鄱阳湖生态经济区循环农业的几种模式

2014-01-26 22:17黄国勤
浙江农业科学 2014年5期
关键词:鄱阳湖经济区秸秆

黄国勤

(江西农业大学生态科学研究中心,江西 南昌 330045)

循环农业是继生态农业、有机农业、可持续农业等诸多农业发展模式之后,提出的相对于传统农业的一种新的农业发展模式[1]。循环农业是运用可持续发展思想和循环经济理论与生态工程学方法,结合生态学、生态经济学、生态技术学原理及其基本规律,在保护农业生态环境的基础上,充分运用现代农业高新技术,调整和优化农业生态系统内部结构及产业结构,提高农业生态系统物质和能量的多级循环利用,严格控制外部有害物质的投入和农业废弃物的产生,最大限度地减轻环境污染,以此实现节能减排与增产增收的目的,促进现代农业和农村的可持续发展。简单地说,循环农业就是运用物质循环再生原理和物质多层次利用技术,实现较少废弃物的生产和提高资源利用效率的农业生产方式。循环农业作为一种环境友好型农业生产方式,具有较好的经济效益、生态效益和社会效益。

循环农业发展,遵循公认的“3R”原则:减量化 (reduce)原则,即尽量减少进入生产和消费过程的物质量,节约资源使用,减少污染物的排放;再利用 (reuse)原则,提高产品和服务的利用效率,减少一次用品污染;再循环 (recycle)原则,物品完成使用功能后能够重新变成再生资源。

循环农业应用现代先进的农作物综合加工利用技术与设备,依托种植业发达和农作物秸秆资源丰富的优势,为市场提供质优价廉与商品化程度高的农产品,促进养殖业优质高效发展,提高农作物秸秆的利用率和经济效益,并使秸秆饲料加工、养殖业、生物有机肥、种植业四者之间形成有机的产业循环链,建立起农业资源高效利用的集约化现代农业经济循环体系,全面提高农业资源利用效率和农业生产经济效益,实现农业增效、农民增收、农村繁荣,促进和加快生态创建工程建设及生态村建设。由于遵循“3R”原则,循环农业一般均具有资源投入低、能量效率高、物质产出多、环境污染少、系统功能强的基本特征。

1 鄱阳湖生态经济区概况

鄱阳湖生态经济区是以江西鄱阳湖为核心,以鄱阳湖城市圈为依托,以保护生态、发展经济为重要战略构想的经济特区。国家规划把鄱阳湖生态经济区建设成为世界性生态文明与经济社会发展协调统一、人与自然和谐相处的生态经济示范区和中国低碳经济发展先行区。国务院已于2009年12月12日正式批复《鄱阳湖生态经济区规划》,标志着建设鄱阳湖生态经济区正式上升为国家战略。这也是新中国成立以来,江西省第1个纳入国家战略的区域性发展规划,是江西发展史上的重大里程碑,对实现江西崛起新跨越具有重大而深远的意义。

鄱阳湖生态经济区是我国南方经济最活跃的地区之一,位于江西省北部,包括南昌、景德镇、鹰潭3市,以及九江、新余、抚州、宜春、上饶、吉安市的部分县 (市、区),共38个县 (市、区)和鄱阳湖全部湖体在内,面积为5.12万km2。占江西省国土面积的30%,人口的50%,经济总量的60%。该区域是我国重要的生态功能保护区,是世界自然基金会划定的全球重要生态区,承担着调洪蓄水、调节气候、降解污染等多种生态功能。鄱阳湖是长江的重要调蓄湖泊,年均入湖江水量约占长江径流量的15.6%。鄱阳湖水量、水质的持续稳定,直接关系到鄱阳湖周边乃至长江中下游地区的用水安全。鄱阳湖生态经济区还是长江三角洲、珠江三角洲、海峡西岸经济区等重要经济板块的直接腹地,是中部地区正在加速形成的重要增长极,是中部制造业重要基地和中国三大创新地区之一,具有发展生态经济、促进生态与经济协调发展的良好条件。

按照《鄱阳湖生态经济区规划》要求,在鄱阳湖生态经济区大力发展环境友好型产业,包括发展高效生态农业、创建新型工业体系和培育现代服务业。显然,作为农业大省的江西和“鱼米之乡”的鄱阳湖,在实施建设鄱阳湖生态经济区国家战略的今天,大力发展循环农业,具有重要的理论与实践意义[2]。

2 循环农业的典型模式

2.1 多熟种植模式

多熟种植是我国传统农业的精华所在,亦是循环农业的重要模式。多熟种植模式的最本质特征就是集约、高效利用土地 (耕地)、光、温、水、时(季节)等自然资源和社会经济资源,是一种典型的资源节约型循环农业模式。

鄱阳湖生态经济区多熟种植模式主要有以下几种[3]。多熟复种,节地节时,如在稻田实行肥-稻-稻1年3熟复种制,一田3收,真正实现了一地多用节地。一年多熟节时,间混套作,节肥减药,永修县是鄱阳湖生态经济区中的种棉大县,该县农民为减少棉田施肥量和农药喷洒量,将大豆、花生、绿豆、辣椒、大蒜等与棉花进行间、混、套作,由于豆科作物 (大豆、花生、绿豆)的生物固氮作用和辣椒、大蒜等对棉花病、虫害的驱赶作用,有效地减少了棉田的肥料、农药施入量,真正起到了节肥、减药的作用。轮作换茬,改土培肥,改革开放以来,特别是进入新世纪以后,鄱阳湖生态经济区的广大农民,将长年种植绿肥 (紫云英)-双季稻的连作稻田,改种棉花、蔬菜、花卉、苗木等,实行轮作换茬,不仅改善了土壤的理化和生物学性状,还有效地消除了土壤中各种有毒、有害物质,减少了土壤污染和农作物病虫害,起到了改土、消毒 (消除有毒物质)、除害 (去除有害物质)、减病 (减少农作物病害)、少虫 (减少农作物虫害)、增肥 (增加土壤肥力)的显著效果。

2.2 秸秆利用模式

农作物秸秆是农业生产中的重要农业资源,是农业生产的非目标产品,是副产品、副产物,具有种类多、数量大、分布广、价值高的特点。按照循环农业的再利用原则,鄱阳湖生态经济区秸秆资源的利用方式主要有以下途径。

能源化。该区家家户户都曾经将农作物秸秆用作燃料烧饭、炒菜、取暖等,虽然现在条件好了,大部分地区可以用上煤或煤气,但用农作物秸秆作为辅助燃料在一些地区仍然存在,或仍不失为一些地区的生活能源的来源之一。

饲料化。最原始的方式就是到冬天用稻草喂牛,现在虽然养牛农户大为减少,但稻草喂牛仍然存在。秸秆氨化生产饲料养猪是当前比较流行的做法,效果良好,湖区 (鄱阳湖生态经济区)也不例外。

肥料化。作物秸秆用作肥料,至少有5种途径[4]:一是秸秆覆盖还田,如在收割完晚稻后,将1/2或1/3的稻草 (粉碎后,亦可不粉碎)直接撒入稻田,不仅可作为肥料还田,还可为冬季绿肥紫云英保暖防寒防冻以安全越冬;也有的地方在种植旱地作物时,尤其是每年7-10月的伏旱秋旱期间,为了防旱抗旱,在作物的行间或株间覆盖一层稻草或其他作物秸秆以保墒保水。二是秸秆立秆还田,鄱阳湖周边地区农民种植的晚玉米 (秋玉米)收获后,仅将玉米棒子采下,玉米植株仍然直立于田间,并在玉米植株行间套种豌豆,待豌豆长大后,其藤本茎便可攀缘在玉米植株上,对促进豌豆生长和实现高产有利。此外,湖区棉区 (湖口、彭泽等县)在棉花收获后将棉株保留在田间,用以作为其后作物 (豌豆等攀缘草本植物)攀缘之用。三是堆沤积肥还田,将收获的作物秸秆,适当粉碎后 (亦可不粉碎),堆成一堆 (往往用肥沃的表土覆盖在其表面),再用塑料薄膜将整个土堆覆盖,待一段时间后,里面的秸秆慢慢腐烂即变成上好的有机肥。四是用秸秆垫猪、牛栏,不仅有利于猪、牛保暖防寒防冻以安全过冬,还有利于积制优质的有机肥猪牛栏粪。五是草木灰还田,传统上多是秸秆用作燃料燃烧后成草木灰还田;现在,湖区很多农民,由于劳动力缺乏,直接将作物秸秆付之一炬,在田里就地焚烧成草木灰还田,尽管这种方法不科学、不合理、不环保,政府不赞成,但农民从简单、易行角度,还是常常这样做。

材料化。一是用秸秆制作土砖,在湖区的余江、余干等县,农民常将稻草切成一小段一小段,混入泥土中,混匀后将泥土制成土砖块,以用于农村建房砌墙,现在生活条件改善了,这种做法已较少见到。二是用秸秆做扇子、草帽,以前,湖区农村还常用小麦秆编织扇子、草帽等,现在条件变了,已很难见到。三是稻草、麦秆可用作覆盖材料,起保温作用。四是用秸秆垫床,到了冬天,湖区农民常用稻草铺在床板上,上面盖席子,用以保暖,以安全过冬。

原料化。作物秸秆中,很多可用于工业原料及建筑和保温材料等。如麦秆、麻秆等可以造纸;玉米秸秆全身是宝,可提取淀粉,加工饴糖,酿酒、醋,生产饮料;玉米皮用于编织,其产品柔软,发出自然芳香,是农村一项兼工艺、环保和创汇产业。作物秸秆资源用于工业原料的用途很多,潜力也很大。

高效化。将作物秸秆用于栽种食用菌,实现农菌结合,种植业与养殖业、加工业结合,这是秸秆高效化利用途径[5]。

2.3 粪便利用模式

畜禽粪便是农业生产系统中产生的垃圾、废物。按照循环农业的再循环原则,创新了不少农牧循环的新模式[6]。湖区广大群众对畜禽粪便有以下几种再利用、再循环方式:能源化方式。在湖区的余江、余干、东乡等县农村,将牛粪做成球状或块状,晒干后作为柴火烧饭、炒菜或冬天加热取暖。肥料化方式。过去直接将畜禽粪便施入农田作肥料;近年来出现工厂化有机肥生产方式,将畜禽粪便通过干燥、去臭、消毒等多个工艺程序,生产出颗粒状有机肥,既可供当地农业生产使用,也可作为商品出售他地,这是循环农业的新发展。饲料化方式。将畜禽粪便施入水库、池塘的水体中,作为养殖鱼类直接或间接的饲料,但浓度不能过大,否则容易引起水体富营养化。沼气化方式。将畜禽粪便注入沼气池,实现“三沼”(沼气、沼液、沼渣)综合利用,一举多得,成效显著;这种方式在湖区也是很普遍的,尤其是大型养殖场多采用这种方式。

2.4 淤泥利用模式

鄱阳湖生态经济区各乡镇、农村,由于农业生产和矿山开采等多种原因造成水土流失,致使河、塘、湖、库出现严重的淤泥积滞,造成库容锐减,不仅加重水旱灾害,而且由于泥沙淤积太多、太厚、太重,影响水上航运,影响农业及经济社会的可持续发展。

湖区农民按照循环农业的资源化、无害化理念,实行废物再用、资源再生,化害为利、变废为宝,将大量淤泥集中收集并施入农田用作肥料,形成淤泥→肥料→农作物→高产高效的良性循环,既疏通了河道、扩大了库容,又开辟了农业生产的有机肥源,促进了农作物的高产高效,可谓一举两得、事半功倍。

2.5 沼气利用模式

建立以沼气为纽带的循环农业系统,是实现废物资源化、无害化、高效化的重要途径,也是国内外公认的成功模式。据胡振鹏等[7]研究,江西建设了103.87万个农户家用沼气池和250个大、中型沼气工程,每年可以节省木材600万m3余,相当于75万hm2林地的活立木蓄积量;农作物施用沼肥,节省化肥农药,比传统模式提高肥效20%左右。据有关资料[8],到2008年底,鄱阳湖生态经济区共建设沼气池近80万个,约占农户总数的20%。

利用沼气池,将农业和农村生产、生活中产生的作物秸秆、人畜粪便,以及各种生活垃圾等有机废弃物转变为有用的资源沼气、沼液、沼渣,以供农业生产和农村生活综合利用。万年县是江西省养猪大县,更是湖区有名的养猪大县[9]。该县曾因大规模养猪造成严重的环境污染,猪粪成山、污水四溢、蚊蝇飞舞、臭气熏天。2009年12月,响应建设鄱阳湖生态经济区国家战略号召,该县在省有关部门的支持下,依托齐顺种猪有限公司,兴建大中型沼气池,铺设沼气输送管道3000 m、沼液灌溉渠道3000 m,同时,整合农业开发项目,整修机耕道3200 m。对项目区域内万头猪场粪便进行无害化发酵处理,将清洁能源沼气用管道输入周边贫困户家里作为燃料利用,发酵后的沼液、沼渣用于生态产业区渔业、泡桐、蔬菜、油茶、雷竹种植的有机肥料,不仅节省生产、生活成本,还有利于扩大农业生产,特别是为生产无公害农产品、绿色食品、有机食品提供了有利条件,深受当地农民欢迎。据对该县塘背村农户调查统计,因免费使用沼气做饭,仅此一项每户农户年平均节省燃料费1300多元。

目前,鄱阳湖生态经济区各县 (区、市)沼气利用模式有以下几种:种养结合模式。主要有猪-沼-果、猪-沼-菜、猪-沼-稻等模式。近年来,湖区大力推广猪-沼-果循环农业模式,推行牧果结合、牧粮结合、牧菜结合等种养模式,建立与种植业紧密结合的畜牧业生态经济体系,在一定程度上加强了养猪场环境污染治理工作。目前,全区实施猪-沼-果的果园面积比重约为25% ~30%,与沼、果结合的养殖户超过1.5万户,而且还拓展了猪-沼-果模式,把养猪拓展到养牛、养禽,种果拓展到种植蔬菜、花卉、粮食等农作物,如果园养鸡、稻鸭共栖等模式。养养结合模式。主要有猪-沼-鱼、猪-沼-珠、猪-珠共养,以及鸭-珠共养等多种模式。养种养结合模式。主要有养-养-种模式,利用猪粪尿及沼液养鱼、养珍珠等,水面种植水生植物;养-种-养模式,主要为猪粮结合,用猪粪尿种植粮食作物,利用粮食发展养殖业;还有养猪-种桑-养蚕-养鱼、养猪-种草-养鱼、养猪-种食用菌-菌糠养畜、养猪-种草-养畜、猪-沼-草-鱼等。

2.6 用养结合模式

在用地的过程中积极养地,不断恢复、培养、提升农田土壤肥力,这是我国几千年来农业经久不衰的奥秘,也是循环农业得以不断循环之根本所在。

鄱阳湖生态经济区各县 (区、市)在农业生产过程中,实行用养结合,确保地力常新壮的途径与措施主要有:广种绿肥,包括种植紫云英、肥田萝卜、蚕豆、豌豆、苕子、油菜等,利用绿肥养地;种植豆类作物,如大豆、绿豆、豇豆、花生等,利用生物固氮作用,增加土壤氮素;广辟有机肥源,如将作物秸秆、猪牛栏粪、鸡粪鸭屎、草木灰、骨头粉和各种生活垃圾等广泛收集并施入农田;适施化肥,做到有机肥与无机肥结合。

2.7 生态减灾模式

利用农业生态系统中不同生物种间存在着相生、相克的关系,进行绿色防控、生态减灾,以做到既防治作物病虫害,实现农业高产稳产,又不施或少施农药,不仅节省生产成本,还能保护农业生态环境,真正实现循环农业的减量化、无害化要求[10]。

目前,已在鄱阳湖生态经济区,利用生物相生相克作用,实现农业生产减病防虫、生态减灾。具体途径有稻田立体种养。包括:一是田埂种草(诱虫)、田埂种豆 (保护天敌);二是稻田养鸭、稻蛙共育、稻鱼 (鱼、虾、蟹)共生等。二者均可有效减轻水稻病、虫害,达到少用或不用农药的目的。据研究,采用稻田养鸭,鸭子不仅可以吃掉稻飞虱、二化螟等害虫及各种杂草,而且鸭子的活动还可增加水稻行间的通风透光,减少纹枯病的发生,一般稻田养鸭150~225只·hm-2就有很好的灭虫、除草、减病、肥田效果。利用害虫趋光、趋色特性,控制稻田虫害。在湖区稻田 (田埂或田中),放置频振灯或太阳能灯,色板等,以引诱水稻害虫,从而达到杀灭害虫控制虫害的目的。一般在3~4 hm2稻田安装1盏频振杀虫灯或太阳能杀虫灯诱杀水稻害虫,效果就十分明显。实行作物轮作,尤其是水旱轮作,可有效减少农田作物病、虫、草害,还可消除农田土壤中的有毒、有害物质,达到清洁农田、健康种植的目的。

2.8 清洁能源利用模式

充分利用清洁能源、可再生能源,尽量减少不可再生的化石能源的投入,是循环农业“3R”原则的充分体现。鄱阳湖生态经济区清洁能源、可再生能源资源丰富,开发利用潜力巨大。充分开发利用清洁能源,并将之应用于发展农业生产和农村生活,是鄱阳湖生态经济区循环农业的又一重要模式与特色。

地热资源。据有关资料[11],江西中低温地热资源非常丰富,全省现有温泉96处、热水钻孔20多处,最高温度达84℃ (温泉)及88℃ (钻孔),50℃以上约占30%;pH值在5.3~8.7;温泉总流量平均718.6 L·s-1,热水钻孔总自流量平均151.4 L·s-1,其中约有1/3左右分布于鄱阳湖生态经济区各县 (区、市),有少部分已经利用了,但大部分亟待开发。如能将其中1/2~1/3尽快开发并应用于发展循环农业生产和农村生活,那将是十分有益的。

水电资源。鄱阳湖生态经济区水资源十分丰富。鄱阳湖汇纳流域内赣江、抚河、信江、饶河、修河5条大河来水,经调蓄后,由湖口注入长江,其水系年均径流量约占长江流域年均径流量的15.6%。在正常水位情况下,鄱阳湖容水量就达260亿m3,鄱阳湖每年流入长江的水量超过黄、淮、海三河水量的总和。可见,鄱阳湖、鄱阳湖流域、鄱阳湖生态经济区水资源之丰富。将如此丰富的水资源转化为电能,大兴水力发电,潜力大、效果好,必将对区域循环农业及整个经济社会的发展具有重要意义和广阔前景。

风能。江西省气象局陈双溪等[12]利用鄱阳湖区4种观测站的风资料,计算了鄱阳湖区的平均风功率密度、有效小时数、年平均风功率密度、风能总储量及技术可开发量,评价了风能资源分布特征。结果表明,鄱阳湖区风能资源丰富,技术可开发量约为210万kW。受狭管地形作用,该区域风向稳定,风能资源品质较优。

生物质能。鄱阳湖生态经济区生物质能资源丰富,通过现代生物工程技术,将其转化为生物燃料(如生物柴油),并将之用于发展循环农业生产、改善群众日常生活,将是功在当代、利在千秋的大好事,对于推进鄱阳湖生态经济区国家战略实施具有重要的理论与现实意义。

[1]高旺盛,贾敬敦.中国循环农业研究进展 [M].北京:中国农业出版社,2010.

[2]黄国勤.探索鄱阳湖生态经济区建设 [M].北京:中国环境科学出版社,2011.

[3]黄国勤.鄱阳湖区农业生态系统可持续发展研究[M].北京:中国环境科学出版社,2011.

[4]黄国勤.中国南方作物秸秆资源及其开发利用 [J].自然资源,1997(5):64-70.

[5]胡豹,杨良山,王丽娟,等.浙江创意农业的实践模式、发展思路与战略对策 [J].浙江农业学报,2013,25(6):1410-1406.

[6]朱江群,钟阿春,傅福根.3种农牧循环新模式的探讨[J].浙江农业科学,2011(6):1413-1415.

[7]胡振鹏,胡松涛.“猪-沼-果”生态农业模式[J].自然资源学报,2006,21(4):638-644.

[8]杨锦琦.构建鄱阳湖生态经济区低碳农业发展的路径思考[J].科技广场,2012(5):164-170.

[9]余忠效,陈章鑫.小沼气成就生态产业链:江西省万年县扶贫办实施鄱阳湖生态经济区项目侧记 [J].老区建设,2010(7):19-20.

[10]黄国勤.鄱阳湖生态环境保护与资源开发利用研究[M].北京:中国环境科学出版社,2010.

[11]钟志勇,温志华.江西地热发电的开发前景及对策 [J].能源研究与管理,2011(2):8-11.

[12]陈双溪,聂秋生,曾辉,等.鄱阳湖区风能资源储量及分布研究 [J].气象与减灾研究,2006,29(1):1-6.

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