趙婉婷,蔡傳江,張 俊,劉艷利,任周正,楊 欣,楊小軍
(西北農(nóng)林科技大學(xué),陜西 楊凌 712100)
種養(yǎng)循環(huán)是種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)緊密銜接的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式,主要通過(guò)相關(guān)技術(shù)將種植或養(yǎng)殖廢棄物等資源化,使物質(zhì)和能量在動(dòng)植物之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,注重資源的高效循環(huán)利用,形成較穩(wěn)定的綠色農(nóng)業(yè)循環(huán)系統(tǒng)。
種養(yǎng)循環(huán)模式是農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要方式,不僅能解決農(nóng)業(yè)污染問(wèn)題,還能降低生產(chǎn)成本,有助于農(nóng)產(chǎn)品品牌形象的建立,提高人民收入,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益的有機(jī)統(tǒng)一,對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重大意義。這種循環(huán)農(nóng)業(yè)模式必將是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。
1.2.1 經(jīng)濟(jì)效益 經(jīng)濟(jì)效益包括降低成本、提高作物產(chǎn)量和增強(qiáng)穩(wěn)定性。種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)模式通過(guò)“3R原則”,即減量化原則(Reduce)、再利用原則(Reuse)、再循環(huán)原則(Recycle),可以減少生產(chǎn)投入,回收再利用養(yǎng)殖廢棄物達(dá)到降低生產(chǎn)成本的作用。并且種養(yǎng)一體模式下一定程度上降低了運(yùn)輸成本和原料購(gòu)買成本。有機(jī)肥代替化肥能提高作物產(chǎn)量。此外,例如“山地立體種植養(yǎng)殖”、“荔枝雞”等立體種養(yǎng)循環(huán)模式充分利用空間,提高土地利用率。部分畜禽飼料來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)的農(nóng)作物秸稈、雜草和昆蟲(chóng),減少了29.26%的飼料投入。在“牛-沼-草”循環(huán)模式、“豬-沼氣-玉米”循環(huán)模式、“果(草)-豬-沼-窖”五支撐循環(huán)模式等類似模式下,沼氣代替煤炭發(fā)電,糞便和沼漿替代化肥,從而減少對(duì)外部資源的依賴。在大多數(shù)情況下,種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式都能提高經(jīng)濟(jì)效益,并且這種模式較穩(wěn)定,不會(huì)因市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)而受到太大影響。
1.2.2 生態(tài)效益 生態(tài)效益包括改善土質(zhì)、減少環(huán)境污染和緩解全球變暖。與種養(yǎng)分離的模式相比,種養(yǎng)循環(huán)模式通過(guò)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的互補(bǔ)性,將畜禽糞污資源化變成有機(jī)肥作為作物肥源,畜禽糞便含有農(nóng)作物所必需的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分,有助于改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、減少化肥的施用,從而能夠增強(qiáng)土壤肥力,延長(zhǎng)土地使用年限。此外,還能減少溫室氣體排放,有研究表明,規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)建立發(fā)酵容積約1 000 m3的大中型沼氣工程,沼氣發(fā)酵減排溫室氣體年減少溫室氣體為78.91 t CO2e,則運(yùn)行20年可減少溫室氣體1 578.2 t CO2e,從而能夠緩解全球變暖,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
1.2.3 社會(huì)效益 社會(huì)效益包括改善生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和鄉(xiāng)村振興。種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量更高,有利于打造綠色食品、有機(jī)食品的品牌,提高競(jìng)爭(zhēng)力。此外,作為農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)還可以為社會(huì)提供工作和創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì)。
2021 年我國(guó)就開(kāi)始部署開(kāi)展綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)試點(diǎn)工作,加快畜禽糞污的資源化利用,促進(jìn)糞肥還田,打通農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用的通道,推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。2022 年,全國(guó) 251 個(gè)試點(diǎn)縣挖掘自身特點(diǎn)、發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢(shì)、因地制宜,將種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)緊密結(jié)合,試行種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式,不僅促進(jìn)了農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展還實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品量質(zhì)雙升。例如,河北省張北縣,2022年張北縣推廣糞肥還田面積達(dá)6 667 hm2,示范基地消納糞肥近10.1萬(wàn)t。根據(jù)相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,農(nóng)作物產(chǎn)量提升了5%,土壤有機(jī)質(zhì)也明顯增加;上海市40個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示,自實(shí)施試點(diǎn)項(xiàng)目以來(lái)土壤有機(jī)質(zhì)含量平均增加0.5g/kg;安徽廬江縣推廣糞肥還田,蔬果品質(zhì)提升明顯,農(nóng)產(chǎn)品增值20%以上等等。眾多試點(diǎn)項(xiàng)目順利進(jìn)行并取得良好成效,充分發(fā)揮了示范帶頭作用。
根據(jù)各地社會(huì)、環(huán)境、氣候等條件不同,因地制宜地探索出幾種主要的種養(yǎng)循環(huán)模式。例如,“豬+沼(發(fā)酵床)+果(菜、糧)”、“豬+沼+電”等以沼氣工程為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)模式、“飼料玉米種植+肉牛 養(yǎng)殖”以秸稈資源化為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)模式和“稻-魚(yú)”等立體復(fù)合型種養(yǎng)循環(huán)模式。
2.2.1 以沼氣工程為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)模式減少了養(yǎng)殖成本 以沼氣工程為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)模式是將種植業(yè)產(chǎn)生的作物秸稈和養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的畜禽糞便經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣,可作為新型優(yōu)質(zhì)燃料用于生產(chǎn)生活如供電,而排出的沼渣、沼液含有多種養(yǎng)分和微量元素,可經(jīng)過(guò)好氧發(fā)酵生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥,肥施用于蔬菜、經(jīng)果林果等作物種植,沼液還可作為飼料添加劑少量添加到飼料中用于飼喂生豬,能夠增強(qiáng)食欲和免疫力、加快生長(zhǎng)、提高飼料利用率(圖1)。它很大程度上解決了畜禽糞便消納和資源化利用的問(wèn)題。
圖1 以沼氣工程為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)流程圖
2.2.2 以秸稈飼料化為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)模式使作物秸稈變廢為寶 秸稈是反芻動(dòng)物粗飼料的主要來(lái)源,通過(guò)氨化、青貯、微貯等處理可以提高秸稈的飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,同時(shí)將養(yǎng)殖業(yè)和種植有效結(jié)合起來(lái),形成以秸稈飼料化為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式(圖2)。對(duì)秸稈和部分牧草進(jìn)行飼料化生產(chǎn),既可以有效利用秸稈和牧草的有效養(yǎng)分,也可以保證冬季飼料的充分供應(yīng),是飼養(yǎng)草食性動(dòng)物的良好飼料。
圖2 以秸稈資源化為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)流程圖
秸稈飼料化利用模式主要工藝流程是“農(nóng)作物秸稈-青貯(黃貯、氨化)-養(yǎng)殖業(yè)”。如甘肅省張掖市依靠豐富的農(nóng)作物秸稈資源,緊緊圍繞牛羊產(chǎn)業(yè)大縣建設(shè),利用秸稈青貯、黃貯、氨化、草粉(顆粒)加工等技術(shù),提高秸稈飼料的轉(zhuǎn)化利用率,增加飼草過(guò)腹增值效益,全市秸稈飼料化加工利用率達(dá) 46.4%,有力的推動(dòng)了當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)發(fā)展種植戶采用“飼料玉米(兩茬)+小麥(大麥或蔬菜)”的種植模式, 種植飼料玉米。玉米秸稈、低標(biāo)準(zhǔn)蔬菜等作為優(yōu)質(zhì)青綠飼料由養(yǎng)牛場(chǎng)喂牛,形成“飼料玉米種植+肉牛 養(yǎng)殖”的種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式,發(fā)展現(xiàn)代高效循環(huán)農(nóng)業(yè)。
2.2.3 立體復(fù)合型種養(yǎng)循環(huán)模式展現(xiàn)了生態(tài)平種養(yǎng)優(yōu)勢(shì) 立體復(fù)合型種養(yǎng)循環(huán)模式是充分利用時(shí)間、空間、環(huán)境條件,在一定區(qū)域范圍內(nèi),選擇易適應(yīng)環(huán)境、并且能夠相互促進(jìn)生長(zhǎng)的植物動(dòng)物組合,進(jìn)行立體復(fù)合種養(yǎng),從而提高物質(zhì)、能量循環(huán)效率,實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。根據(jù)不同地區(qū)的地形特點(diǎn)可以有不同形式。如以稻田為中心的“稻-魚(yú)”種養(yǎng)、稻蝦工作、稻鴨共生模式等,充分利用稻田立體空間的光、熱、水及生物資源,將種植業(yè)中水稻淺水的生態(tài)環(huán)境加以利用,與魚(yú)、蝦、蟹、鴨等生物共同構(gòu)成一個(gè)較完整的生態(tài)系統(tǒng),使其互利共生,提高稻田綜合利用率。例如,惠來(lái)縣采用稻鴨共生模式,一方面鴨子能幫助稻田除草滅蟲(chóng)、松土,鴨糞還田,減少了化肥和農(nóng)藥的使用;另一方面,稻田又為鴨子提供了活動(dòng)場(chǎng)所和食物,可節(jié)省養(yǎng)鴨成本,提高農(nóng)、鴨產(chǎn)品品質(zhì),實(shí)現(xiàn)一田雙收。
還有以果林為中心的“雞-草-肥-林(果)”、玉米地放養(yǎng)雞、“菜蚓鱔”等立體種養(yǎng)循環(huán)模式。例如,在玉米種植地放養(yǎng)走地雞,雞能幫助除雜草、防蟲(chóng)害、雞糞還田,而玉米地為雞提供了充足活動(dòng)空間和部分飼料,實(shí)現(xiàn)了一地兩用。
建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)?;姆N植、養(yǎng)殖基地需要投入大量資金。以沼氣為紐帶的、以秸稈資源化為紐帶的模式中廢棄物資源化利用的成本高,需要建設(shè)沼氣池、堆肥場(chǎng),引入高科技設(shè)備等。不僅如此,大部分種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目投資周期都比較長(zhǎng),而且在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益,再加上市場(chǎng)推廣度不足,使得業(yè)主不愿或無(wú)力投資,難以發(fā)展壯大。
發(fā)展種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式需要先進(jìn)的農(nóng)業(yè)綜合配套技術(shù)的支撐。而目前我國(guó)畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理的科技水平整體落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,作為循環(huán)關(guān)鍵的畜禽糞污資源化、秸稈資源化相關(guān)技術(shù)體系不夠完善,則導(dǎo)致無(wú)法推廣普及種養(yǎng)循環(huán)。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者要提前進(jìn)行考察,根據(jù)地理位置、氣候特點(diǎn)、市場(chǎng)需求等綜合考慮后再選址。學(xué)習(xí)并借鑒美國(guó)、德國(guó)、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家的有益經(jīng)驗(yàn),推廣畜禽糞污養(yǎng)分管理計(jì)劃,科學(xué)制定種養(yǎng)循環(huán)發(fā)展規(guī)劃,實(shí)行以地定畜、以種定養(yǎng),促進(jìn)種養(yǎng)業(yè)在布局上相協(xié)調(diào),形成縣域、鄉(xiāng)域、村域以及養(yǎng)殖企業(yè)(場(chǎng))內(nèi)部各個(gè)層級(jí)的種養(yǎng)循環(huán)。
要鼓勵(lì)和支持各地區(qū)結(jié)合自身?xiàng)l件,探索正確的、可持續(xù)發(fā)展的道路,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,促進(jìn)與一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈延伸。
據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布的數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)每年產(chǎn)生的畜禽糞污約38億t,而綜合利用率卻不到60%。所以糞污減量和資源化利用、促進(jìn)糞污還田等問(wèn)題亟待解決。技術(shù)是循環(huán)農(nóng)業(yè)提升資源綜合利用效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量的動(dòng)力源泉。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式相比,種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式是建立在技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上,在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)減量技術(shù)、再利用技術(shù)、再循環(huán)鏈接技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)物資、能量和信息的高效循環(huán)利用。應(yīng)從畜禽養(yǎng)殖源頭減控提質(zhì)、糞污處理過(guò)程綜合控制等環(huán)節(jié),開(kāi)展基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)??纱笾路譃橐韵聨讉€(gè)方面:
從飼料端出發(fā),要進(jìn)行新型飼料研發(fā)、畜禽飼用抗生素替代等,提高飼料利用率和轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)畜禽對(duì)飼料的消化吸收,減少糞污排放量。并從源頭實(shí)現(xiàn)礦物元素類飼料添加劑的減量使用,降低氨、氮、磷及重金屬等排放。此外,因地制宜地開(kāi)發(fā)地源性飼料原料,助力各地區(qū)形成特有產(chǎn)業(yè)鏈。
從養(yǎng)殖端出發(fā),根據(jù)畜禽營(yíng)養(yǎng)需要,改良飼喂技術(shù),精準(zhǔn)飼喂減少浪費(fèi)提高利用率,如液體飼喂技術(shù),不僅利于飼料加工而且能使豬只生長(zhǎng)均勻、減少排污、減少呼吸道疾病。
從管理端出發(fā),組織開(kāi)展水肥一體化、有機(jī)肥生產(chǎn)、高效還田等畜禽糞污資源化利用先進(jìn)工藝技術(shù)和裝備研發(fā),加強(qiáng)沼氣發(fā)酵工程設(shè)備自動(dòng)化、一體化發(fā)展,加強(qiáng)研發(fā)配套農(nóng)機(jī)設(shè)備。促進(jìn)畜禽糞便資源化利用。加強(qiáng)配套技術(shù)集成,推廣糞污全量收集還田利用、污水肥料化利用等經(jīng)濟(jì)實(shí)用技術(shù)模式。
從組織模式上看,小農(nóng)戶以及傳統(tǒng)家庭農(nóng)場(chǎng)在一定程度上制約了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,應(yīng)轉(zhuǎn)向聯(lián)合?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求分工專業(yè)化、組織規(guī)?;?jīng)營(yíng),對(duì)小農(nóng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生直接沖擊,大戶、合作組織、業(yè)主等主體必然會(huì)取代小農(nóng)成為未來(lái)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)的主體。以單一農(nóng)戶為主的種養(yǎng)循環(huán)模式( 如“豬 + 沼 + 糧”) 會(huì)因生產(chǎn)主體和經(jīng)營(yíng)方式的變化而隨之改變,以“企業(yè)( 業(yè)主)+ 農(nóng)戶 + 基地”模式或“企業(yè)( 業(yè)主) + 合作社 + 農(nóng)戶 + 基地”的多元主體模式將成為現(xiàn)代種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)的主要組織形式。這樣的組織形式將土地、資金、技術(shù)等資源整合優(yōu)勢(shì)明顯,打造完整產(chǎn)業(yè)鏈,可以建立有效的可持續(xù)運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)效機(jī)制,促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增加農(nóng)民收入、改善農(nóng)村生活條件、提高農(nóng)村社會(huì)效益。
考慮建設(shè)成本問(wèn)題,可以采取“契約還田”的方式。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)糞污收集處理和糞肥還田利用設(shè)施,根據(jù)畜禽糞污農(nóng)田消納要求,與周邊經(jīng)營(yíng)一定規(guī)模農(nóng)田、果園、茶園等種植業(yè)或其他沒(méi)有糞污處理裝置的農(nóng)戶、家庭農(nóng)場(chǎng)、合作社、龍頭企業(yè)等簽訂畜禽糞肥還田合作契約,明確糞肥還田的方法、標(biāo)準(zhǔn)、用量和付費(fèi)機(jī)制。為種植業(yè)提供糞肥并幫助其他養(yǎng)殖場(chǎng)消納了糞污,達(dá)到雙贏。例如,牧原集團(tuán)在河南省南陽(yáng)市內(nèi)鄉(xiāng)縣灌漲鎮(zhèn)后馬村、王店鎮(zhèn)宋溝村建設(shè)的生豬廢棄物綜合利用試點(diǎn)項(xiàng)目。豬場(chǎng)與周邊農(nóng)戶簽訂畜禽糞肥供應(yīng)協(xié)議,農(nóng)戶提供與養(yǎng)殖量相適應(yīng)的糞污資源化利用消納土地;豬場(chǎng)免費(fèi)為周邊農(nóng)田鋪設(shè)沼液施肥管網(wǎng),通過(guò)管網(wǎng)將沼液輸送到農(nóng)田。施肥前,豬場(chǎng)對(duì)液肥的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行化驗(yàn)檢測(cè),并定期對(duì)土壤進(jìn)行監(jiān)測(cè),根據(jù)需要科學(xué)施肥,按照以地定養(yǎng)、測(cè)土施肥的方式實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合、精準(zhǔn)還田。
3.4.1 從政策上給以三個(gè)方面的支持 首先,在用地方面,應(yīng)落實(shí)畜禽規(guī)模養(yǎng)殖用地政策,并與土地利用總體規(guī)劃相銜接,將以畜禽養(yǎng)殖廢棄物為主要原料的有機(jī)肥廠、沼氣工程、規(guī)?;锾烊粴夤こ?、集中處理中心等建設(shè)用地納入土地利用總體規(guī)劃。其次,在基礎(chǔ)設(shè)施方面,應(yīng)擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)改擴(kuò)建政策扶持范圍,重點(diǎn)支持貯糞(污)池、節(jié)水、干濕分離、雨污分流等設(shè)施建設(shè),支持大型龍頭企業(yè)或養(yǎng)殖場(chǎng)配套建設(shè)糞污無(wú)害化處理或有機(jī)肥生產(chǎn)設(shè)施,扶持建立糞污集中處理中心,支持、補(bǔ)貼養(yǎng)殖廢水公共溝渠管道建設(shè)。第三,在財(cái)政方面,應(yīng)對(duì)實(shí)施種養(yǎng)循環(huán)模式的農(nóng)場(chǎng)給予獎(jiǎng)勵(lì)與補(bǔ)貼,調(diào)動(dòng)農(nóng)民積極性,安排專項(xiàng)資金用于糞污資源化利用工作的獎(jiǎng)補(bǔ),扶持并鼓勵(lì)農(nóng)民實(shí)施種養(yǎng)循環(huán)模式。
3.4.2 在法律方面完善配套的法律法規(guī) 建立一個(gè)良好的法律政策體系,如嚴(yán)格規(guī)定養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)及其處罰措施等,引導(dǎo)種養(yǎng)循環(huán)的規(guī)范化實(shí)施,做到有法可依。學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn),通過(guò)立法制定適合我國(guó)國(guó)情的法律政策體系,有利于各級(jí)政府、社會(huì)民眾了解推行種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的重要意義,認(rèn)識(shí)到自身的責(zé)任和義務(wù),明確發(fā)展種養(yǎng)循環(huán)的途徑和方向。
隨著時(shí)代不斷發(fā)展、科技不斷進(jìn)步,農(nóng)業(yè)逐漸機(jī)械化、智能化,生產(chǎn)效率大大提高,就要求從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)民應(yīng)具有較高的綜合素質(zhì),所以我們需要對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的專業(yè)性培訓(xùn),培養(yǎng)有文化、懂技術(shù)的高素質(zhì)新型農(nóng)民。要加強(qiáng)農(nóng)民宣傳教育,克服偏見(jiàn),提高重視程度。發(fā)展職業(yè)農(nóng)民,提高農(nóng)民社會(huì)地位、增加農(nóng)民收入,激發(fā)人們從事農(nóng)業(yè)的積極性和熱情,以促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展建設(shè)。