曾建腾,陈伟定,徐安佑,沈俊填
( 华南农业大学动物科学学院,广东 广州 510642 )
近年来,我国养猪业发展迅速,同时造成了一定程度的环境污染,也对环境保护提出了更高的要求。养猪业需要实现可持续发展,就必须解决规模化养猪场的粪尿产生及废弃物的转化问题,方可保证生产出安全无公害的猪肉产品[1-2]。随着人们愈发重视饮食健康,对农产品质量也提出了更高的要求,因此我国迫切需要实现养殖业和种植业的可持续发展[2]。种养结合可将畜禽产生的粪便作为有机肥的基础,为种植业提供有机肥来源,种植业生产的农作物还能够为畜禽养殖提供饲料源。该模式在猪养殖中的实践与应用促进了我国养猪业发展。本文对国内外种养结合生态循环农业在养猪生产领域的发展情况进行综述与分析,梳理典型的种养结合养猪模式,总结模式存在的问题,并进行前景展望,以期为养猪业如何改善规模养殖的环境保护问题、实现养猪业可持续发展提供参考。
目前多数国家对种养结合等农业循环发展模式展开了相关的推广和应用。如欧盟的农业模式是综合循环型,采取的手段是严格控制化学品的投放、限制废弃物的排放、推广作物间的轮种及种养结合下循环利用有机肥[3]。美国的农业模式是高科技循环型[4],日本的农业模式是环保循环型[5]。为减少污染,诸多国家在养猪生产中采取种养结合,即在粪污还田的基础上实现资源再利用。美国大力支持粪污还田,即农场的动物粪便运输到农田,为农田提供养分[6]。韩国采取的种养结合方式“猪-茶”使种养结合与循环的农业发展得以实现[7]。日本实行的种养结合方式“种植-沼-猪”取得了巨大的经济收益[8]。在德国,超过80%的养殖场采用种养结合模式,农场废物得以利用。粪污还田可使养猪产生的粪便等废弃物被农场的土地所吸纳,为养猪业的可持续发展打下良好基础[9]。澳大利亚的种养结合模式则可使企业和农业的发展紧密结合[10]。综上所述,多种模式相互配合、循环利用的模式在国外的养猪行业中已经非常成熟,值得借鉴。
国内养殖方式趋向集约化,且具备一定的稳定性,呈快速增长的趋势[11]。然而,由于养殖规模越来越大,使得猪场的环境保护问题日渐突出,也是造成农业污染严重的根本所在[12]。大型规模化养猪场亟须高效的治理方案和措施解决环保问题,因此采用种养模式治理猪场环境污染问题将是未来的研究热点和发展趋势。国内种养结合生态循环农业模式的研究结果见表1。
表1 几种种养结合生态循环农业模式Tab.1 Several current models of ecological circular agriculture combining planting and breeding
经过多年的发展和实践,种养模式的应用于研究已取得了许多成果,大力推进生态环保养猪模式向前推进。
2.1.1 “猪+X”家庭农场循环模式
“X”可表示菜、果和粮等,因此也称“猪舍+农田”的新型种养模式[19]。该模式的应用场景和优势大,上海率先引进了这种养猪新模式,并进行了大面积推广[20]。利用新模式的高循环利用率帮助农业生态链实现可持续发展,并且对日趋恶化的环境污染具有积极改善的作用。
2.1.2 “猪+沼+X”多配套循环模式
此模式在“猪+沼”的循环模式的基础上产生,“X”可表示稻、果、菜、茶、藕等。模式主体可以是具有规模性的猪场,也可以是农户,主要包括猪舍的建设、沼气池的建设、农田或茶园、果园等[21]。刘定发等[22]发现,实施“猪+沼气+果茶种植”的生态循环农业模式,能够改善土壤理化性能,活跃土壤中的微生物,增加土壤中营养元素含量(如氮、磷、钾等),进而提升土壤的肥力,同时对环境也具有一定的改善效果,在产生间接经济效益的同时,还能够产生一定的环境效益。徐妲等[23]指出,“猪+沼气+蔬菜种植”模式不仅提高了果品的品质,还能够在一定程度上提高果品的产量,涨幅达到了15%,且生产成本下降了40%。高春雨等[24]对“果树种植+猪养殖+沼气+窖+草种植”五配套生态养殖模式进行了研究和分析,和非模式户相比,养殖户使用该模式后的净现值增长了1 897元。
使用“猪+沼+X”多配套循环模式应结合不同地域的不同特点,如北方可充分发挥太阳能的作用,日光温室可将猪舍所产生的合适温度有序输送给需要营养的蔬菜,供应蔬菜光合作用所需的氧气、温度及一些其他必需元素。沼气挥发的CO2能够为蔬菜输送养分,还能够为农户提供所需能源,为蔬菜生长提供有机肥料[25]。
综上所述,猪粪经过特殊工艺处理后,可为蔬菜和林果等作物提供有机肥,生产更多的绿色农产品[26]。“猪+沼+X”多配套循环模式还能够连接生态观光和牧草种植等,延伸生态循环链和价值链,不仅能够减少各种污染物排放,还能够充分利用农业资源,确保养猪业可持续发展。
根据养猪主体对象有所不同,模式可分为以下几种。
2.2.1 农村庭院模式
户用沼气在我国产粮区已得到了广泛运用。农民结合当地实际情况,以农村庭院为中心,有机结合种、养殖,形成了具有自身特色的农村庭院式养猪模式,并取得了明显的效果[15]。其流程为选择场所,附近最好有池塘。猪粪用水冲洗,水倒入池塘,提供了丰富的养料给水生植物或鱼。水生植物可用于饲喂猪,鱼可出售盈利。该庭院式生态养殖在多水域的地方极易发展。
2.2.2 农业园区模式
农业园区模式是将发展生态示范区设置为重点示范的模式。先进模式能够解决过于闭环的生态环境,同时也能够满足不同养殖生态区多元化的发展要求。宣传普及这种优秀的模式能够帮助更多农业生态园区进行高速有效的升级优化工作,并且可在短期得到显著的成效[27]。如成都简阳市种养循环现代农业园区采用循环“闭合链系统”,养殖生猪、处理粪便和生产有机肥料、向果园大田施用有机肥料、处理秸秆后用于青贮饲料或有机肥料,最后又用于种植或养殖,形成了多层次、充分利用的种养循环,不仅节约成本、增加收益,对废弃物进行了处理,减少农业生产的环境污染,农产品的品质得到了保证。
2.2.3 龙头企业模式
将养猪大户作为该模式的主体,有机结合种植和养殖。在猪场附近修建规模较大的沼气工程,并建立相应的集污池收集粪污,之后再通过沼气系统将沼渣和沼液用于各类作物的种植,逐步建立相应的循环农业生产模式[28]。如甘肃省天水市丰缘种植养殖农民专业合作社通过“智能化+种养殖”一体化发展模式,不断做强特色产业,推动生态循环产业高效发展,引进厌氧曝气发酵系统,包括废弃处理系统、果园建设水肥一体化滴灌系统、生产车间引进智能化苹果分选线系统,使产品不断升级。
种养结合模式经过多年发展,取得了一定成果,但也存在一些问题:比如种养结合模式理念尚未贯彻,不清楚种养循环的主导产业,忽视种养结合的加工,认为种养结合只是简单的使用或组合,应加强种养结合循环养猪模式的宣传工作。其次,粪便养分利用率低,施用方式过于简单,缺乏粪污从收集、贮藏、运输到施用等工艺技术的体系标准。种养结合评价滞后,缺乏测土测肥等专业性的社会化服务。此外,种养结合缺乏长期有效的运行机制,不完整的效益链条导致粪肥还田的最后途径运行不畅。
种养结合模式能够实现对猪场废弃物的充分利用,也是我国振兴乡村的必经之路。现今,我国已建立标准畜禽粪污养分管理制度,同时,一些第三方组织与服务也在迅速发展。猪场的粪污还田工作中,更为普遍的机械化信息化成为基础,建立了覆盖全农田的监测网络[29]。种养结合的养猪模式的优势得到充分发挥,在未来的发展中具有广阔的发展前景。
目前我国养猪业发展迅猛,逐渐发展为集约化与规模化产业,但也受到各类因素的影响,不但制约了养殖产业的良好发展,也会对生态环境产生不利影响。种养结合的养猪模式利用了种植业与养殖业的关联性,提高二者的效率和经济效益,还可减轻环保压力。通过种养结合生态循环发展模式,可保障养殖产业的经济效益,同时促进生态效益提升,是一种符合我国养猪业业发展的良好模式。