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一、生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)能量循環(huán)利用的內(nèi)涵
生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)能量循環(huán)利用是一種新型種養(yǎng)加循環(huán)利用模式,是將種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)等與加工業(yè)有機(jī)聯(lián)系的綜合經(jīng)營(yíng)方式,是利用高新生物技術(shù)、物種多樣化微生物技術(shù),將精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、信息農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)種養(yǎng)農(nóng)牧融合為一體,在農(nóng)、林、牧、副間形成一種生態(tài)鏈條良性循環(huán)系統(tǒng)。按照3R原則——減量化(Reduce)、再利用(Reuse)和再循環(huán)(Recycle),有效解決農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染問題,優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),節(jié)約農(nóng)業(yè)資源,提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效果,打造新型的物質(zhì)能量多層次循環(huán)利用的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),從而增加農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量,提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng),造就一個(gè)良性的生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)變強(qiáng)、農(nóng)民變富、鄉(xiāng)村變美??梢哉f生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)能量循環(huán)模式是發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的必由之路,是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。
二、生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)能量循環(huán)利用發(fā)展的意義
1.節(jié)約化肥,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,治理農(nóng)業(yè)面源污染中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),有9億多農(nóng)民。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每年消耗的化肥量高達(dá)6000萬噸,平均每畝農(nóng)作物化肥施用量21.9千克,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于每畝8千克的世界平均水平,是歐盟的2.5倍、美國(guó)的2.6倍。盲目過量施用化肥不僅造成耕地板結(jié)、土壤酸化,水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化,而且浪費(fèi)資源,增加生產(chǎn)成本。實(shí)施生態(tài)農(nóng)業(yè)物質(zhì)能量循環(huán)利用,可節(jié)約大量的化肥,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,改善土壤結(jié)構(gòu),培肥地力,治理農(nóng)業(yè)面源污染,生產(chǎn)大量綠色有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品。
2.變廢為寶,治理畜牧業(yè)糞便污染,改善農(nóng)村居民的生產(chǎn)生活環(huán)境中國(guó)農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)已由過去農(nóng)民一家一戶分散飼養(yǎng),逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)?;曫B(yǎng),目前規(guī)模化養(yǎng)殖水平已達(dá)到60%以上。每年產(chǎn)生的畜禽糞便約38億噸,其廢棄物已成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源。據(jù)調(diào)查,一個(gè)年出欄萬頭豬的規(guī)?;B(yǎng)殖場(chǎng)每年產(chǎn)生固體糞便約2500噸、尿液約5400米3,其利用率卻不到10%。如果實(shí)施生態(tài)農(nóng)業(yè)物質(zhì)能量循環(huán)利用,把畜牧業(yè)產(chǎn)生的糞便等廢棄物有效利用,不僅改善農(nóng)村居民的生產(chǎn)、生活環(huán)境,重塑田園美好風(fēng)光,而且提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量,增加農(nóng)業(yè)收入和農(nóng)民收入,是一舉多得的好事。
3.減少農(nóng)民外出打工,就地解決農(nóng)村勞動(dòng)力就業(yè)隨著城市化不斷發(fā)展,大量農(nóng)民外出打工,據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的《2018年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示,2018年全國(guó)農(nóng)民工總量28836萬人,其中外出農(nóng)民工17266萬人,本地農(nóng)民工11570萬人。一些偏遠(yuǎn)地方和山區(qū)農(nóng)村出現(xiàn)“空殼村”,青年人離開農(nóng)村進(jìn)城打工,剩下婦女、兒童和老年人留守,出現(xiàn)農(nóng)耕地撂荒。實(shí)施生態(tài)農(nóng)業(yè)物質(zhì)能量循環(huán)利用,延長(zhǎng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,生產(chǎn)綠色有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品,可以增加農(nóng)業(yè)收入和農(nóng)村勞動(dòng)力就業(yè)崗位,解決了誰(shuí)來種田和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村勞動(dòng)力問題,是農(nóng)村發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)。
三、生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)能量循環(huán)利用模式
1.種植-養(yǎng)殖-加工一體化物質(zhì)能量循環(huán)模式這一模式是將種植、養(yǎng)殖、加工組成一個(gè)物質(zhì)能量循環(huán)系統(tǒng),形成一個(gè)有機(jī)整體。通過種植農(nóng)作物(玉米、谷子、高粱等),將農(nóng)作物生產(chǎn)的糧食、秸稈發(fā)展畜牧業(yè),再將發(fā)展畜牧業(yè)畜禽產(chǎn)生的糞便進(jìn)行科學(xué)處理作為肥料發(fā)展種植業(yè)(農(nóng)作物),完成物質(zhì)能量多級(jí)循環(huán)利用,同時(shí),也可將種植生產(chǎn)的糧食進(jìn)行加工,加工產(chǎn)出的下腳料用于發(fā)展畜牧業(yè)飼養(yǎng)畜禽。如黃豆加工成豆腐,豆渣用來喂豬,豬糞用于種植農(nóng)作物,也可將豬糞投入沼氣池,經(jīng)過氣化處理后,產(chǎn)生的沼氣用于農(nóng)戶燒飯、照明,沼肥用于種植農(nóng)作物等。在實(shí)施這一模式過程中要充分發(fā)揮和整合當(dāng)?shù)胤N植資源(農(nóng)作物)、畜禽資源(豬牛雞等)、加工資源的優(yōu)勢(shì),大力發(fā)展種植-養(yǎng)殖-加工生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè),延伸農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)價(jià)值,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群升級(jí),打造具有地方特色農(nóng)產(chǎn)品品牌,提升當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力。
2.畜牧養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞便綜合利用物質(zhì)能量循環(huán)模式這一模式是圍繞畜牧養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的畜禽糞便資源化逐級(jí)合理有效利用,應(yīng)用畜禽糞便沼氣工程技術(shù)、畜禽糞便高溫好氧堆肥技術(shù),解決畜禽糞便污染環(huán)境和資源浪費(fèi)等問題,實(shí)現(xiàn)廢棄物零排放,優(yōu)化農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。構(gòu)建“養(yǎng)殖-畜禽糞便-沼氣工程-沼渣、沼液-種植業(yè),沼氣-燃料-民用”物質(zhì)能量循環(huán)系統(tǒng),就是把養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽產(chǎn)生的糞便和沖洗的污水經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入沼氣設(shè)備發(fā)酵,經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣、沼渣和沼液。沼氣用于農(nóng)戶照明、燒飯,沼渣和沼液作為肥料用于周邊蔬菜、林果、農(nóng)作物種植,全部還田資源化利用。構(gòu)建“養(yǎng)殖-畜禽糞便-有機(jī)肥-種植業(yè)”物質(zhì)能量循環(huán)系統(tǒng),就是對(duì)養(yǎng)殖業(yè)畜禽產(chǎn)生的糞便進(jìn)行集中收集、集中處理,生產(chǎn)有機(jī)肥,用于種植業(yè)。通過上述物質(zhì)能量循環(huán)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新,從而生產(chǎn)出清潔能源和有機(jī)肥料,促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,有效解決農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境污染,改善農(nóng)村居民生產(chǎn)生活環(huán)境,造就良好的生態(tài)環(huán)境。
3.種植業(yè)農(nóng)作物秸稈資源綜合利用物質(zhì)能量循環(huán)模式這一模式圍繞種植業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈資源進(jìn)行綜合開發(fā)利用,推廣飼料化、肥料化、基料化、原料化、燃料化等利用方式。構(gòu)建“農(nóng)作物秸稈-氣化-燃?xì)狻蔽镔|(zhì)能量循環(huán)系統(tǒng),是把農(nóng)作物秸稈通過沼氣池氣化后產(chǎn)生沼氣,沼氣作燃?xì)庥糜谧鲲?,沼渣、沼液作肥料用于種植農(nóng)作物。構(gòu)建“農(nóng)作物秸稈-飼料-養(yǎng)殖-種植”物質(zhì)能量循環(huán)系統(tǒng),是把農(nóng)作物秸稈合理處理用于發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)的飼料,主要是利用富含營(yíng)養(yǎng)成分的花生、豆類等秸稈,以及番薯藤蔓、玉米秸、甜菜葉等加工制成氨化、青貯飼料,發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),養(yǎng)殖業(yè)的糞便用于發(fā)展種植業(yè)。構(gòu)建“農(nóng)作物秸稈-肥料-種植”物質(zhì)能量循環(huán)系統(tǒng),是把農(nóng)作物秸稈作肥料,通過過腹還田、腐熟還田和機(jī)械化粉碎還田等方式利用,不僅可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,提高耕地質(zhì)量,彌補(bǔ)磷鉀肥投入不足,減少化肥施用量,生產(chǎn)出綠色有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品,還可凈化環(huán)境??傊?,通過農(nóng)作物秸稈資源化利用,可以有效解決農(nóng)作物秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問題,促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
四、生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)能量循環(huán)利用案例
1.寧??h打造生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)三級(jí)模式案例近年來,浙江省寧??h堅(jiān)持“生態(tài)立縣”的指導(dǎo)思想和農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,建立了10萬畝生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)示范園區(qū),打造出“點(diǎn)上小循環(huán)、區(qū)域中循環(huán)、縣域大循環(huán)”生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)三級(jí)發(fā)展模式。他們的主要做法和經(jīng)驗(yàn)是:①抓好生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)一是科學(xué)規(guī)劃。該縣在“十一五”規(guī)劃中明確提出要建設(shè)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)示范區(qū),打造寧海灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)和浙江東海岸農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)兩大園區(qū),推進(jìn)10大循環(huán)經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè),創(chuàng)建30家清潔生產(chǎn)示范企業(yè),培育3類資源綜合利用企業(yè)等戰(zhàn)略目標(biāo)。二是縣委、縣政府重視。該縣從2007年開始,縣委、縣政府就將生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目多次列入縣重點(diǎn)工程,5年直接投資4.5億元,支持發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)基地、生態(tài)養(yǎng)殖小區(qū)、大中型沼氣工程等重點(diǎn)項(xiàng)目。三是機(jī)制保障。該縣縣政府出臺(tái)了《關(guān)于促進(jìn)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的若干意見》,每年安排600萬元財(cái)政專項(xiàng)資金,支持生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展。②抓好生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)一是土地流轉(zhuǎn)。自2001年起,全縣流轉(zhuǎn)耕地22.83萬畝、林地34.1萬畝,分別占全縣耕地面積的67.4%、林地面積的21.05%。土地資源的適度規(guī)模經(jīng)營(yíng),為促進(jìn)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。二是培育龍頭企業(yè),帶動(dòng)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展。目前全縣已建立寧波市級(jí)以上農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)27家,農(nóng)民專業(yè)合作社250家。企業(yè)大力推廣集“貿(mào)、工、農(nóng)”于一體的“訂單(市場(chǎng))+公司(合作社)+農(nóng)戶(農(nóng)民)”的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)模式,建立了1000畝以上農(nóng)場(chǎng)和林場(chǎng)22個(gè)、500~1000畝農(nóng)場(chǎng)和林場(chǎng)33個(gè),構(gòu)建了茶葉、柑橘、竹筍、蔬菜、西瓜、土雞等6大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),有效帶動(dòng)了縣域生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展。例如:寧??h綠豐生態(tài)有機(jī)肥有限公司,是一家以畜糞為主要原料的有機(jī)復(fù)混肥加工企業(yè),年生產(chǎn)有機(jī)復(fù)混肥半成品能力3萬噸,解決了全縣9家規(guī)模牧場(chǎng)糞便問題,同時(shí)在全縣分片建立了5個(gè)養(yǎng)殖散戶畜糞收集加工點(diǎn),年收集糞便2.5萬噸,有效解決了全縣50~500頭分散小規(guī)模養(yǎng)殖戶畜禽糞便難處理的問題,還研制出了柑橘、蔬菜、水稻等多種專用有機(jī)肥。寧海縣利豐牧業(yè)有限公司是一個(gè)集飼養(yǎng)、加工和銷售于一體的奶牛生產(chǎn)民營(yíng)企業(yè),公司利用農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)作物廢棄物,飼養(yǎng)荷斯坦奶牛850頭,年消耗青飼料9000余噸,使園區(qū)生產(chǎn)基地70%~80%的廢菜葉、稻稈、黃豆稈等種植業(yè)秸稈得到有效利用,實(shí)現(xiàn)了種植—養(yǎng)殖—有機(jī)肥料—種植的物質(zhì)能量循環(huán),凈化了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,解決了秸稈焚燒污染問題。寧波天虹再生資源有限公司等,把公司區(qū)域范圍的農(nóng)用瓶、罐、薄膜等廢棄物回收加工利用,回收率達(dá)到98.2%。寧??h三禾生物質(zhì)能源有限公司等,將全縣種植基地所產(chǎn)生的12萬噸農(nóng)作物秸稈集中回收粉碎,制作成秸稈粉末作為有機(jī)肥加工輔料、秸稈煤、食用菌培養(yǎng)料等,秸稈資源循環(huán)再利用率達(dá)到95%以上。三是抓好沼氣綜合開發(fā)。全縣采用“聯(lián)戶共建”形式,建成沼氣池397座,總?cè)莘e達(dá)到23500米3。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),506座沼氣池每年厭氧發(fā)酵處理尿液沖洗水47.33萬噸,削減COD4969.65噸。20385米3沼氣池每年產(chǎn)沼氣192萬米3,沼氣用戶達(dá)到2100余戶。③打造生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)三級(jí)模式一是以點(diǎn)帶線,建設(shè)以企業(yè)為重點(diǎn)的內(nèi)部小循環(huán)。在企業(yè)內(nèi)部開展從源頭到生產(chǎn)過程的清潔化、減量化生產(chǎn)。采取農(nóng)牧業(yè)相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)畜禽糞便加工還田、沼氣工程、秸稈過腹還田等資源循環(huán)利用。二是以線促片,建設(shè)以互利為紐帶的區(qū)域中循環(huán)。以建立“種、養(yǎng)、飼、加”一體化的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式為目標(biāo),構(gòu)建了中小型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程、畜禽糞便資源化利用、物質(zhì)能量多級(jí)循環(huán)利用、農(nóng)作物秸稈利用等資源循環(huán)利用發(fā)展模式,以及農(nóng)業(yè)廢棄物-奶牛養(yǎng)殖-有機(jī)肥加工-農(nóng)作物;畜牧養(yǎng)殖-糞(肥)-有機(jī)復(fù)混肥-瓜果菜等生態(tài)農(nóng)業(yè)物質(zhì)能量循環(huán)模式,使全縣農(nóng)產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)化率和農(nóng)產(chǎn)品出口創(chuàng)匯率分別達(dá)到60%以上。三是連片成面,建設(shè)以園區(qū)為載體的縣域大循環(huán)。按照“藍(lán)色東部”和“綠色西部”的生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局,大力推進(jìn)連片成面生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)建設(shè),實(shí)現(xiàn)縣域聯(lián)動(dòng)大循環(huán)。綜上所述,寧海縣大力發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)三級(jí)循環(huán)模式,使全縣農(nóng)村清潔能源利用率達(dá)到85%以上,主導(dǎo)農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)到85%以上,全縣稻谷、蔬菜、茶葉、水果、毛竹等農(nóng)產(chǎn)品中有機(jī)、綠色和無公害農(nóng)產(chǎn)品種植面積達(dá)到40萬畝以上,創(chuàng)建了一大批農(nóng)產(chǎn)品知名品牌。
2.廣西壯族自治區(qū)西江水系生態(tài)農(nóng)業(yè)物質(zhì)能量循環(huán)模式案例2016年以來,廣西農(nóng)業(yè)廳環(huán)保站在西江水系“一干七支”沿岸實(shí)施生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)試點(diǎn)工作,經(jīng)多年的研究、試驗(yàn)、示范、實(shí)踐和總結(jié)建立了“豬+沼+果+燈+魚+捕食螨+水果套袋+黃板+生物有機(jī)肥”生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式。這一模式由養(yǎng)豬、沼氣池、養(yǎng)魚、果樹、誘蟲燈、捕食螨、水果套袋、黃板、生物有機(jī)肥、生草栽培等要素組成,構(gòu)建了一個(gè)相互聯(lián)系、相互作用、物質(zhì)能量相互轉(zhuǎn)換的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)有機(jī)整體。在區(qū)域布局中,對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)要素進(jìn)行合理組合,空間合理布置,形成要素之間相互連接的生態(tài)鏈和物質(zhì)能量循環(huán)鏈。通過系統(tǒng)生態(tài)鏈和物質(zhì)能量循環(huán)鏈的創(chuàng)新,建設(shè)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效、生態(tài)良性循環(huán),種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在這一模式的構(gòu)建中一般一戶農(nóng)家庭院建一個(gè)8米3沼氣池,與廁所、豬圈相連接,形成一個(gè)閉合循環(huán)系統(tǒng)。圈內(nèi)養(yǎng)4~6頭豬,將豬的糞便排入沼氣池,發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣作為農(nóng)戶生火做飯用氣,沼渣和沼液作為果樹的有機(jī)肥,構(gòu)建起一個(gè)豬-沼氣、沼渣和沼液-果樹的物質(zhì)能量循環(huán)系統(tǒng)。同時(shí),在這一模式中再嵌入一個(gè)新的生態(tài)循環(huán)鏈,拓展增收渠道,即在果園內(nèi)建造一個(gè)下挖式磚體結(jié)構(gòu),深1米,形狀一般為長(zhǎng)方形,面積約10米2的養(yǎng)魚池,魚池設(shè)有上下排水管,池底放一定數(shù)量的瓦筒、瓦壇等作洞穴。在每年4~12月,分三批養(yǎng)殖塘角魚或雜食性魚類,每批放養(yǎng)800~1000尾。在水田改建成的果園,開挖行溝養(yǎng)魚,一般每畝放養(yǎng)2000尾。在魚池或果園行溝上方固定安裝誘蟲燈,誘殺果樹害蟲,作為養(yǎng)魚的補(bǔ)充飼料,魚池養(yǎng)殖的水葫蘆入沼氣池,做沼氣池的原料,實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)物質(zhì)的多級(jí)循環(huán)利用。在果園合理布置安裝誘蟲燈、黃板誘殺害蟲,蕓香科類果樹園可合理應(yīng)用天敵捕食螨,或采用水果套袋等生態(tài)技術(shù),防治病蟲害,減少農(nóng)藥的施用量,生產(chǎn)無公害果品。
作者:梁吉義 單位:山西省太原市長(zhǎng)風(fēng)街2號(hào)山西農(nóng)科院