生態(tài)種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展簡述

吳小琳 ，張 興

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學資環(huán)學院，湖南 長沙 410131；2.湘潭市畜牧水產(chǎn)技術(shù)研究和推廣中心，湖南 湘潭 411101）

近年來，隨著對環(huán)境保護的重視，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)范圍中的畜禽糞污、農(nóng)膜、農(nóng)藥等引起污染物排放量總體在下降，但農(nóng)業(yè)源污染物的總量仍然居高不下，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的污染占到農(nóng)業(yè)源污染物的90%以上。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布的數(shù)據(jù)顯示，我國每年養(yǎng)殖業(yè)糞尿等污染物的量約38億t，但糞污等廢棄物綜合利用率卻低于60%。據(jù)《第二次全國污染源普查公報》通報，與第一次污染普查相比，養(yǎng)殖業(yè)水污染物排放量中化學需氧量、總氮、總磷分別達 1.0×103、0.596×102、0.12×102萬t，第二次分別降低21.11%、41.81%、25.37%，但畜禽等養(yǎng)殖業(yè)糞污一直是農(nóng)業(yè)面源污染的主要治理對象。近年來，全國畜牧總站梳理推薦的種養(yǎng)結(jié)合是畜禽糞污資源化利用技術(shù)模式之一。據(jù)吳浩瑋等報道，通過對我國畜禽糞便資源化的潛能進行系統(tǒng)評估得出，我國畜禽糞便能源潛力巨大，畜禽糞便資源化可在一定程度上滿足氮、磷肥的需求，并能減少過量化肥施用對農(nóng)田土壤造成的危害。據(jù)高書凝等報道，種養(yǎng)結(jié)合生態(tài)農(nóng)業(yè)模式將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合起來，實現(xiàn)資源的高效利用，不但能促進可持續(xù)發(fā)展，而且保護了生態(tài)多樣性，為建設(shè)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村振興提供良好的發(fā)展模式。種養(yǎng)結(jié)合是實現(xiàn)有限農(nóng)業(yè)資源綠色發(fā)展的有效方式之一。本文通過簡介種養(yǎng)結(jié)合模式的概念、形成機制、模式與展望，指導種養(yǎng)戶通過結(jié)合自身的實際情況，選擇合適的種養(yǎng)結(jié)合模式，改變種養(yǎng)結(jié)合不緊密、循環(huán)利用不充分、農(nóng)業(yè)面源污染較突出的問題，實現(xiàn)種養(yǎng)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

1 種養(yǎng)結(jié)合模式概念

種養(yǎng)結(jié)合是將種養(yǎng)殖業(yè)緊密結(jié)合的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，是將養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)的糞污作為種植業(yè)的肥料來源，種植業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)提供飼料，并消納養(yǎng)殖業(yè)廢棄物，使物質(zhì)和能量在動、植物之間轉(zhuǎn)換的循環(huán)式農(nóng)業(yè)，能形成從資源-產(chǎn)品-廢棄物再利用的農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

2 種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)形成機制

2.1 共生關(guān)系

種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的建立離不開種養(yǎng)殖業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)之間的共生關(guān)系。在生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈中，企業(yè)和農(nóng)戶的依賴關(guān)系基于資源的相互依賴，上游生產(chǎn)出的廢棄物用作下游生產(chǎn)原料，之后再次進入生產(chǎn)，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈中物質(zhì)和能量的循環(huán)。

2.2 經(jīng)濟利益驅(qū)動

在目前的農(nóng)業(yè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈中，企業(yè)、合作社、家庭農(nóng)場、專業(yè)大戶和傳統(tǒng)小農(nóng)戶各自都能從中獲取一定的經(jīng)濟效益，形成參與整個生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的動力。種養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)營主體有不同需求，通過循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)筑，實現(xiàn)了技術(shù)與經(jīng)濟需求的資源循環(huán)，滿足了各經(jīng)營主體資源節(jié)約和經(jīng)濟收益。

2.3 追求生態(tài)效益

隨著綠色發(fā)展理念不斷深入人心，人們對環(huán)境保護的追求及政府出臺的環(huán)保政策，使種養(yǎng)殖業(yè)農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體提升對產(chǎn)業(yè)生態(tài)效益的關(guān)注，同時注重平衡經(jīng)濟與生態(tài)效益，減少環(huán)境問題導致的負面影響。不同種養(yǎng)殖業(yè)農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體主動尋求聯(lián)系合作，從而形成穩(wěn)定循環(huán)的農(nóng)業(yè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。

3 主要種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)模式

3.1 家庭式小型生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)園區(qū)模式

該模式中，以家庭農(nóng)場為基礎(chǔ)，規(guī)模適度，面積約4.67 hm2（70畝）種植農(nóng)作物，按區(qū)域管理，主要包括餐飲區(qū)、蔬菜區(qū)、采摘區(qū)、糧食區(qū)、養(yǎng)殖區(qū)等。其中，餐飲區(qū)0.13 hm2（2畝）讓游客休息就餐；采摘區(qū)2.67 hm2（40畝），主要種植桃樹等果樹；蔬菜區(qū)0.33 hm2（5畝）種植土豆等。秋季糧食作物為優(yōu)質(zhì)小麥，約1.06 hm2（16畝）。夏季作物有水稻、玉米、黃豆等，面積1.06 hm2（16畝）。養(yǎng)殖區(qū)為放養(yǎng)的蘆花雞，肉質(zhì)鮮美，具有一定的保健功效，年存欄約700只。另外，利用蚯蚓養(yǎng)殖分解雞糞，生產(chǎn)蚯蚓糞有機肥，保障作物對營養(yǎng)物質(zhì)的需求；同時種植桑樹、金銀花等，飼喂蘆花雞，實現(xiàn)替抗養(yǎng)殖蘆花雞。利用田園景觀、自然環(huán)境資源等，結(jié)合農(nóng)林牧生產(chǎn)、經(jīng)營、文化，為消費者提供休閑旅游等服務，實現(xiàn)了種養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展。該模式以家庭為單位，通過人為、科學、合理的干預，讓種養(yǎng)殖業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)種群結(jié)構(gòu)合理，實現(xiàn)生態(tài)和諧共生，并把中獸醫(yī)理念融入養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)中，推動農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)流動的持續(xù)優(yōu)化。該模式實現(xiàn)了種植、養(yǎng)殖、旅游、餐飲等多業(yè)態(tài)融合，推動種、養(yǎng)結(jié)合與二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，延長了產(chǎn)業(yè)鏈條，提升了附加值與管理效能。

3.2 菜蚓鱔立體種養(yǎng)模式

該模式采用生態(tài)學的邊緣效應原理，將農(nóng)田劃分為特色蔬菜種植、排水溝黃鱔養(yǎng)殖與土壤蚯蚓養(yǎng)殖喂鱔3個子系統(tǒng)，形成了高效循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。建立農(nóng)田增產(chǎn)、增效流程，減少農(nóng)藥與化肥的使用，改變了傳統(tǒng)菜田較為單一種植模式，提高了農(nóng)田的生產(chǎn)效力。該模式的循環(huán)路徑為：通過利用蔬菜與畜禽廢棄物資源，將種植蔬菜與畜禽糞尿等發(fā)酵還田，進行蚯蚓養(yǎng)殖。運用蚯蚓養(yǎng)殖黃鱔和生物耕作，優(yōu)化了農(nóng)田機械耕作方式，解決了農(nóng)業(yè)廢棄物丟棄問題，補充了土壤營養(yǎng)，加強農(nóng)田“自凈”能力。利用有機肥替代化肥，為蔬菜和黃鱔生長提供較好的環(huán)境，從源頭上減少菜田面源污染。菜田中養(yǎng)殖的蚯蚓作為黃鱔飼料，減少了人工養(yǎng)殖飼料成本，蚯蚓活動有利于治理田間結(jié)塊與防控土傳病害，蚯糞和鱔糞還田還補充有機肥。既促進蔬菜生長，又實現(xiàn)了“菜蚓鱔”的循環(huán)生長。該模式的經(jīng)濟效益：主要投入包括黃鱔與蚯蚓種苗、肥料、農(nóng)藥、水電費用等，與傳統(tǒng)模式相比，第一年增加投入55 223元/hm2，凈收益-59 253元/hm2，第二年 凈 收 益19 403元/hm2， 第三年，菜蚓鱔立體種養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)進入較為穩(wěn)定時期，凈收益74 627元/hm2， 遠 遠 大 于 傳統(tǒng)模式。第四年和第五年凈收益分別是89 104元/hm2和90 896元/hm2，達到傳統(tǒng)模式的7～8倍，經(jīng)濟效益顯著。該模式的生態(tài)效益：實施5年后，由于蚯蚓的活動及廢棄物的還田利用，該模式使用化肥減少75.2%，施用農(nóng)藥次數(shù)減少50%，有機質(zhì)提升了73.33%。該模式顯著降低了農(nóng)田肥料農(nóng)藥用量，減輕了農(nóng)業(yè)面源污染。該模式適用于發(fā)展都市型郊區(qū)循環(huán)農(nóng)業(yè)。

3.3 食用菌菌渣、畜禽糞污和作物秸稈循環(huán)利用模式

該模式由四川省蓬溪縣創(chuàng)建，“糧經(jīng)作物-秸稈-食用菌（豬、牛）-菌渣（沼肥）-糧經(jīng)作物（果樹）”。該模式種植的水稻等農(nóng)作物秸稈，主要通過食用菌企業(yè)統(tǒng)一收購，加工制作成栽培基料，部分養(yǎng)殖企業(yè)制成青貯飼料。食用菌生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的菌渣，一部分送到種植基地，堆漚發(fā)酵后作為有機肥還田，其余部分成為有機肥廠制成有機肥。養(yǎng)殖企業(yè)產(chǎn)生的畜禽糞污，經(jīng)干濕分離后，干糞送到種植基地，堆漚發(fā)酵后還田。污水進行沼氣厭氧發(fā)酵和好氧處理后，沼渣送到種植基地直接還田，沼液灌溉還田。發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣用于燃料等。廢舊菌袋等廢棄物，定期回收并實現(xiàn)廢棄物資源化利用。例如蓬溪縣項目區(qū)域內(nèi)生豬養(yǎng)殖企業(yè)存欄生豬約9 580頭，肉牛養(yǎng)殖企業(yè)存欄肉牛約2 000頭，食用菌企業(yè)年產(chǎn)菌渣約15 000 t，年產(chǎn)豬糞0.44萬t，牛糞0.88萬t，累計豬牛糞便1.32萬t，用于生產(chǎn)有機肥的菌渣1.28萬t，主要施用于項目區(qū)大田作物種植消納基地中。大田農(nóng)作物種植地約1 340 hm2，其中水田輪作水稻、蔬菜，旱地輪作玉米、蔬菜；果樹基地630 hm2，主要種植柑橘等；蔬菜基地13 hm2，主要種植大白菜等蔬菜。依據(jù)大田作物和果園產(chǎn)量測算有機肥（沼液）的用量，項目區(qū)產(chǎn)生的畜禽糞便和沼液完全可就近利用，實現(xiàn)了1/3到2/3替代率。蓬溪縣位于四川東部丘陵區(qū)，不能進行大規(guī)模機械化作業(yè)，以家庭農(nóng)場為主，種養(yǎng)結(jié)合將是綠色農(nóng)業(yè)的重要模式。因涉及到種養(yǎng)殖和廢棄物處理等多個環(huán)節(jié)，鏈條比較長。推廣蓬溪縣的循環(huán)模式，需要以市場化為導向，由相關(guān)主管部門采取有效措施，引導相關(guān)龍頭企業(yè)、合作社、農(nóng)戶來參與種養(yǎng)循環(huán)，推動種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)的有效發(fā)展。

3.4 韶山灌區(qū)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)園種養(yǎng)發(fā)展模式

該模式在韶山灌區(qū)實施。韶山灌區(qū)是湘鄉(xiāng)市及韶山市的市區(qū)飲用水源及湖南最大的引水灌溉區(qū)。韶山灌區(qū)引漣水灌溉湘鄉(xiāng)、湘潭等5縣市區(qū)約70 000 hm2的稻田。其中最受益的湘鄉(xiāng)市旱澇保收面積3 158 hm2，占水稻田77.7%。2021年湘潭市存欄生豬195.2萬頭，出欄生豬309.5萬頭。湘潭縣和湘鄉(xiāng)市是全國生豬調(diào)出大縣。據(jù)測算，1頭豬產(chǎn)糞尿2 t/頭，污水排放量約30 kg/d。1個萬頭豬場所產(chǎn)生的空氣和水土污染與5—10萬人的集鎮(zhèn)相當。韶山灌區(qū)是全國稻、豬密度最大的區(qū)域，也是種養(yǎng)殖業(yè)點源立體交叉污染的區(qū)域。李林杰等報道，水稻種植中實施稻-鴨生態(tài)工程，甲烷排放環(huán)境成本降低了66.52元/hm2，其經(jīng)濟效益在扣除環(huán)境成本后，增加4 274元/hm2。通過研究區(qū)域內(nèi)的低碳高值農(nóng)業(yè)，建立生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)園種養(yǎng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中與產(chǎn)后深加工三部分低碳高值化技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，論證了低碳高產(chǎn)農(nóng)業(yè)有一定的可行性，需要不斷推進稻、草、樹、藥和豬、牛、雞、鴨、魚的低碳生態(tài)種養(yǎng)業(yè)發(fā)展。

3.5 稻蓮漁綜合種養(yǎng)生態(tài)循環(huán)模式

據(jù)歐仕柱等報道，凱里市稻田養(yǎng)魚項目在凱里市凱堂鎮(zhèn)新村實施。全村共416戶，1 918人。人均耕地面積不足0.067 hm2（1畝），森林覆蓋率40%，地理和氣候條件適合發(fā)展生態(tài)種養(yǎng)殖業(yè)。通過選擇稻田集中連片、水源條件好、排灌方便、保水性強等水源；加高加固田埂等田間建設(shè)；開完漁溝漁溜；每畝施農(nóng)家肥1 000～1 500 kg等田間管理；種養(yǎng)殖疫情防控等方式，與單純的種植業(yè)相比，發(fā)展綜合種養(yǎng)具有較高的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。稻魚綜合養(yǎng)殖模式，改變了傳統(tǒng)單一的水稻種植模式，大大提升了土地資源利用率，同時也提高了種養(yǎng)殖戶的生產(chǎn)效能。與傳統(tǒng)模式相比，戶增收4 520～6 150元。農(nóng)戶畜禽產(chǎn)生的糞尿流入收集池，經(jīng)過發(fā)酵后變成肥料，這樣不但可節(jié)約肥料和水，而且可解決畜禽糞尿不能及時處理的問題。通過推廣稻漁綜合種養(yǎng)，鞏固提升了傳統(tǒng)水稻種植業(yè)優(yōu)勢農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，也提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的比較優(yōu)勢。湘潭是我國湘蓮主產(chǎn)區(qū)，也是重要的水稻種植區(qū)。近幾年來，湘潭市結(jié)合蓮田種蓮、稻田種植水稻等傳統(tǒng)種植業(yè)，積極推廣發(fā)展蓮（稻）漁綜合種養(yǎng)模式，2022年全市推廣蓮（稻）漁綜合種養(yǎng)8 667 km2（130 000畝），綜合種養(yǎng)水產(chǎn)品產(chǎn)量13 200 t，產(chǎn)值2.15億元，畝平利潤近2 000元。取得了調(diào)優(yōu)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，又增加農(nóng)戶收入的雙重效果。

通過建立稻蓮漁綜合種養(yǎng)共生循環(huán)系統(tǒng)，提高了稻蓮田能量和物質(zhì)利用效率，減少了種養(yǎng)殖業(yè)的污染和廢棄物排放及病蟲草發(fā)生，較好地改善了農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。該模式要以當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)資源稟賦條件為依托，發(fā)展稻蓮魚養(yǎng)殖模式需要優(yōu)質(zhì)的水源條件作為前提條件，才能充分發(fā)揮其比較優(yōu)勢。

4 生態(tài)種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展前景

農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的必由之路是建立生態(tài)種養(yǎng)循環(huán)發(fā)展體系。通過源頭控制，堅持種植與養(yǎng)殖綠色生產(chǎn)，末端治理，推進秸稈糞污資源化利用；以生態(tài)種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)為紐帶，解決種養(yǎng)業(yè)脫節(jié)、脫鉤問題，實現(xiàn)生態(tài)平衡與多樣性發(fā)展是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基本要求，生態(tài)種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)低碳種養(yǎng)殖業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、高效農(nóng)業(yè)的有效途徑之一。未來應充分調(diào)動社會各界對資源化利用的參與度和積極性，加快生態(tài)型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，完善種養(yǎng)結(jié)合，打造廢棄物供需平衡，構(gòu)建資源化利用市場，推動種養(yǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。

由于種養(yǎng)結(jié)合模式的糞污全量還田和糞尿肥料化利用均要通過必要的無害化環(huán)節(jié)，需要氧化塘技術(shù)處理，并很大程度上依賴沼氣工程。因此，要考慮對沼氣工程、氧化塘技術(shù)建設(shè)與運行的處理成本、處理效能、二次污染產(chǎn)生等問題進行持續(xù)優(yōu)化。在未來，種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)中開發(fā)沼液濃縮制肥、微藻養(yǎng)殖等產(chǎn)生高附加值沼液運用技術(shù)等值得探究。另外，昆蟲轉(zhuǎn)化技術(shù)具有生產(chǎn)成本較低、資源化利用率較高、無再次污染等優(yōu)點，能將糞便中干物質(zhì)、粗蛋白、粗纖維等物質(zhì)資源進行循環(huán)利用，并有一定的經(jīng)濟、環(huán)境效益，是一項有開發(fā)前景的新型生態(tài)技術(shù)。