“豬－沼－果(谷、菜)－魚(yú)”循環(huán)模式應(yīng)用研究

“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”循環(huán)模式應(yīng)用研究

顧東祥1，楊四軍1，楊海2

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，江蘇南京210014；2.宿遷市宿城區(qū)農(nóng)芙苑養(yǎng)殖專業(yè)合作社，江蘇宿遷223800)

摘要：“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的重要的循環(huán)農(nóng)業(yè)應(yīng)用模式之一。以宿遷市農(nóng)芙苑養(yǎng)殖專業(yè)合作社為案例，通過(guò)對(duì)“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”模式中規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)糞便無(wú)害化處理，實(shí)現(xiàn)沼氣發(fā)電、沼渣與沼液肥料利用、谷類作物飼料化應(yīng)用，形成合理的種養(yǎng)規(guī)模比例，實(shí)現(xiàn)資源高效利用和環(huán)境污染物排放減少的綜合利用模式，為循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)；循環(huán)農(nóng)業(yè)；應(yīng)用

收稿日期：2015-08-05

基金項(xiàng)目：蘇北科技發(fā)展計(jì)劃科技富民強(qiáng)縣項(xiàng)目(BN2013075)。

作者簡(jiǎn)介：顧東祥(1983-)，男，助理研究員，主要從事作物栽培和循環(huán)農(nóng)業(yè)研究。E-mail：nky001@163.com

宿遷市種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)是其農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的大量畜禽糞便是造成農(nóng)業(yè)面源污染的重要來(lái)源，對(duì)其資源化利用是減少污染、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)出比的重要途徑[1-3]。本文以宿遷市農(nóng)芙苑養(yǎng)殖專業(yè)合作社為案例，通過(guò)對(duì)“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”循環(huán)模式的應(yīng)用，探索合理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出與生態(tài)價(jià)值，以期為循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展應(yīng)用提供參考。

1“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”模式技術(shù)流程

“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”模式的技術(shù)流程如圖1所示，標(biāo)準(zhǔn)化豬舍進(jìn)行規(guī)模化的養(yǎng)豬生產(chǎn)，豬糞尿等廢棄物通過(guò)渠道等設(shè)施收集起來(lái)，通過(guò)厭氧發(fā)酵可以生產(chǎn)沼氣、沼渣和沼液，其中沼氣進(jìn)行發(fā)電用于照明，而沼渣和豬糞腐熟堆肥也可以生產(chǎn)有機(jī)肥料，有機(jī)肥可實(shí)現(xiàn)化學(xué)肥料的減量使用。沼液和沼渣可以直接用作果樹(shù)、蔬菜以及谷類等作物的肥料，通過(guò)種植谷類作物如高粱和小麥等作為用于池塘養(yǎng)魚(yú)飼料，提高生豬、水果、蔬菜、魚(yú)等產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。通過(guò)對(duì)整個(gè)運(yùn)行模式的分析確定合理的種養(yǎng)規(guī)模，進(jìn)而獲取最佳的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。

2循環(huán)模式的規(guī)劃建設(shè)

宿遷市農(nóng)芙苑養(yǎng)殖專業(yè)合作社在原有設(shè)施基礎(chǔ)上因地制宜，科學(xué)規(guī)劃，充分利用土地建設(shè)以滿足“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”模式運(yùn)行的設(shè)施布局。

圖1　“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”模式示意圖

2.1　建設(shè)規(guī)模

合作社“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”循環(huán)模式項(xiàng)目占地約14 hm2，已經(jīng)建成標(biāo)準(zhǔn)化豬舍10 000m2，蔬菜溫室大棚1 hm2，年存欄生豬0.3萬(wàn)頭以上，沼氣池一座(200 m3)，沼氣池配有200 m3沉淀池一座，25 m3沼氣罐一個(gè)，10 kW發(fā)電機(jī)組一臺(tái)，3座0.40 hm2果樹(shù)(葡萄)連體大棚，魚(yú)塘1.33 hm2，每年種植小麥0.33 hm2、高粱0.13 hm2。

2.2　廢棄物產(chǎn)生與利用量

合作社生豬平均每天食用干料1.5 kg，產(chǎn)出糞便干料0.75 kg，按0.3萬(wàn)頭存欄計(jì)算，每天產(chǎn)出糞便干料2 250 kg，調(diào)漿后每天可供發(fā)酵料10 m3。

2.3　模式運(yùn)行流程

豬舍產(chǎn)生的尿水等通過(guò)渠道和管道泵入沉降池，糞便人工清理進(jìn)入沉降池，待池內(nèi)達(dá)到一定容量時(shí)，將混合物泵入沼氣池進(jìn)行厭氧發(fā)酵，約25d后產(chǎn)氣，沼氣通過(guò)沼氣罐儲(chǔ)存用來(lái)發(fā)電，發(fā)電機(jī)組一般于秋季開(kāi)始運(yùn)行，運(yùn)行半年左右，發(fā)電機(jī)組預(yù)計(jì)每天發(fā)電40 kW·h，主要用于家庭日常用電和豬舍照明用電。沼液進(jìn)入稀釋水池中加水稀釋3～4倍，用水泵灌溉果樹(shù)等作物，如可直接漫灌用作基肥，如用作沖施肥，則幼苗按1︰4加水稀釋沖施，成苗按1︰2加水稀釋沖施。開(kāi)始產(chǎn)生沼氣約25d內(nèi)不需要添加糞尿，之后每1～2d補(bǔ)充一次。沼肥的施用時(shí)間適宜選擇晴天傍晚，而不宜在降雨或者高溫時(shí)施用。一般每隔7～10d施用1次，作物幼苗期間及生長(zhǎng)前期濃度要低些。蔬菜上市前一周不能施用。沼渣可以在堆漚腐熟后用于基肥施用，一般用量在2 000kg/667m2左右。合作社通過(guò)沼液灌溉的作物主要包括葡萄、大棚蔬菜、小麥和高粱等，其中葡萄采用遮雨栽培方式，小麥和高粱收獲后主要用于魚(yú)塘飼料，魚(yú)塘中主要飼養(yǎng)草魚(yú)，配以鰱魚(yú)和鯉魚(yú)等。

3循環(huán)模式的效益分析

3.1　生態(tài)效益

合作社通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，養(yǎng)殖廢棄物全部無(wú)公害處理，利用沼液、沼渣種植蔬菜，充分利用沼液中所含厭氧微生物的代謝產(chǎn)物，特別是其中的生理活性物質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以調(diào)節(jié)蔬菜生長(zhǎng)代謝，為蔬菜提供營(yíng)養(yǎng)[4-7]并減少化肥用量，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物質(zhì)的良性循環(huán)與再利用，且促進(jìn)了土壤理化性狀的改良，增強(qiáng)了土地肥力；沼液還能夠有效殺滅土壤蟲(chóng)卵和病原微生物，可預(yù)防和克服設(shè)施蔬菜連作障礙[8]；豬糞通過(guò)發(fā)酵處理，也可以減少生豬的發(fā)病機(jī)率。采用“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”循環(huán)模式進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，有效減少了環(huán)境污染，具有良好的生態(tài)效益。

3.2　社會(huì)效益

合作社通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，不僅建立了集養(yǎng)殖廢棄物無(wú)害化處理、物質(zhì)與能量循環(huán)利用、設(shè)施大棚高效生產(chǎn)于一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地，帶動(dòng)了周邊農(nóng)民致富，同時(shí)可為市場(chǎng)提供大量的安全優(yōu)質(zhì)豬肉和蔬菜，豐富了消費(fèi)者“菜藍(lán)子”，取得了良好的社會(huì)效益。

3.3　經(jīng)濟(jì)效益

合作社通過(guò)“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”循環(huán)模式的應(yīng)用，年出欄生豬2 100頭，每頭100 kg，平均售價(jià)56元/kg，年產(chǎn)值5 600元/頭，總產(chǎn)值1 120萬(wàn)，與常規(guī)養(yǎng)殖相比，平均售價(jià)提高18元/kg，每頭豬增加產(chǎn)值1 800元，合計(jì)增加產(chǎn)值360萬(wàn)元以上；葡萄和蔬菜產(chǎn)量較之前提高7%左右，達(dá)1.5萬(wàn)kg/667m2，產(chǎn)值4.5萬(wàn)元，利潤(rùn)約1萬(wàn)元；魚(yú)年產(chǎn)約1萬(wàn)kg，增加產(chǎn)值15萬(wàn)元，利潤(rùn)率達(dá)到40%。沼氣發(fā)電可每年節(jié)約用電約6 000 kW·h。根據(jù)該項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中的資源與能量的投入和產(chǎn)出，適時(shí)地改進(jìn)和優(yōu)化循環(huán)模式，以充分發(fā)揮其高效清潔的優(yōu)點(diǎn)。

4討論

本文通過(guò)分析農(nóng)芙苑養(yǎng)殖專業(yè)合作社案例，表明“豬—沼—果(谷、菜)—魚(yú)”循環(huán)模式的應(yīng)用對(duì)于提高農(nóng)業(yè)資源利用率、減少農(nóng)村環(huán)境污染都發(fā)揮了積極作用。在后續(xù)運(yùn)行中，對(duì)模式的運(yùn)行還需要進(jìn)一步的研究，對(duì)廢棄物產(chǎn)生動(dòng)態(tài)、能耗、產(chǎn)品產(chǎn)出等實(shí)行量化監(jiān)測(cè)，使模式調(diào)整適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模的提高，增加產(chǎn)出和收入。

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