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“生态循环农业”经典模式,你都知道多少?

2020-06-12 15:35:35

生态循环农业”经典模式,你都知道多少?


2020年是生态循环农业关键年。《关于印发农业综合开发区域生态循环农业项目指引(2017-2020年)的通知》中提到,2017年-2020年建设区域生态循环农业项目300个左右,积极推动资源节约型、环境友好型和生态保育型农业发展,提升农产品质量安全水平、标准化生产水平和农业可持续发展水平。


生态循环农业一般指生态农业。要求把发展粮食与多种经济作物生产,发展大田种植与林、牧、副、渔业,发展大农业与第二、三产业结合起来,利用传统农业精华和现代科技成果,通过人工设计生态工程、协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾,形成生态上与经济上两个良性循环,经济、生态、社会三大效益的统一。


生态农业于1924年在欧洲突起,20世纪30-40年代在瑞士、英国、日本等取得发展;60年代欧洲的很多农场转向生态垦植,70年代末东南亚地域开始研讨生态农业,走可继续发展的路线成为世界各国农业进行的共同选择。


生态循环农业三大模式


1、减量化模式


按田间每一操作单元的具体条件,精准地管理土壤和各项作物,较大限度地优化使用农业投入(如化肥、农药、水、种子等)以获取较高产量和经济效益,减少使用化学物质,保护农业生态环境。追求以较少的投入获得优质的高产出和高效益,是“减量化”模式的循环农业,也称为“精准农业”。


【案例】


美国精准农业。美国是世界上实施精准农业较早的国家之一,l990年后,美国将GPS系统技术应用到农业生产领域,明尼苏达州农场进行了农业技术试验,用GPS指导施肥的作物产量比传统平衡施肥作物产量提高30%左右。


试验成功后,小麦、玉米、大豆等作物的生产管理都开始应用农业技术。20世纪90年代中期,精准农业在美国的发展速度相当迅速,到1996年,安装有产量监测器的收获机的数量增长到9000台。


以色列节水农业。以色列的循环农业突出体现为完善的节水农业体系。喷灌、滴灌、微喷灌和微滴灌等技术在以色列普遍使用,80%以上的农田灌溉应用滴灌,10%为微喷,5%为移动喷灌,完全取代了传统的沟渠漫灌方式。


成效较大的是农业滴灌技术:一是水可直接输送到农作物根部,比喷灌节水20%;二是在坡度较大的耕地应用滴灌不会加剧水土流失;三是经污水处理后的净化水(比淡水含盐浓度高)用于滴灌不会造成土壤盐碱化。


滴灌技术比传统的灌溉方式节约用水和节省肥料30%以上,而且有利于循环利用废污水。为开辟水源,以色列加大了对污水处理和循环使用的投入。


以色列规划农业灌溉全部使用污水再处理后的循环水,目前,已将80%的城市污水处理循环使用,主要用于农业生产,占农业用水的20%。经处理后的污水除用于农业灌溉外,还重输回蓄水层。

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2、生态产业园模式


循环农业的尺度有部门、区域、社会3个层次:部门层次主要指以一个企业或一个农户为循环单元;社会层次意味着“循环型农村”;区域尺度是按照生态学的原理,通过企业间的物质、能量、信息集成,形成以龙头企业为带动,园内包含若干个中小企业和农户的生态产业园。


【案例】


菲律宾玛雅农场。开始只是一个面粉厂,从20世纪70年代起,经过10年建设,形成了一个农林牧副渔良性循环的生态系统。


面粉厂产生大量麸皮,为了不浪费麸皮,建立了养殖场和鱼塘;为了增加收入,又建立了肉食加工和罐头制造厂,对畜产品和水产品进行深加工。


到1981年,农场拥有36公顷的稻田和经济林,饲养2.5万头猪、70头牛和1万只鸭。为了控制畜禽粪肥污染、循环利用加工厂的废弃物,农场建立起十几个沼气车间,每天生产沼气十几万立方米,能满足农场生产和家庭生活所需的能源。


从产气后的沼渣中,还可回收一些牲畜饲料,其余用做有机肥料。产气后的沼液经处理后,送入水塘养鱼养鸭,再取塘水、塘泥用来肥田。秸秆农林废弃物利用设备


农田生产的粮食又送面粉厂加工,进入下一次循环。玛雅农场不用从外部购买原料、燃料、肥料,却能保持高额利润,而且没有废气、废水和废渣的污染,充分实现了物质的循环利用。


3、废弃物再利用模式


通过农业废弃物多级循环利用,将上一产业的废弃物或副产品作为下一产业的原材料。如沼气、畜粪等的利用。


沼气综合利用。以沼气为纽带,将畜禽养殖场排泄物、农作物秸秆、农村生活污水等作为沼气基料处理,产生的沼气作为燃料,沼液、沼渣作为有机肥。结合测土配方施肥、标准农田地力培肥、优质农产品基地建设、无公害农产品等工作,探索“一气两沼”综合利用模式。开展沼渣、沼液生态循环利用技术研究与示范推广,推行“猪-沼-果(菜、粮、桑、林)”等循环模式,形成上联养殖业、下联种植业的生态循环农业新格局。


畜粪收集处理和有机肥加工利用。设施完善的畜粪收集处理中心,规范运作和户集、村运、片收的收集机制,畜粪收集率及综合利用率提高到95%以上。


以秸秆为纽带的循环模式。该模式可实现秸秆资源化逐级利用和污染物零排放、使秸秆废物资源得到合理有效利用,解决秸秆任意丢弃焚烧带来的环境污染和资源浪费问题,同时获得有机肥料、清洁能源、生物基料。


如围绕秸秆饲料、燃料、基料综合利用,构建“秸秆-基料-食用菌”、“秸秆-成型燃料-燃料-农户”、“秸秆-青贮饲料-养殖业”产业链。


【案例】


日本循环农业。爱东町地区进行油菜生产,一方面,油菜籽利用后遗留的油渣可以通过堆肥或饲料化处理得到优质的有机肥料或饲料;另一方面,回收废弃食用油,再加工处理成生物燃油。


日本菱镇是发展循环农业较早且较成功的地区。1988年该镇通过了《发展自然农业条例》,规定农业生产中禁止使用农药、化肥和其他非有机肥料,生产的农产品需是无化肥、无农药添加残留、无公害的有机农产品。


菱镇将小规模下水道污泥、家禽粪便以及企业的有机废物作为原料投入到发酵设备,产生的甲烷气体用于发电,剩余的半固体废渣进行固液分离,固态成分用于堆肥和干燥,液态成分处理后再次利用或者排放(排放时已基本对环境无害),实现了废物的高度资源化和无害化。秸秆农林废弃物利用设备


此外,菱镇对厨房垃圾进行统一收集和处理,制成有机肥。


德国“绿色能源”农业。20世纪90年代初,德国科学家发现可从一些农产品中提取矿物能源和化工原料替代品,实现农产品的循环再利用,这些生物质能源和原料是绿色无污染的,德国联邦政府开始重视发展此类经济作物。


德国科学家对甜菜、马铃薯、油菜、玉米等进行定向选育,从中制取乙醇、甲烷,成功地研制出绿色能源;从菊芋植物中制取酒精;从羽豆中提取生物碱。油菜籽是德国目前重要的能源作物,不仅可用作化工原料,还可提炼植物柴油,代替矿物柴油用作动力燃料。


英国“yongjiu农业”。“yongjiu农业”是循环经济中废物资源化的一种重要形式,特点是在节约资源和不破坏环境的基础上,通过元素的有效配置达到有利关系的较大化。


种植者们循环利用各种资源,节省能源。如用香烟头来收集雨水、变粪便为有机肥料、实行秸秆还田。“yongjiu农业”寻求尽可能节约使用土地的资源,强调使用多年生植物;鼓励使用自我调节系统。耕种土地时,通过多种类种植和绿色护盖等技术来保养土地,监控当地环境,构建绿色发展规划。


yongjiu农业”不使用人造化肥和杀虫剂,通过种植多样性的植物以及促使食肉动物进入生态系统来阻止害虫,例如,豆类植物苜蓿,能够释放氮气,可使害虫迷失方向。


中国生态农业。德青源通过全球领先的农业废弃物沼气发电技术,将每年10万吨鸡粪成功转化为1400万千瓦时的绿色电力和16万吨有机肥料,供应周边农户的电力热力等生物质能源,实现二氧化碳年减排8.4万吨。德青源每年除了销售鸡蛋带来的收入之外,生态农业带来的经济效益也已过亿。


生产出有机肥。德青源投资建设了4座3000立方米沼气发酵罐,鸡粪和污水经过地表之下的管道和传送带输送到匀浆水解池进行初步处理,然后从进料池依次进入一级发酵罐、二级发酵罐和后发酵—沼渣储存罐中,沼液从沼渣储存罐里出来,进入沼液池,成为非常好的有机肥。


反哺养殖和种植。发电厂实现了处理鸡粪、沼气等较大化利用,收集剩余沼渣,进而为农民种植玉米和德青源有机种植园提供有机肥料,以此保证农民种植玉米是真正的有机玉米,反过来为德青源养殖蛋鸡提供有机饲料,是理想中的全循环生态循环养殖。


用鸡粪、污水发电和生产沼气。沼气发酵罐产生的沼气在依次通过一级和二级生物脱硫塔脱硫之后,进入2150立方米双膜干式储气柜里。然后,从贮气柜里引出三根管道,一根管道通往新村,为南边的村民提供生活用燃气;一根通往整个园区的锅炉、供暖设备。还有一根管道里的沼气经过沼气增压风机增压之后,进入总装机容量为2兆瓦的两台沼气发电机组,将发出来的绿色电力源源不断地输入华北电网。

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