多数树木的叶子及其嫩枝和果实，都可以用着畜禽的节粮型饲料。有些优质树还是畜禽很好的蛋白质和维生素饲料来源，一亩林地可以收400到500元人民币一年，但是同样种粮食，只有200元人民币不到。国家启动了杨、松、桉、柳、榆、槐、桑、枫、桐、杉速生丰产林2亿亩。我国有5700万公顷的宜林荒山荒地，可以种植文冠果、橡树、桉树、光皮树、膏桐、黄连木、油桐、油茶、皂角、乌桕、山核桃、麻疯树、盐肤木等能源林。一些盐碱地、沙化土地和矿区的复垦地可以利用。这些都是发展能源林的潜力所在。另外，葡萄、苹果、梨、桃、竹、杏、茶、枣等经济林也是优质节粮型饲料的来源。

我国发展能源林的潜力很大。桉树嫩枝富含挥发性油，树叶富含桉叶油，称作“石油植物”。我国引种桉树已有110多年的历史，现已成为我国南方速生丰产林的战略性树种，目前人工林面积已达170万hm2。光皮树是一种高产木本油料树种。我国石灰岩山地面积2200万公顷，如按10％面积栽植，可年产光皮树油3000万吨。文冠果是我国特有的树种，种子含油率高达50％，营养价值极高。黄连木种植5年～8年可开花结实，胸径15厘米大树株产黄连木果50公斤～70公斤，30厘米以上大树，株产果100公斤～150公斤，最高达250公斤。膏桐种子含油率达30％以上，是提炼生物柴油的优良原料。据测算，三公斤膏桐籽可提炼一公斤生物柴油，丰产期一亩膏桐可年产籽种300公斤，可以生产出100公斤生物柴油。

随着畜禽业的快速发展，环境问题日益突出。吉林省榆树市五棵树的经济因牛而兴，农民因牛而富。有人说：“我们五棵树这个养牛，目前为止在东北来说是最大的养牛基地了，整个看呢，存栏得接近28万头，年出栏25万头，多到啥程度，老百姓说笑话，说放屁都污染空气了，牛放屁都污染空气了，达到这个程度了。”由于林地空气清新，生态良好，并可种植牧草等作为节粮型饲料，粪便可作为树木的肥料，符合绿色、无公害生产的生态养殖条件。据测定，树木和草地在夏季可分别遮挡太阳直接辐射的50％～90％，气温可降低10％～20％。在冬季，树木可使场区风速降低75％～80％，有效范围达树高的10倍。每公顷阔叶林，每天可吸收1000公斤二氧化碳，放出730公斤氧气。养殖场绿化后，有害气体至少有25％被阻留净化。二氧化硫被阻留60％左右。林带可降低恶臭50％。

全球第一个生物碳汇造林——广西碳汇项目，在环江和苍梧县营造了4000公顷人工林。该项目到2035年将固定二氧化碳77万吨。世界银行生物碳基金将向项目购买220万美元的碳汇。预计总收入2110万美元(30年)，包括约1560万美元的就业收入，350万美元的木材和非木质林产品的销售收入，200万美元的碳汇销售收入。与2004年相比，人均年净收入将增加34美元。每年的林产品销售收入实际是11.6万美元，折合人民币87万元。

林木不占耕地，发展空间较大。森林每生长1立方米木材，约可以吸收1.83吨二氧化碳，林下养殖，不仅节约耕地，也便于农民收集树叶、嫩枝和果实等替代粮食作为饲料，并在不适宜种粮的地方，利用荒山荒坡盐碱等林地发展菊芋、牧草、能源林等能源植物，也为燃料乙醇和生物柴油提供充足的“非粮”原料。碳汇造林为我国节粮型养殖和生物质能源打开了一个新天地。利用林下空地养鸡、猪、牛、羊可以使闲置的土地升值，林地更新，杜绝养殖污染。试验表明，林地养鸡净利润可达2000～10000元/亩/年。

目前，全国规模化畜禽养殖场约为578万处。其中，生猪(年出栏50头以上)183万处，肉牛(年出栏10头以上)48万处，奶牛(年存栏5头以上)35万处，羊(年出栏30只以上)187万处，大中型养殖场数量约占规模化养殖场总量的2.07％，但养殖数量约占12.5％。绝大多数规模化养殖场适宜建设沼气工程。由分户散养向养殖小区集中养殖转移是我国农村养殖业发展的大趋势。一般500头奶牛养殖小区建筑面积为5000平方米左右，占地约50亩；500头肉牛养殖小区建筑面积为2800平方米左右，占地约20亩。1000只羊养殖小区建筑面积2400平方米左右，占地18亩。3000头猪养殖小区建筑面积为4300平方米左右，占地约23亩。10万只肉鸡养殖小区占地约13.5亩；1万只蛋鸡养殖小区占地约12亩。

假如利用相当于广西碳汇项目林地的1/10即6000亩养鸡(猪、牛、羊)，年净利润可达1200～6000万元，是碳汇项目年总收入528万元的2.2～11.3倍和林产品收入87万元的13～69倍。另外，利用这6000亩的林地可养奶牛7.5万头、肉牛15万头、猪78万头、羊33万只。每个项目的粪便可达75～150万吨，可产生2000～3500万立方米沼气，年发电4000～7000万度。每度电按0.6元计算，每个项目收入达2400～4200万元。仅仅每个奶牛、肉牛、猪或羊的粪便沼气发电一项，就是广西林业碳汇项目本身年总收入528万元的4.5～8倍和林产品销售收入87万元的27～48倍。

林草结合“酒变油”“粪变电”“屁变罐”“枝变煤”“林变肉”发展我国生物质能源和节粮型饲料工业潜力很大。除菊芋外，我国松树分布广泛，遍及全国，资源丰富，松针含有大量的维生素、蛋白质、微量元素和多种氨基酸。一些林场已建厂生产松针粉饲料，受到欢迎。苜蓿蛋白高达20％以上。橡树淀粉含量高，橡子淀粉含量仅次于玉米，为玉米的82％。上世纪末，我国工业用粮中的50％-60％如果用橡子淀粉代替，则每年可换出粮食50亿公斤，所以橡子可替代粮食作为生产燃料酒精的原料来源。据测算，100万亩橡树林基地可以储水3.32亿立方米，每年可新增涵养水源能力6667万吨，可滞留灰尘453万吨/年，每天可吸收二氧化碳66670吨，同时释放氧气48666.18吨。所以，利用林地在有条件的地方植树种草，加工菊芋、橡子、甜高粱、牧草、树木等能源植物生产节粮型低度乙醇和酒糟，然后再送规模化企业制取燃料乙醇和饲料联产生物柴油、致密成型燃料、沼气发电等，以此创造农村新的经济增长点，促进农民增收，前景广阔。

我国18.31亿亩耕地中只有1/3是高产田，其余2/3是中低产田。另外牧区有2.1亿亩宜农土地，1.45亿亩撂荒沙地、10多亿亩旱地，1.55亿亩盐碱地和0.5亿亩海涂，在这些土地上“植树种草”可获高产。以林草结合发展菊芋、甜高粱、橡树“节粮型碳汇养殖业”为例：1亿亩橡树林种菊芋，可生产饲料1.6亿吨。1亿亩橡树林产的3.6亿吨菊芋可发酵生产50°白酒(低度乙醇)0.65亿吨，而0.65亿吨白酒可进一步蒸馏加工成0.325亿吨燃料乙醇，按4782元/吨计算，价值1550亿元。1亿亩橡树林可以储水332亿立方米，每年可以新增涵养水源能力66.67亿吨，可以滞留灰尘4.53亿吨/年，每天可吸收二氧化碳666.7万吨，同时释放氧气486.66万吨。

江苏省提出在全国率先实现人均一斤奶的目标，按全省7000万人口计算，每人1斤，一天就需要3500万公斤奶，按每头牛日产奶20公斤计算，就需要175万头奶牛。江苏奶牛1998年仅有3.6万头，现已发展至17万头，还有158万头差距，江苏滩涂有1000万亩，“林变肉”发展菊芋、甜高粱、橡树林“节粮型碳汇养殖业”，仅仅利用沿江沿海1/10即100万亩滩涂和苏北100万亩低产田种植菊芋、甜高粱一项，生产的480万吨提炼白酒后的菊芋、甜高粱废渣饲料(加20％精饲料)就能养好这158万头奶牛。

江苏全省每年需要牛奶1260万吨。以牛奶每公斤2元计算，每年销售牛奶1260万吨，可以增加农民收入252亿元。200万亩菊芋、甜高梁共计出秸秆废渣约480万吨。所榨720万吨菊芋、甜高梁糖汁可发酵50°白酒(低度乙醇或粗糖)130万吨，130万吨50°白酒可进一步蒸馏加工成65万吨燃料乙醇，按4782元/吨计算，价值31亿元。158万头奶牛所产生的粪便达1043～5530万吨，可产生3～16亿立方米沼气，牛粪产生的沼气年可发电6～32亿度。可替代22～118万吨标准煤，相当于减排50～266万吨二氧化碳。每度上网电价按0.6元计算，沼气发电年收入是3.6～19.2亿元。发展碳汇养殖和酒糟或菊芋饲料节粮型燃料乙醇产业潜力巨大。

吉林省是全国著名产粮大省和重要林业基地，也是全国八大牧区之一，林草结合发展“节粮型碳汇养殖业”潜力巨大。2006年，吉林省玉米产量达到1984万吨，玉米秸秆达到3968万吨。全省牛年存栏数500万头；马99.4万头；猪年存栏数930万头；羊年存栏数392万只；鹿年存栏数29.5万头；家禽年存栏数17945.1万只。按可利用系数计算，畜禽粪便年可供开发资源总量1193.4万吨，其中猪、鸡、牛粪便占可供开发总量的86％。吉林省是国家重点森林资源分布区，全省林地用地面积942.7万公顷，主要分布在东部山区，占全省土地面积的50.3％。全省各类草地总面积584万公顷，年可采集干草464万吨，折合标准煤218万吨。到2006年底，吉林燃料乙醇生产能力已达50万吨/年，累计生产燃料乙醇81万吨，产品覆盖吉林、辽宁两个目标市场。吉林省又是一次能源缺乏的省份，常规能源资源总量占全国总量不足03％。2006年，全省累计净购入能源3500万吨标准煤，占能源消费总量6000万吨标准煤的58％，

假如推动吉林“碳汇养殖业”酒糟或菊芋节粮型饲料燃料乙醇产业发展。仅仅是利用3968万吨玉米秸秆配合20％的约800万吨酒糟或菊芋每年可以养牛1322万头，联产的1600万吨副产品白酒可通过再蒸馏生产800万吨燃料乙醇，是目前累计生产燃料乙醇的近10倍，价值383亿元。秸秆配合20％的酒糟和/或菊芋的市场价格为500元/吨，即使不算养殖业的效益，4761万吨秸秆酒糟或菊芋饲料，也能卖238亿元。3968万吨玉米秸秆(折合鲜重11904万吨)按“十分之一”法则，可支撑鲜肉重达1190万吨；再按40％的保守屠宰率计算，则可收获牛肉476万吨；牛肉价格按18元/公斤计算，476万吨牛肉能卖856亿元。再按“5斤粮1斤肉”的比率估算，可替代粮食2380万吨，则相当于从玉米秸秆中收获了2380万吨玉米，等于在原有耕地面积上的玉米产量“翻了一番”。1322万头牛可增加1.322亿吨牛粪，可产40亿立方米沼气，发电80亿度。可替代300万吨标准煤，占吉林能源消费总量的20％。相当于减排675万吨二氧化碳。发展碳汇养殖和酒糟或菊芋饲料节粮型燃料乙醇产业潜力巨大。

按照《全国能源林建设规划》“十一五”期间要建设能源林示范基地1000多万亩；到2020年，能源林达到2亿亩，可提供600多万吨生物柴油。按5000元/吨计算，价值300亿元。2015年，全国2亿亩丰产林基本能够供应1.3亿立方米木材。2005年，全国生猪出栏75913万头，羊出栏34586万只，肉牛出栏5265万头，奶牛存栏1267万头，猪、牛、羊等三大家畜存(出)栏总量约11.7亿头只，蛋鸡、肉鸡存(出)栏量约83.64亿只。假如将碳汇“广西模式”和“节粮型碳汇养殖业”推广到全国的2亿亩丰产林、2亿亩能源林和牧区2.1亿亩的宜农土地，利用这6.1亿亩的1/100即610万亩养鸡(猪、牛、羊)。林地散养200只蛋鸡占林地约1亩，610万亩可养蛋鸡12.2亿只，已逼近目前全国15亿只蛋鸡的饲养量。3000头生猪占地约23亩，610万亩可养生猪7.8亿头，已超过目前全国7.6亿头生猪量，等于全国鸡蛋和猪肉的数量“翻了一番”。610万亩养鸡，增加农民收入，年净利润可达120～600亿元，猪粪沼气年可发电400～700亿度。每度上网电价按照0.6元计算，销售收入240～420亿元。推广610万亩节粮型碳汇“广西模式”和“碳汇养殖业”项目，30年内将固定二氧化碳7700万吨。预计总收入4101.1亿美元，包括约15.6亿美元的就业收入；3.5万美元的木材和非木质林产品的销售收入；2万美元的碳汇销售收入；2400亿美元的养殖收入；1680亿美元的沼气发电收入。

发展“广西模式”“碳汇养殖”和酒糟或菊芋节粮型饲料燃料乙醇产业。利用2亿亩丰产林、2亿亩能源林和牧区2.1亿亩宜农土地的1/6即1亿亩开发菊芋，可产饲料1.6亿吨。利用2.6亿吨菊芋或秸秆替代的1.3亿吨玉米，可生产节粮型燃料乙醇4200万吨，提炼乙醇后的废液可生产4322万吨酒糟菊芋饲料。同时，通过4亿亩玉米地推广玉米与马铃薯或小麦、甘薯、大豆、花生等“高效多熟种植模式”，可弥补1.3亿吨玉米提炼乙醇后，饲料中缺失的0.85亿吨淀粉。以玉米与马铃薯(甘薯)间作为例，4亿亩玉米地可生产鲜马铃薯6亿吨，按照20％的淀粉含量计算，则可收获1.2亿吨马铃薯淀粉，如配以4322万吨酒糟或菊芋，可产1.6亿吨节粮型饲料。3.2亿吨酒糟、菊芋饲料完全可满足12.2亿只蛋鸡和7.8亿头生猪的营养需要。从而，解决中国的粮食、能源与生态安全和“吃肉”问题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种利用“废弃物”替代粮食和能源，减少温室气体，解决中国“吃肉、能源、环保”问题，除了适用于常规养殖，还适用于“养殖、林业、沼气”一体化多功能节粮型碳汇养殖和废弃物酒糟或菊芋饲料燃料乙醇产业，简单实用的节粮型饲料。

本发明的技术解决方案是：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料。其特征是：主要由下列重量成份组成：

酒糟和/或菊芋                  3～99.9％；

减少动物废气排放的药物         0.1～10％；

秸秆、牧草、树木或常规饲料     0～96.9％；

上述各组份之和为100％。

减少动物废气排放的药物是：陈皮、葛根、黄芪、山楂、黄芩、绿豆、甘草、蕹菜、辣椒、槟榔、柴草灰、小根蒜、松针、大黄、厚朴、鸡内金、黄粉虫、糖渣、菌糠、芒硝、木香、茴香、藿香、茯苓、麦芽、虾皮、蟹壳、黄连、白术、大蒜、葡萄糖、小苏打、生石灰、安钠加、碳酸氢钠、硫酸镁、氯化钠、鱼石脂、稀盐酸、松节油、石蜡、植物油中的一种或几种

秸秆是：鲜秸秆、秸秆裹包青贮、秸秆颗粒料或用玉米、菊芋、薯类、甜高梁秸秆加工白酒、乙醇、糖、菇的废渣。

牧草是：牧草是：豆科牧草(苜蓿、葛藤、三叶草、草木樨、紫云英、沙打旺、豌豆、大豆茎叶等)、禾本科牧草(黑麦草、狼尾草、甜高梁、谷子、苏丹草、柳枝稷、鸡脚草等)、叶菜类牧草(苋菜、鲁梅克斯、莴玛草、牛皮菜、菊苣等)、根类瓜类茎叶(薯类、萝卜、瓜类茎叶等)。

树木是：杨、松、桉、柳、榆、槐、桑、枫、桐、杉、文冠果、橡树、膏桐、光皮树、黄连木、麻疯树、盐肤木、葡萄、苹果、梨、桃、竹、杏、茶、枣等速生、能源、经济林的叶、果、根、皮或嫩枝中的一种或几种。

常规饲料是：能量饲料、蛋白质饲料、粗饲料、青绿饲料、微生物及青贮饲料、矿物质饲料、维生素饲料和饲料添加剂。

制造时：利用现有的酒厂、养殖场、秸秆加工厂、饲料厂或生物燃料工厂的设备、设施、生产销售系统和基础设施等作为生产设备。

本发明优点：

本发明通过“酒糟、菊芋、秸秆、牧草、树木”等农林废弃物资源化利用，除了适用于常规养殖外，还适用于“酒变油”“粪变电”“屁变罐”“枝变煤”“林变肉”“养殖、林业、沼气”一体化多功能节粮型碳汇养殖。在饲料加工和发展林业碳汇的同时联产节粮型燃料乙醇、电力、罐装沼气、肉蛋奶。农民除了利用废弃物养畜和林草结合解决中国的“吃肉”问题，还能从事减少温室气体等多功能性生产，成为种“能源”的产业工人，有利于农业废弃物资源化利用，推动能源林和速生丰产林的建设。本发明可利用现有的酒厂、养殖场、秸秆加工厂、饲料厂，并可利用饲料、沼气、配电房、白酒、低度乙醇蒸馏等传统加工工艺的小工厂，开办菊芋、甜高梁、薯类等加工节粮型白酒和酒糟饲料和燃料乙醇的小工厂，使其成为规模化饲料和燃料乙醇企业的初加工基地，这不仅能有效解决生物质能资源分散性、易变质性与大工业生产集中性、连续性的矛盾，还能促进农村新兴产业发展和农民增收和立足国内资源解决粮食安全问题。成本低，投入小，简单易行，实用性强，符合人与自然和谐循环。不仅解决粮食、能源安全问题和“吃肉”问题，还可实现我国“食物、能源、生态”和“农民、企业、国家”的“三赢”。

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

酒糟    97％；    葛根1％；    小苏打2％；

计量后，通过容器和管道调和或直接加入设备中，加入的同时完成调配。

实施例2：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

菊芋  87％；  酒糟12％；  黄芩1％；  其余同实施例1。

实施例3：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

酒糟    97％；    茴香3％；    其余同实施例1。

实施例4：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

菊芋    99.9％；    大黄0.1％。    其余同实施例1。

实施例5：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

酒糟1％    菊芋95％；    硫酸镁4％；其余同实施例1。

实施例6：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

酒糟    3％；    松针7.1％；    其余同实施例1。

鲜秸秆(秸秆裹包青贮、秸秆颗粒料或用玉米、菊芋、薯类、甜高梁秸秆加工白酒、乙醇、糖、菇的废渣。)89.9％；

其余同实施例1。

实施例7：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

菊芋    25％；    甘草  2％；    生石灰  3％；

能量饲料(蛋白质饲料、粗饲料、青绿饲料、微生物及青贮饲料、矿物质饲料、维生素饲料和饲料添加剂)  70％。

其余同实施例1。

实施例8：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

酒糟  19％；  菊芋  0.9％；    陈皮2.1％；

鲜秸秆(秸秆裹包青贮、秸秆颗粒料或用玉米、菊芋、薯类、甜高梁秸秆加工白酒、乙醇、糖、菇的废渣。)  78％；

其余同实施例1。

实施例9：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

酒糟    17％；    绿豆2％；    氯化钠1％；

能量饲料(蛋白质饲料、粗饲料、青绿饲料、微生物及青贮饲料、矿物质饲料、维生素饲料和饲料添加剂)80％。其余同实施例1。

实施例10：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

菊芋    96.5％；  葡萄糖2％；  厚朴1.2％；

鲜秸秆(秸秆裹包青贮、秸秆颗粒料或用玉米、菊芋、薯类、甜高梁秸秆加工白酒、乙醇、糖、菇的废渣。)0.3％。

其余同实施例1。

实施例11：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

酒糟  5％；    松节油8.1％；    其余同实施例1。

豆科牧草(苜蓿、葛藤、三叶草、草木樨、紫云英、沙打旺、豌豆、大豆茎叶等)  86.9％；其余同实施例1。

实施例12：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

菊芋    15％；    黄芪  2％；    菌糠8％；

禾本科牧草(黑麦草、狼尾草、甜高梁、谷子、苏丹草、柳枝稷、鸡脚草等) 75％。

其余同实施例1。

实施例13：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

酒糟  29％；    菊芋0.9％；    山楂2.1％；

叶菜类牧草(苋菜、鲁梅克斯、莴玛草、牛皮菜、菊苣等)68％；

其余同实施例1。

实施例14：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

菊芋    17％；    蟹壳2％；    蕹菜1％；

根类瓜类茎叶(薯类、萝卜、瓜类茎叶等)80％。

其余同实施例1。

实施例15：

一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，由下列重量成份组成：

酒糟90％；  菊芋6.5％；  辣椒0.3％；    藿香1.2％；

树木(杨、松、桉、柳、榆、槐、桑、枫、桐、杉、文冠果、橡树、膏桐、光皮树、黄连木、麻疯树、盐肤木、葡萄、苹果、梨、桃、竹、杏、茶、枣等速生、能源、经济林的叶、果、根、皮或嫩枝中的一种或几种。)

2％。

其余同实施例1。

当然，本发明还可以有其它合适的实施例。

Claims (3)

1.一种替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，其特征是：主要由下列重量成份组成：

酒糟和/或菊芋                 3～99.9％；

减少动物废气排放的药物        0.1～10％；

秸秆、牧草、树木或常规饲料    0～96.9％；

上述各组份之和为100％。

2.根据权利要求1所述的替代粮食减少温室气体的节粮型饲料，其特征是：减少动物废气排放的药物是：陈皮、葛根、黄芪、山楂、黄芩、绿豆、甘草、蕹菜、辣椒、槟榔、柴草灰、小根蒜、松针、大黄、厚朴、鸡内金、黄粉虫、糖渣、菌糠、芒硝、木香、茴香、藿香、茯苓、麦芽、虾皮、蟹壳、黄连、白术、大蒜、葡萄糖、小苏打、生石灰、安钠加、碳酸氢钠、硫酸镁、氯化钠、鱼石脂、稀盐酸、松节油、石蜡、植物油中的一种或几种；牧草是：豆科牧草、禾本科牧草、叶菜类牧草、根类瓜类茎叶；树木是：杨、松、桉、柳、榆、槐、桑、枫、桐、杉、文冠果、橡树、膏桐、光皮树、黄连木、麻疯树、盐肤木、葡萄、苹果、梨、桃、竹、杏、茶、枣等速生、能源、经济林的叶、果、根、皮或嫩枝中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的替代粮食和能源减少温室气体的节粮型饲料，其特征是：秸秆是：鲜秸秆、秸秆裹包青贮、秸秆颗粒料或用玉米、菊芋、薯类、甜高梁秸秆加工白酒、乙醇、糖、菇的废渣；所述常规饲料是：能量饲料、蛋白质饲料、粗饲料、青绿饲料、微生物及青贮饲料、矿物质饲料、维生素饲料或饲料添加剂。