农村沼气生态系统的建立及问题探讨

黄　枭　郗登宝

摘要：我国农村沼气生态农业系统的建立，是以沼气为纽带，把农业生产与农村生活等要素有机的结合起来，从而推动农业生产、农村生活以及生态环境保护的相互协调发展。沼气生态系统是一个协调系统，它能够协调农业生产与环境保护之间的关系，能够解决农村生活用能问题，使农村生态效益、经济效益和社会效益同步发展。

关键词：农村；沼气；生态系统；效益

沼气生态系统是一个生物生产、社会生产和农村生活的复杂系统，涉及作物种植、畜禽养殖、微生物发酵、农产品供应、农户日常生活和农村建设等方面，由于受自然条件、社会条件和经济发展水平的影响。沼气生态农业系统在结构与模式上产生了区域性差异，因此区域性成为沼气生态农业系统重要特征之一。但就近几年沼气生态农业发展情况来看，出现了不考虑区域实际情况，盲目发展，生搬硬套，许多地方并没有收到良好的效果，甚至出现前功尽弃的现象。因此建立良好的沼气生态农业系统，不仅可以改善农村生活，还可以推动农业生产以及生态环境的相互协调发展。

一建立农村沼气生态系统的必要性。

1、由于农村能源短缺，农村用能标准较低，许多农户还处于较原始的用能阶段。这对我国农村在人文环境下进入小康生活还相差甚远，能源问题已经成为农村经济和社会进一步发展的制约因素。同时，也带来了因农村能源短缺而使自然资源遭到破坏的生态环境问题。主要表现在：农村用能结构和用能方式不合理，常规能源消耗量大，但利用水平和热效率低，造成能源的严重浪费；农村地区高品质能源缺乏，农民用能档次低，与现实生活水平不相适宜，影响生活质量的提高，拖延了农民步入小康生活的速度；部分地区农村能源短缺，农民掠夺式开发利用自然资源，造成植被破坏，导致生态环境不断恶化，阻碍了农业和农村经济的可持续发展。

2、发展农村沼气生态系统建设，可以从根本上改变农民传统的用能方式和生活方式，解决农村生活环境脏、乱、差的问题，减少有害病菌的传播途径和废弃物对环境的污染，改善农业生态环境和农村生活环境。

二建立农村沼气生态系统有利于农业及农村经济的发展

1、有利于农业和农村经济发展。农业是以生物生产为主的产业，农业生态环境是农业和农村经济发展的重要物质基础。依据生态经济学原理，把农村沼气建设、农业环境保护、农产品质量和生态经济理论融入农业生产之中，通过能量、物质在生物之间的合理流动过程，环境与生物之间相互作用，实现能量的有效利用和物质的合理流动。从而，消除由于过度施用化肥、农药给农业环境、农产品带来的污染和破坏，改善农产品质量，提高我国农产品在国际市场的竞争力，增强农业发展后劲，保护农业自然资源和生态环境，促进农业和农村经济的发展。

2、有利于农业可持续发展。资源环境在农业可持续发展中占据重要的基础地位，生态环境建设是保护农业可持续发展能力的根本保障。只有实现资源高效利用，保护和改善生态环境，才能实现农业和农村经济持续稳定地增长；只有按照WTO的规则有效地保护农业，才能够实现我国农业现代化。把农业生产与自然资源和生态环境保护结合起来，实现农业、农村经济与资源环境保护协调发展。发展农村沼气生态农业，可以有效地保护农业生态环境和合理地利用自然资源，实现资源的良性循环。

3、有利于退耕还林，改善农村生活环境。在我国大部分农村地区，生物质能源仍然在农村能源消费结构中占据重要的地位。农村地区能源短缺，一方面制约农村经济发展，另一方面导致了滥砍乱伐，造成了植被破坏。同时，在农村地区仍然存在畜禽粪便露天堆放等问题。农民生活水平未能得到根本改善，农民生活质量和生活环境十分恶劣。开展农村沼气生态系统建设，可以从根本上解决农村燃料问题。同时，通过“一池三改”可以改善农村生活环境，改变落后的农业生产方式和生活方式，促进农村经济发展和社会进步。

三建立农村沼气生态系统的原则和模式

1、建立沼气生态农业系统的基本原则

1．1经济效益与生态效益及社会效益兼顾的原则生态农业的根本目的就是三者的协调统一，经济效益是进行生态农业建设的前提。而生态效益可以保证取得更大、更好、更持久的经济效益，社会效益则不但是人类社会可持续发展的需要，也是经济效益和生态效益的保障。

1．2物质循环，多级利用原则通过种养加配套，实现植物性生产、动物性生产与腐屑食物链的结合，提高生物能利用率。

1．3因地制宜原则合理安排农业生产，使其真正成为推动生产力发展和生态环境保护的有力工具。

1，4发展经济和资源开发与环境保护相结合原则要避免那种牺牲生态环境利益，只追求经济效益的发展模式。充分考虑资源利用与环境保护的整体协调发展

1．5全面规划、系统有序原则对农业生产过程进行合理的计划和规划，并按规划来实施。

2、几种典型的沼气生态农业系统模式

国家农业部从全国征集到的370种生态农业模式或技术体系中，选择了十大类典型模式和配套技术，加以推广。分别是：“四位一体”、“猪－沼－果”、平原农林牧复合、草地生态恢复与持续利用、生态种植、生态畜牧业生产、生态渔业、丘陵山区小流域综合治理、设施生态农业、观光生态农业模式及配套技术。下面分别介绍一下“四位一体”、庭院“三结合”及“上粮下渔”模式。

2．1“四位一体”高效生态农业种养模式

“四位一体”就是在目前的蔬菜塑料大棚一端。地下建沼气池，地上建猪舍，集“温室一沼气一猪舍一蔬菜”于一体。

通过日光温室为菜田、猪舍、沼气池创造良好的环境条件，粪便入池发酵产生沼气，净化猪舍环境。沼液、沼渣喂猪，并为菜田提供无病虫有机肥料，减轻病虫害发生，减少化肥、农药、饲料用量，生产无公害产品；猪与菜交换CO₂和O₂。沼气灯可为棚内增温、增光、增施CO₂，并供菜农管理大棚生活用能，可显著提高和改善生猪、蔬菜产量与品质，消除污染，促进其生育进程。

这种模式充分利用空间、时间，高度利用劳动力资源，缩短种养时间，繁荣市场，发展经济，提高农民素质，实现了多业结合，集约经营，达到了农业生产少投入、多产出、高效益、无污染的要求。

2．2庭院“三结合”模式及效能

庭院“三结合”能源生态模式，是以沼气为纽带，把彼此松散的沼气池、畜禽圈舍、厕所建在一起。相互连通，有机结合，形成一体。该模式操作简便，在农户庭院建沼气池6～8m³，养猪5头或养牛2头，建畜禽舍8m³，厕所2m³，洁净厨房一间，“一池三改”同步进行。人畜粪便直接入池厌氧发酵，除虫灭菌，净化环境。所产沼气用来做饭、照明，沼渣既能为作物提供有机肥，又可作为畜禽饲料添加剂，沼液还可杀菌，防治

病虫，形成能源、生态互补体系。

这种模式。是促进生态农业发展的有效途径。能够实现生产与生活有机结合。改善农村卫生状况，提高人们健康水平；改善农村生活方式，提高生活质量；可实现资源高效利用化、家居环境清洁化、农业生产无害化。

2．3“上粮下渔”水陆复合立体种养生态模式

以沼气为纽带，充实种养种类，实行种、养、沼结合，把水面与台面诸类有机结合在一起，建成太阳能暖棚一畜禽养殖一沼气池一台面立体种植一水面鱼藕混养为一体的综合利用高效生态农业模式。

该模式的特点是：1)水塘与台面相间排列。通风透光，改善了生物环境。2)台面植物间作套种，发挥了充分利用时间、地力、光能、生物互补的立体效应。3)鱼藕混养，以藕为主兼营养鱼，可以充分利用水面，具有鱼养藕，藕益鱼，共生互利的生态学意义。能更好的控制和调节藕田生态系统中的物质循环，使能量向更有利的方向转化，从而提供更大的负载力，使鱼藕双丰收，达到高产高效的目的。4)太阳能暖棚为畜禽提供良好的生长环境，畜禽粪便直接流入沼气池。所产沼气供人们生活用能和畜禽舍冬季增温以及沼灯诱蛾喂鱼。沼液、沼渣既可用于台面，改良土地，种植作物，又可喂养畜禽，培肥水资，利于鱼藕生长，节约饲料与肥料。

四农村沼气生态系统建立中存在的问题

1、沼气综合利用中存在的问题

1．1沼液、沼渣综合利用程度低。大部分没有利用，存在直接排放的现象，不但形成有机资源的浪费，更重要的是对环境的二次污染。

1．2在三沼利用和管理上存在系统配套不完善，给综合利用造成了一定难度。比如，对于规模化养殖厂来说，养殖户与种植业往往不相结合，养殖户无种植，种植户无养殖，或者养殖规模与种植规模不配套。怎样使养殖业与种植业有机结合，把沼渣、沼液完完全全地应用到农业生产上去，是治理规模化养殖场排泄物所面临的一大难题。

1．3沼气综合利用存在夏天过剩的问题。对中小型规模养殖场。为了减少治理污染物成本，降低运行费用，首选的是常温发酵工艺。但常温发酵工艺存在着夏天温度高，沼气过剩排放，造成二次污染。

1．4沼气池常年运行，沼液连续排放，而田间的作物施肥季节性强，存在沼液季节性过剩问题。一般做法是在田间建座储肥池，平时把沼肥积存在储肥池内备用。这样给农民造成了沼肥肥效的损失，也造成了经济上的损失。

1．5既懂沼气也懂农业栽培的复合型人才缺乏，也是制约综合利用的重要因素。

2、沼气生态农业系统协调性方面存在的问题

2．1生态、社会和经济效益的协调性不够

沼气的生态、社会和经济效益存在一长两短的问题：社会效益长，生态和经济效益短。沼气生态农业的社会效益相对较好，对农村传统能源结构形成潜在的冲击与影响，同时对农村卫生、村容村貌以及解放妇女劳动力等方面都有较大的作用，相比之下，一个户用沼气池一年的节电、节煤、节肥和节药的资金大约在1000-1500元之间(区域之间价格差异)，在农村家庭的年经济收入中所占份额很小，这是一些农户不接受沼气的根本原因。沼气的生态效益不能接受直接体现，只是间接的体现在减少秸杆焚烧、沼液沼渣回田养地，减少植被砍伐和保持水土等方面。对农民眼前利益影响甚微。

2．2沼气生态系统结构配置协调性不够

目前推广的沼气池大多数都是独立于农业之外，与农业生产要素衔接不够。家庭养殖业(产生的畜禽粪便等沼气池原料)和种植业(消纳沼气池产物沼液沼渣)只是被动地适应沼气池，对农业生产的促动作用有限，不很适合现代农业发展的要求，沼气生态农业系统的作用没有发挥出来。沼气生态农业系统仍然是一个松散的系统，系统要素关联性与结合性较差，结构的协调性不够，综合功能也就难以发挥和表现出来。

2．3沼气生态农业系统与农村社会发展水平协调性不高

沼气池技术发展滞后于社会发展需求的问题，比如沼气池产气很难满足全年一日三餐用气的需要，所以沼气用户家庭多是“土灶”与“沼气灶”结合，表明“沼气灶”致命的弱点就是可靠性不强，农户很难接受这一点，我国农村社会正经历着变革，劳动力向城镇和二、三产业转移，农业生产向产业化发展，农村经济水平不断提升，给沼气发展带来严峻的挑战，原有沼气生态农业系统的结构与模式已经无法适应，如何应变成为必须解决的问题。同时户用沼气池“夏季气多用不完，冬季气少不够用”的矛盾，这一点充分说明沼气池产气技术系统还需进一步改造，沼气农业生态系统与绿色农业和农产品加工业等现代农业技术结合不够，对农业产业化发展缺乏牵引力。

2．4沼气生态农业系统的使用与管理、现状与发展不协调

沼气池是一个相对‘精密“的微生物生态系统。要保持正常使用离不开科学和规范的管理，否则就容易出现“病池”与“废池”，导致不能使用，前功尽弃的现象较为普遍。出现这种情况的根本原因是：1)科技宣传不够，农户不会规范使用，一些农户把沼气池当成了“垃圾池”；2)农户疏于管理，一些农户修建之前热情很高，一旦建成听之任之，致使小问题堆积成了大问题；3)政府管理机制不到位，同时也没有可以借鉴的经验；4)建池之前对沼气生态农业系统缺乏科学设计，发展具有一定的盲目性；5)农村缺乏相关的管理人员，出现问题不能及时解决。

2．5综合效益与农户需求不协调

沼气生态系统产生的综合效益目前还不是很高，与其他农业技术产生的综合效益相比还有一定差距，与农村非农业产生的综合效益相比差距就更大了，出现这种现象的根本原因：一方面是潜在效益没有充分发挥出来，例如社会效益中绿色农产品，部分产品得不到市场的认可，现实效益没有实现，品质与价值不相符。经济效益自然不会高。沼气农业生态系统的生态效益只有在规模化以后才能体现出来，单个农户的生态效益非常有限。另一方面，生态效益具有收益外泄的特点，沼气户产生的生态效益，使一个区域乃至国家免费受益，农户有前期投资和运行投入，却难有经济补偿，沼气生态农业系统的补偿问题应该值得研究考虑，从某种程度上讲，生态产品处于负债经营的状态，沼气农户尽管也是受益群体之一，但投入与产出之间存在差距。

2．6沼气技术的商品化与产业化发展不协调

目前沼气池和建池设备的商品化道路仍然很难，国内虽然在沼气池材料及产品方面有所改进，但仍存在造价高和运输困难，与传统的砖混结构相比没有明显竞争优势。另外，户用沼气池也面临产业化发展的挑战，一家一户的生产经营模式浪费人力资源，没有规模效益，没有竞争力，生产的产品难以与市场化接轨，因此在农村也应向大中型沼气池发展。沼液、沼渣的开发利用仅仅处于初级水平，只是简单的回田，距离商品化有机肥料或动植物有机营养液的目标甚远，还有待于进一步的探索研究。

五探讨及建议

1、建议地方政府出台畜禽养殖规模与农田种植规模相配套的规范，使沼渣、沼液得到全面综合利用。建议地方政府对新批建的养殖厂考虑规模与其周围农田种植面积配套问题。尽快出台养殖规模与种植面积相配套规范。严禁不相配套养殖，以保证沼液、沼渣的充分利用，防止二次污染环境。

2、要加大加强宣传培训，提高群众认识，培养沼气综合利用技术指导人员。建议将沼气综合利用列入农业技术推广项目，给予专项基金支持。同时，编印、制造沼气综合利用宣传资料、宣传片、挂图等。

3、探索三沼综合利用社会化。根据目前农村劳力现状和实际，可采取国家补助、私人购买抽肥设备和运输车辆的办法，解决沼液、沼渣运输问题。国家资助一批沼气综合利用示范厂和运输专业户，定期收集沼气户的沼渣、沼液，有偿向果农、菜农提供优质肥料，不局限于沼气村、沼气户自己用，以实现“三沼”综合利用最大化。

4、“三沼”综合利用技术上的问题，有待于深化。建议各地根据当地实情，因地制宜加以利用。(1)针对沼气综合利用存在夏天过剩问题，主张用柴油机改装成沼／柴发电机发电，即可解决夏天沼气过剩的问题，又可作为夏天农村电能的补充；(2)针对沼液季节性过剩的问题，又可采取多种模式，在条件允许的地区，作为农作物或经济林的有机肥料。

5、建立农村沼气生态农业的服务体系。服务体系建设和相应扶持政策是农村沼气得以健康发展的重要保证，农村沼气建设是一项合理开发利用自然资源，保护生态环境的系统工程，需要有一个稳定的管理和监督机构，一个完善的服务网络和一定的资金与政策扶持。各级政府要健全农村沼气建设、管理机构，形成一定的建设和服务体系，以保证农村沼气生态系统的良性发展。

总之，农村沼气生态农业系统，作为一种促进生态良性循环和有利于资源环境保护的农业生态体系。在实践中已显示出合理性和科学性，并且已得到各级政府的重视。它将与农业可持续发展接轨，投入更加高效和谐，产出更加稳定持续，在农业增产、农民增收、农村经济发展及农业生态环境保护等方面起到重大作用。