“秸稈—羊—沼氣—果蔬”新型生態(tài)高效循環(huán)農(nóng)業(yè)模式簡介

李偉　闕天洋　徐剛　高賢君　蔡寧　余彬彬　錢曉睛

摘要：本文簡單介紹了“秸稈-羊-沼氣-果蔬”這種以沼氣工程為核心的循環(huán)農(nóng)業(yè)新模式，并介紹了該模式對“三沼”的利用，望為有需者提供參考。

1生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的概況

近些年，隨著農(nóng)藥化肥的大量使用。大量有害物質(zhì)隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進入生態(tài)循環(huán)，通過層層富集。最終進入人類體內(nèi)，危害人類健康。此外，人們施用的化肥。大多為無機肥。其中含有的有機質(zhì)非常少。長期施用。土壤中的有機質(zhì)含量越來越低，最終會引起土壤板結(jié)，肥力降低等一系列問題。世界人口在不斷增長。但可用耕地卻在不斷減少，為了緩解這一狀況，生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)應(yīng)運而生。循環(huán)農(nóng)業(yè)的核心是資源的充分和循環(huán)利用，通過對體系中資源的整體調(diào)控。再利用，構(gòu)成一個循環(huán)。形成物質(zhì)能量自給自足，減少化學(xué)物質(zhì)使用，并且通過對資源的集約使用，使物質(zhì)投入產(chǎn)出比達到最大。并減少污染物的產(chǎn)生和排放。它不僅僅是追求經(jīng)濟效益，而是將其，與社會和生態(tài)效益相協(xié)調(diào)。把目光放眼于未來，實現(xiàn)整個農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2“秸稈-羊-沼氣-果蔬”模式的概況

循環(huán)農(nóng)業(yè)的思想由來已久，我國很早就有“魚蠶?！敝悩闼氐难h(huán)農(nóng)業(yè)模式。在新時代為了遵循國家提出的“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效”的新農(nóng)業(yè)方針。也需要對循環(huán)農(nóng)業(yè)進行更深入研究和探索，爭取尋找到更有效的、更生態(tài)友好的開發(fā)模式。目前最熱點的循環(huán)農(nóng)業(yè)開發(fā)模式。是以大型沼氣工程為核心的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)循環(huán)模式，這種模式最核心的部分就是對“三沼”。即沼氣、沼液、沼渣的利用，“三沼”在循環(huán)系統(tǒng)中作為物質(zhì)和能量運輸轉(zhuǎn)化的橋梁。運用沼氣工程的循環(huán)農(nóng)業(yè)，可以將農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為可利用的資源。提高資源利用效率。并且能增加經(jīng)濟效益，美化環(huán)境。

“秸稈-畜-沼氣-果蔬”模式就是一種非常經(jīng)典的以沼氣工程為核心的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式。本項目的開展地點是在江蘇宿遷。根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，選取了較為常見的羊作為養(yǎng)殖牲畜，進行該模式的嘗試。這種模式中羊產(chǎn)生排泄物作為沼氣發(fā)酵的主要原料。發(fā)酵完成后，沼氣可以作為能源解決羊的越冬取暖、照明、以及冬天蔬菜供暖等問題。沼渣可以作為優(yōu)質(zhì)有機肥或育苗基質(zhì)來種植玉米，沼液則可以作為液體肥澆灌蔬菜。而玉米秸稈和蔬菜殘葉可以作為羊的食物，以及沼氣發(fā)酵的原料。

3“秸稈-羊-沼氣-果蔬”模式對“三沼”的運用

3.1沼氣發(fā)酵

首先是原料的選擇，只用人畜的排泄物也可以進行沼氣發(fā)酵，但是原料有限，僅僅依靠糞便產(chǎn)生的“三沼”可能無法滿足循環(huán)體系的需要。因此在原料中加入秸稈。增加反應(yīng)物的總量來提高沼氣的產(chǎn)量。據(jù)研究。富氮原料。如人畜糞便，碳氮比都要小于25：1。且因為經(jīng)過腸胃系統(tǒng)的加工，顆粒較小，低分子化合物較多。所以發(fā)酵時啟動速度快。反應(yīng)周期短，產(chǎn)氣速度快，不過單位原料的產(chǎn)氣量不如秸稈；而富碳原料，如植物秸稈枝葉，碳氮比大多要大于30：1.含有的物質(zhì)多為木質(zhì)素和纖維素等難降解化合物的啟動速度通常較慢。且反應(yīng)周期也較長。不過優(yōu)點是單位原料的最終產(chǎn)氣量大。因此，以秸稈和人畜糞便作為原料，可以綜合兩者的優(yōu)缺點，加快反應(yīng)速度，增加產(chǎn)氣量，而且沼氣發(fā)酵的最適碳氮比為20-30。將兩者適當(dāng)混合。可以保證反應(yīng)碳氮比始終保持在一個適宜的水平。發(fā)酵過程中最好保持PH在6.5-8.0，溫度在10-60℃。PH一般由微生物自行調(diào)整，而溫度則是在適宜條件內(nèi)越高越好，溫度越高反應(yīng)速度越快效果越好，不過要注意不能有大的波動，如果突然之間變化超過5℃會抑制反應(yīng)的進行。人畜糞便與秸稈的比例為3：1左右。反應(yīng)的進料濃度，即干物質(zhì)量占總量的比例，在5%-10%比較適宜。過低會影響產(chǎn)氣量。過高則會產(chǎn)生過多有機酸，使整個反應(yīng)體系酸化。反應(yīng)過程中可以進行適量攪拌，使原料和發(fā)酵微生物充分接觸，反應(yīng)更快速徹底。

3.2沼渣制育苗基質(zhì)

沼渣是沼氣發(fā)酵之后留于底部的殘渣，雖然因為發(fā)酵損失了部分物質(zhì)和能量，但營養(yǎng)物質(zhì)并沒有太多的流失。根據(jù)研究沼渣中蘊含大量的有機質(zhì)和腐殖酸，并且還含有氮、磷、鉀這三種植物生長所必需的元素以及部分微量元素，是非常好的作為有機肥或育苗基質(zhì)的原料。沼渣豐富而全面的養(yǎng)分可以為秧苗的生長發(fā)育提供保障，改善生長品質(zhì)，提高植株抗逆性，并且沼渣結(jié)構(gòu)較為疏松。配制成基質(zhì)后也利于空氣的流通，可以促進秧苗的生長。以草炭、蛭石、珍珠巖為原料配制基質(zhì)，比例為6：3：1。用沼渣來代替部分草炭，并慢慢提高比例。實驗證明，當(dāng)沼渣的比例為10%時。種子的發(fā)芽率最高。且要高于不加沼渣的基質(zhì)。不過10%的比例養(yǎng)分含量較少，不適合長時間的培養(yǎng)秧苗，如果培養(yǎng)時間超過40d可能會表現(xiàn)養(yǎng)分不足的癥狀；沼渣的比例也不能高于30%。不然可能會因為養(yǎng)分過高，造成肥害。影響秧苗生長。

3.3沼液作為液體有機肥

發(fā)酵完成的沼液中。不僅有有機質(zhì)、氮磷鉀。各種微量元素等養(yǎng)分。還有著豐富的氨基酸、B族維生素。以及促進植物生長的激素。是天然的有機肥料。而且經(jīng)過發(fā)酵后。沼液中大部分的有害物質(zhì)會被分解，還會生成一些抗生素驅(qū)趕蚊蟲?？梢杂行p少作物病蟲害，減少農(nóng)藥的使用。沼液中的養(yǎng)分大多以速效形式存在比較適合作為噴肥使用。沼液可以直接和水按比例混合成液體肥，不過在混合前需過濾去除雜質(zhì)。一般沼液的濃度在40%以上就能起效果，不過不能太高，超過80%就會對植物造成損傷。不同作物的最適濃度不同，不過一般都是在50%-60%時效果最好。施用在蔬菜的時候可以用澆灌的方式。一般300-400kg/667m²，一個生長周期施三次。

4“秸稈-羊-沼氣-果蔬”循環(huán)模式的可行性

我國的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)存在著一些問題：①過量使用化肥、農(nóng)藥，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)變差，土地肥力退化，部分隨水進入河流，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。而且，隨著化肥的使用，肥料的利用率一直在下降。目前。我國化肥有效利用率僅有30%左右。這也增加了農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的成本。②農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對自然資源的過度索取行為，如過度開墾，過度放牧，過捕濫漁，對生態(tài)平衡造成了極大的破壞，影響了生物多樣性。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量農(nóng)業(yè)廢棄物。并隨意丟棄。造成環(huán)境污染。③傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式粗放零散，產(chǎn)業(yè)鏈條短，且產(chǎn)品只經(jīng)過初級加工。沒有很多工業(yè)附加值，經(jīng)濟效益低。

“秸稈-羊-沼氣-果蔬”循環(huán)模式恰好能解決這幾個問題：①該模式使用的肥料都是經(jīng)過沼氣發(fā)酵的天然有機肥，富含有機質(zhì)養(yǎng)分充分。提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的同時，還可以改善土壤的理化性質(zhì)，減少農(nóng)藥化肥的使用。②該循環(huán)模式非常注重維護體系中生物與其周邊自然和社會經(jīng)濟因素之間的協(xié)調(diào)性。對資源充分利用，但不會過度。且將動物糞便和作物秸稈集中處理。進行沼氣發(fā)酵?？梢杂行Ц纳齐s亂的環(huán)境。③循環(huán)模式可以拉長生產(chǎn)線，充分利用體系中的水肥氣熱，并對勞動力、資金、設(shè)施等資源集約化使用。提高資源利用率，增加收益。

5結(jié)論

以沼氣工程為核心的“秸稈-羊-沼氣-果蔬”循環(huán)模式可以帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益。沼渣沼液有機肥的使用可以減少化肥的使用，提升作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。而且沼液沼渣在發(fā)酵過程中會滅殺蟲卵。并產(chǎn)生驅(qū)趕害蟲的物質(zhì)，可以減少農(nóng)藥的使用。而且沼氣是一種清潔燃料，更多的使用沼氣可以減少大氣污染。預(yù)計該模式最終可以降低10%總成本，并增加10%產(chǎn)量。并且以項目實行點為榜樣，可以帶動周邊農(nóng)民的經(jīng)濟發(fā)展，提高農(nóng)業(yè)技術(shù)水平。