豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式在上海農(nóng)場的實(shí)踐應(yīng)用

陳新兵何為志李雙喜呂衛(wèi)光*

（1上海市上海農(nóng)場，江蘇省鹽城市 224151；2上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，上海市奉賢區(qū) 201403）

豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式在上海農(nóng)場的實(shí)踐應(yīng)用

陳新兵1何為志1李雙喜2呂衛(wèi)光2*

（1上海市上海農(nóng)場，江蘇省鹽城市 224151；2上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，上海市奉賢區(qū) 201403）

豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式能將傳統(tǒng)的糧食生產(chǎn)一元結(jié)構(gòu)向糧食種植和畜禽養(yǎng)殖二元結(jié)構(gòu)發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，上海農(nóng)場大力推進(jìn)應(yīng)用了豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，取得了顯著的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)對上海農(nóng)場發(fā)展豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的實(shí)踐情況、沼液高效利用與稻田施用技術(shù)、取得的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行總結(jié)介紹，以促進(jìn)該模式的規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用。

豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式；實(shí)踐應(yīng)用；效益分析；上海農(nóng)場

豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式是指按照生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，應(yīng)用系統(tǒng)工程方法，因地制宜地規(guī)劃、設(shè)計(jì)、組織、調(diào)整和管理畜禽生產(chǎn)，以保持和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，維持生態(tài)平衡，保持畜禽養(yǎng)殖業(yè)協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)形式。上海農(nóng)場位于江蘇省大豐市境內(nèi)，該農(nóng)場一直立足發(fā)展生態(tài)高效循環(huán)農(nóng)業(yè)，以1.33萬hm2耕地和100萬頭生豬養(yǎng)殖為基本依托，著力推進(jìn)種植、養(yǎng)殖、微生物三維循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，以減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料投入、降低農(nóng)業(yè)廢棄物排放、提高單位產(chǎn)出率、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。為此，上海農(nóng)場自2013年起開展了豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的實(shí)踐應(yīng)用，主要包括養(yǎng)豬、豬糞尿制沼氣、沼液還田、沼渣制有機(jī)肥、糧食種植等內(nèi)容。現(xiàn)筆者對上海農(nóng)場發(fā)展豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的實(shí)踐情況、沼液高效利用與稻田施用技術(shù)、取得的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了總結(jié)介紹，以促進(jìn)該模式的規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用。

1 豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式介紹

豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式能將傳統(tǒng)的糧食生產(chǎn)一元結(jié)構(gòu)向糧食種植和畜禽養(yǎng)殖二元結(jié)構(gòu)發(fā)展，該模式實(shí)施“種、養(yǎng)、沼、肥”四環(huán)產(chǎn)業(yè)并舉的關(guān)鍵是變單環(huán)技術(shù)為組合鏈條技術(shù)，集大成于一體，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境質(zhì)量，合理調(diào)整了生產(chǎn)過程中的相互關(guān)系[1，2]。豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式使一個(gè)生產(chǎn)過程中的排泄物（廢棄物）轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)生產(chǎn)過程中的輸入物（原料資源），從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的無廢棄物過程（零排放目標(biāo)），即廢棄物資源化過程[3]。

在豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式中，糧食秸稈還田或秸稈粗制品作為飼料進(jìn)入規(guī)模化養(yǎng)殖場，養(yǎng)殖場畜禽糞便進(jìn)入發(fā)酵池產(chǎn)生沼氣用于能量循環(huán)，解決燃料問題；沼液還田減少肥料用量，沼渣用于生產(chǎn)專用有機(jī)肥，進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)，充分利用循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的資源，減少農(nóng)藥化肥用量，生產(chǎn)出綠色優(yōu)質(zhì)稻米。該模式建立了以規(guī)模集約化養(yǎng)殖場為單元的生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系，以糧食作物生產(chǎn)為基礎(chǔ)、養(yǎng)殖業(yè)為龍頭、沼氣能源開發(fā)為紐帶、有機(jī)肥料生產(chǎn)為驅(qū)動(dòng)，形成了飼料、肥料、能源以及生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)（見圖1）。

圖1 豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式

2 上海農(nóng)場發(fā)展豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式實(shí)踐情況

為發(fā)展豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，上海農(nóng)場按照“一匹配、二分離、三配套”原則進(jìn)行減量化、生態(tài)化、資源化、無害化生產(chǎn)，將豬場的畜禽糞便等廢棄物變廢為寶，促進(jìn)了畜牧業(yè)和種植業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

2.1 一匹配

按照每667 m2田塊承載5頭豬的廢棄物的標(biāo)準(zhǔn)布局生豬產(chǎn)業(yè)，配套相應(yīng)農(nóng)田消納糞水或沼液。

2.2 二分離

選擇合理的清糞工藝，實(shí)行雨污、干濕二分離，減少污水排放量。新建豬場采用水泡糞工藝，地面是漏縫地板，通過豬的活動(dòng)和踩踏，使豬糞尿落入地下的糞水收集池，池下預(yù)埋管道與豬舍外的氧化池相連。收集池內(nèi)的糞水儲滿后，只要將底部的閥門提起，通過管道負(fù)壓即可將糞水、沖洗用水等一并輸送至氧化池進(jìn)行集中處理，基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)清糞。

2.3 三配套

（1）配套與豬場養(yǎng)殖規(guī)模匹配的沼液貯存池。農(nóng)場區(qū)域內(nèi)建有沼液儲存池、厭氧發(fā)酵池55.8萬m3，沼氣站發(fā)酵罐體積1.08萬m3，還田管道1.1 m3。（2）配套沼氣發(fā)電站。農(nóng)場區(qū)域內(nèi)建有19座沼氣發(fā)電站。（3）配套有機(jī)肥廠。農(nóng)場區(qū)域內(nèi)建有3座有機(jī)肥廠，設(shè)計(jì)產(chǎn)能25 000 t。

3 豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式中沼液高效利用與施用技術(shù)

3.1 管道架設(shè)

由于沼液濃度較高，需要稀釋施用，故要根據(jù)稻田現(xiàn)有水渠布設(shè)沼液管道，安裝控制閥，配合灌溉用水進(jìn)行施用。上海農(nóng)場采用灌溉水和沼肥雙管道運(yùn)行模式，在田間，灌溉水管道支管（直徑280～315 mm）每隔30 m、肥水管道支管（直徑125 mm）每隔60 m，設(shè)置雙向出水口，沼肥與灌溉水在出口處對沖混合后進(jìn)入田間，供水稻生長使用。

3.2 沼液水稻浸種

對上一年或當(dāng)年生產(chǎn)的新鮮種子可使用沼液進(jìn)行浸種殺菌。浸種前應(yīng)對種子進(jìn)行篩選，清除雜物、秕粒，并進(jìn)行翻曬，翻曬時(shí)間不得低于24 h；選用正常發(fā)酵產(chǎn)氣2個(gè)月以上的沼液，將種子裝在能濾水的袋子里，并將袋子懸掛在沼氣池出料間的上清液中，要求沼液溫度在10 ℃以上，pH在7.2～7.6。

常規(guī)稻品種采用一次性浸種，在沼液中的浸種時(shí)間，早稻48 h、中稻為36 h、晚稻為36 h，粳、糯稻可延長6 h，然后用清水洗凈，破胸催芽；抗逆性較差的常規(guī)稻品種應(yīng)將沼液用清水稀釋一倍后進(jìn)行浸種，浸種時(shí)間為36～48 h，然后用清水洗凈，破胸催芽。雜交稻品種應(yīng)采用間歇法沼液浸種，三浸三晾，清水洗凈，破胸催芽。在沼液中的浸種時(shí)間，早稻為42 h，每次浸14 h、晾6 h；中稻為36 h，每次浸12 h、晾6 h；晚稻為24 h，每次浸8 h、晾6 h。

3.3 稻田沼液肥料配施灌溉管理

3.3.1 施用沼液全程替代化肥

沼液應(yīng)配合灌溉用水稀釋后進(jìn)行施用，整個(gè)水稻生長期每667 m2稻田沼液施用量在21～27 t（折合每667 m2純氮用量為16～20 kg），施用量配比以基肥∶苗肥∶壯稈肥∶穗肥為3∶3∶2∶2～4∶2∶3∶1較為適宜。

3.3.2 沼液替代部分化肥施用

沼液應(yīng)配合灌溉用水稀釋后進(jìn)行施用，整個(gè)水稻生長季每667 m2稻田沼液施用量在15～20 t（折合每667 m2純氮用量為12～15 kg），施用量配比以基肥∶苗肥∶壯稈肥∶穗肥為4∶2∶3∶1較為適宜。

4 生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益分析

通過豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式在上海農(nóng)場的實(shí)踐應(yīng)用表明，該模式可大幅度提升農(nóng)業(yè)資源利用效率，豬糞經(jīng)過沼氣池發(fā)酵處理后，減少了糞便污染，保護(hù)了環(huán)境衛(wèi)生；沼液還田可減少當(dāng)季稻田化肥用量25%～50%，同時(shí)由于有機(jī)肥施用量的逐年增加，化肥用量下降，使板結(jié)的土壤得到了改善；連續(xù)施用沼肥的土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著提高，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)有所改善，氮、磷、鉀含量豐富，保水抗旱性能顯著提高。

以每667 m2稻田施用沼液10 t替代部分化肥為例，化肥、有機(jī)肥及沼液配施，每667 m2稻田節(jié)約化肥成本40元左右，同時(shí)提升水稻產(chǎn)量10%左右，每667 m2增產(chǎn)60 kg，按稻谷售價(jià)1.5元/kg計(jì)，每667 m2水稻種植收益增加130元。但考慮到規(guī)?；B(yǎng)殖場需配備沼液還田管道，平均折合每667 m2農(nóng)田成本在600元左右，以10年折舊計(jì)算，每年每667 m2成本在60元左右。因此，單以沼液還田為例，每667 m2農(nóng)田純收益增加70元左右。

5 小 結(jié)

上海農(nóng)場應(yīng)用實(shí)踐表明，限制豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用的關(guān)鍵在于規(guī)?；B(yǎng)殖場的畜禽糞尿處理和發(fā)酵技術(shù)，目前很多傳統(tǒng)養(yǎng)殖場的配套設(shè)施需要更新。但豬沼糧生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式是十分高效的循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，尤其是在規(guī)?；B(yǎng)殖場周邊配套沼液、沼渣處理的農(nóng)田和有機(jī)肥廠，這對實(shí)現(xiàn)資源的高效利用、提升單位土地效益、減少農(nóng)業(yè)面源污染有重要意義，因此，該模式推廣前景廣闊。

[1] 孫路,田國成,吳發(fā)啟.關(guān)中農(nóng)戶型“豬-沼-糧”循環(huán)農(nóng)業(yè)的能流及效益分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2015,31(8):139-144.

[2] 周小萍,陳百明,盧燕霞,等.中國幾種生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化模式及其實(shí)施途徑探討[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2004,20(3):296-300.

[3] 駱世明.農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001:447-454.

2017-06-25

上海市農(nóng)委科技攻關(guān)項(xiàng)目[編號：滬農(nóng)科攻字(2014）第5-1號]。

*為通訊作者。