农业循环体系.docx

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农业循环体系

农业循环体系

一、循环农业概念

循环农业是指以生态规律为基础，以资源高效循环利用和生态环境保护为核心，以减量化、再利用、资源化为原则，以低消耗、低排放、高效益为基本特征，建设资源节约型、环境友好型农业，实现农业可持续发展理念的农业发展模式。

二、循环农业的主要特征

包括四个方面：

1、遵循循环经济理念的新生产方式，农业经济活动按照“投入品→产出品→废弃物→再生产→新产出品”的反馈式流程组织运行。

  2、一种资源节约与高效利用型的农业经济增长方式，提高水资源、土地资源、生物资源的利用效率，开发有机废弃物再生利用的新途径，探索微生物促进资源循环利用新方法。

3、一种产业链延伸型的农业空间拓展路径，实行全过程的清洁生产，使上一环节的废弃物作为下一环节的投入品，在产品深加工和资源化处理的过程中延长产业链条，建立起比较完整、闭合的产业网络。

4、一种建设环境友好型新农村的新理念，遏制农业污染和生态破坏，在全社会倡导资源节约的增长方式和健康文明的消费模式，使农业生产和生活真正纳入到农业生态系统循环中，实现生态的良性循环与农村建设的和谐发展。

三、循环农业遵循的原则——“3R”

循环农业发展同样要遵循循环经济的“3R”原则，即减量化原则（Reduce）、再利用原则（Reuse）、再循环原则（Recycle）。

其目的是真正实现农业生产源头预防和全过程治理，其核心是农业自然资源的节约、循环利用，最大限度发挥农业生态系统功能，推进农业经济活动最优化。

一是减量化，实现“九节一减”，即节地、节水、节种、节肥、节药、节电、节柴（节煤）、节油、节粮、减人，最大限度地节省农业投入成本。

二是再利用，对各类农产品、土特产品、林产品、水产品及其初加工后的副产品及有机废弃物进行系列开发、反复加工、深度加工，不断增值。

三是再循环，将农村中的农业废弃物（秸秆）、规模养殖中的畜禽粪便、生活垃圾等，化害为利，变废为宝，再回到农业生态系统中去。

现在农村最可行、最常用的措施是把这些转化为沼气，为农村提供清洁能源，制作有机肥料。

四、农业废弃物分类

农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括作物生产过程中的植物残余类废弃物，渔牧业生产过程中产生的动物废弃物，农业加工过程中产生的加工类废弃物和农村生活垃圾等。

按其成分，主要包括植物纤维性废弃物（农作物秸秆、谷壳、果壳及甘蔗渣等农产品加工废弃物）和畜禽粪便两大类。

狭义的农业废弃物特指秸秆和畜禽粪便。

我国每年产生的农业废弃物大约有40多亿吨，其中畜禽粪便26亿吨，农作物秸秆7亿吨。

农业废弃物的数量不断增多，大多数没有被作为资源利用,随意丢弃或者排放到环境中，对生态环境造成很大的污染。

五、国内外生态农业循环的主要模式

1、按循环的范围进行分类

1）农田内循环模式

（1）间套种：

例如豆科作物和禾本科作物的间套种，就有不同物种间的养分交换，产生养分在作物间的循环；

（2）秸秆还田：

通常是上一茬的作物秸秆，通过秸秆还田成为下一茬作物的养分，也有通过堆肥成为下一茬作物的养分；

（3）农田养殖：

稻田养鸭、养鱼、养蟹、养青蛙等动物取食农田杂草和小动物，动物粪便回田成为作物肥料；

（4）坡地水保措施：

通过生物措施和工程措施，坡地养分和水分可以更多地在林地、果园和梯田中循环利用。

例如果园种草（生物措施）可以使养分留在果园内循环，水平梯田（工程措施）和水窖建设可以减少水分和养分离开坡地，增加循环；

（5）接种根瘤菌或菌根菌：

利用作物根系分泌物与微生物之间的物质相互作用，达到互利和循环的目的；

（6）施肥控制：

通过平衡施肥、控释肥、精确农业等措施控制肥料的使用时间和使用量，减少养分投入和流失，可以增加系统内的利用效率和循环比例；

2）种养间的循环结构

（1）种养直接连接：

植物饲料－动物肥料关系，例如饲料作物（玉米、大豆、苜蓿、象草、苏丹草、黑麦草、三叶草）种植与养牛、养猪、养鸡、养鱼的结合，作物秸秆喂饲动物，动物粪便肥田；

（2）加沼气环节：

猪－沼－果模式，四位一体（养猪－沼气－种菜－温室）模式；

（3）加食用菌环节：

（养殖业粪便＋种植业秸秆＝培养基）→培养食用菌→菌渣做农田肥料；

（4）加蚯蚓环节：

通过蚯蚓处理作物秸秆、动物粪便、污水处理厂污泥等，使废物资源化后再重新利用，例如利用蚯蚓进行秸秆堆肥、粪便堆肥、污泥堆肥等；

（5）加鱼塘环节：

著名的桑基鱼塘就是基上种桑养蚕，蚕沙下塘养鱼，塘泥回基肥桑的循环模式，今天已经演化出花基鱼塘、蔗基鱼塘、草基鱼塘、塘边养鸭、塘边养猪等循环体系；

2、基于农业的大循环

1）农业经营实体之间的循环

种植业公司＋养殖业公司，种植业农场＋养殖业农场，种植业专业户＋养殖业专业户等经营实体之间的循环模式，例如专业果场向养鸡企业定期购买鸡粪，种茶专业户向种蔗专业户购买蔗叶覆盖茶园、向养牛专业户收购牛粪等；

2）城市工矿和农村之间的循环

七十年代前工业不发达，城市垃圾主要是有机物，大多数直接返还农村做有机肥。

八十年代后随着工业的发展，城市固体废物以填埋焚烧为主、废水集中处理为主，截断了返还农村的通道。

现在逐步提倡垃圾分类收集，其中的有机成分鼓励更多循环到农林业。

由于推行工业污水的达标排放、生活污水和工业污水的分离、有害物质的处理技术进步，城市污水处理厂的污泥更多可以适合循环使用；

3）农业与地球生物化学循环

农业的物质输入和输出本身就是全球物质循环的一部分，其中植树造林和保护森林，对增加碳的循环吸收量，稳定大气二氧化碳浓度有重要作用。

3、按接口技术的连接方向不同分类

1）时空结构型

这是一种根据生物种群的生物学、生态学特征和生物之间的互利共生关系而合理组建的农业生态系统，使处于不同生态位置的生物种群在系统中各得其所，相得益彰，更加充分的利用太阳能、水分和矿物质营养元素，是在时间上多序列、空间上多层次的三维结构，其经济效益和生态效益均佳。

具体有果林地立体间套模式、农田立体间套模式、水域立体养殖模式，农户庭院立体种养模式等。

2）食物链型

这是一种按照农业生态系统的能量流动和物质循环规律而设计的一种良性循环的农业生态系统。

系统中一个生产环节的产出是另一个生产环节的投入，使得系统中的废弃物多次循环利用，从而提高能量的转换率和资源利用率，获得较大的经济效益，并有效的防止农业废弃物对农业生态环境的污染。

具体有种植业内部物质循环利用模式、养殖业内部物质循环利用模式、种养加工三结合的物质循环利用模式等。

3）时空食物链型

这是时空结构型和食物链型的有机结合，使系统中的物质得以高效生产和多次利用，是一种适度投入、高产出、少废物、无污染、高效益的模式类型。

4、按产生能源的要求设计的生态农业模式

1）北方“四位一体”能源生态农业模式

在农户庭院或田园,选一处坐北朝南、背风向阳的空地，建一个200-600平方米的日光温室，其内部一端（南侧除外）是20平方米的畜禽和1平方米的卫生厕所，畜禽舍下部是6-10立方米的沼气池，就组成了一个“四位一体”，农村能源生态模式。

主要形式是养鸡—鸡粪喂猪—猪粪进入沼气池—沼气用于生活燃气照明、沼气液渣作肥料生产大棚蔬菜，实现了养殖粪便的循环再利用，既改善生态循环，又增加了效益。

2）南方“猪－沼－果”能源生态农业模式　

该模式是利用山地、农田、水面、庭院等资源，采用“沼气池、猪舍、厕所”三结合工程，围绕主导产业，因地制宜开展“三沼（沼气、沼渣、沼液）”综合利用，从而实现对农业资源的高效利用和生态环境建设、提高农产品质量、增加农民收入等效果。

工程的果园（或蔬菜、鱼池等）面积、生猪养殖规模、沼气池容积必须合理组合。

工程技术：

猪舍建造技术、沼气池工程建设技术、贮肥池建设技术、水利配套工程等。

运作方式：

沼气用于农户日常做饭点灯，沼肥（沼渣）用于果树或其他农作物，沼液用于拌饲料喂养生猪，果园可以套种蔬菜和饲料作物，从而保证了育肥猪的饲料供给。

农户除养猪外，还包括养牛、养鸡等养殖业；果业也可包括粮食、蔬菜、经济作物等种植业。

核心技术：

养殖场及沼气池建造、管理技术，果树（蔬菜、鱼池等）种植和管理等。

3）西北“五配套”能源生态农业摸式

　“五配套”能源生态农业模式是解决西北干旱地区的用水，促进农业持续发展，提高农民收入的重要模式。

其主要内容是，每户建一个沼气池、一个果园、一个暖圈、一个蓄水窖和一个看营房。

“五配套”模式以农户庭院为中心，以节水农业、设施农业与沼气池和太阳能的综合利用作为解决当地农业生产、农业用水和日常生活所需能源的主要途径，并以发展农户房前屋后的园地为重点，以塑料大棚和日光温室等为手段，以增加农民经济收入，实现脱贫致富奔小康。

这种模式的特点是以土地为基础，以沼气为纽带，形成以农带牧（副）、以牧促沼、以沼促果、果牧结合的配套发展和良性循环体系。

据陕西省的调查统计，推广使用“五配套”模式技术以后，可使农户从每公顷的果园中获得增收节支3万元左右的效益。

5、按循环系统划分

1）农业产业内部循环系统

如种植—养殖—种植。

在我国各地有形式多样、各具特色的农业产业循环模式。

在种—养—种的基础上，还派生出猪—沼—菜、猪—沼—果、猪—鱼—菜等符合生态农业发展的新模式。

2）农业—工业循环系统

如广西贵糖（集团）股份有限公司创造了多门类工业和种植业相结合的农业循环系统：

甘蔗园是起点，生产出工业原料甘蔗，由甘蔗发展出糖、纸、酒精、建材等产品的工业生产，最后酒精厂的复合肥车间生产的专用复合肥和锅炉的部分煤灰又作为肥料回到蔗田。

3）种植—养殖—工业—营销系统

如蚌埠丰原集团的主导产品是玉米，玉米加工制柠檬酸、制药、制燃料酒精、食品和饲料，饲料养殖家畜，肥料又返田。

同时建立营销系统出售自己生产的各类产品，将种、养、加工、营销组合成一个系统。

4）农业—工业—旅游业系统

如沈阳市的辽宁亚洲红集团集葡萄栽培园、酿造和制药厂以及葡萄园观光为一体，形成农业－工业－旅游业系统。

6、按国内外划分循环模式

1）国外循环农业的典型模式：

按照“再利用、减量化、资源化”的3R循环经济原则，属于过程性、输入端和输出端方法，各国结合其资源特征、产业结构，发展了多种循环农业模式，都充分体现了循环经济的“3R”原则。

（1）物质再利用模式

（a）日本爱东町地区循环农业 爱东町地区循环农业的核心内容是发展油菜生产。

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。

爱东町地区循环农业有效促进了资源在农业经济系统中的高效再生，减少了外部资源投入和农业废弃物排放，实现了资源合理循环再利用和生态环境保护，符合循环经济的基本原则。

（b）德国的“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。

油菜籽是德国目前最重要的能源作物，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。

（2）减量化模式

（a）美国的精准农业 精准农业也称精确（细）农业，追求以最少的投入获得优质的高产出和高效益。

指导思想是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，最大限度地优化使用农业投入（如化肥、农药、水、种子等）以获取最高产量和经济效益，减少使用化学物质，保护农业生态环境，精准农业是“减量化”的循环农业。

美国是世界上实施精准农业最早的国家之一，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精确农业技术试验，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精确农业技术。

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。

（b）以色列节水农业 为了保持区域水环境和生态的持续稳定，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，l0％为微喷，5％为移动喷灌，完全取代了传统的沟渠漫灌方式。

成效最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。

（3）资源化模式

（a）日本菱镇的循环农业 菱镇是发展循环农业较早且较成功的地区，是将农业生产和生活中的废弃物转化为有机肥，发展废弃物资源化的循环农业模式。

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。

此后，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。

此外，菱镇对厨房垃圾进行统一收集和处理，制成有机肥。

（b）英国的“永久农业” “永久农业”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最大化。

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。

“永久农业”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。

“永久农业”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。

（4）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，菲律宾玛雅农场是一个成功的生态产业园典范。

玛雅农场最初只是一个面粉厂，从20世纪70年代开始，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，最后再取塘水、塘泥用来肥田。

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。

2）国内循环农业模式

（1）以生态农业模式的提升和整合为基础的循环农业模式

这种模式在生产流程中自始至终贯穿着经济、生态、社会三大效益统一的基本思想，是生态农业模式的精华部分。

它强调农业发展的生态整合效应，通过建立“资源—产品—再利用—再生产”的循环机制，实现经济发展与生态平衡的协调，实现“两低一高”（资源低消耗、污染物的低排放、物质和能量的高利用）。

它通过“企业+基地+农户”或农民专业协会等组织形式将散户农民集中管理，扩大生产规模，实行种养加一条龙的生产模式。

（2）以农业废弃物资源的多级循环利用为目标的循环农业模式

以农业废弃物资源为原料的生物质产业在以往任何一种农业经济模式中都没有被列入到整个农业生产系统的循环路径当中。

然而随着国际上对于生物质能开发利用的广泛关注,以及各种生物质能转化技术的成熟和发展,作为一种有效缓解全球能源危机问题的途径，生物质产业应该引起高度重视。

这种模式的特点是将生物质产业作为一个重要的子系统引入到整个农业生产系统的循环路径当中，寻求农业废弃物资源，特别是农产品加工业产生的废水、废气、废渣的综合利用途径。

在整个循环路径的物流中，没有废物的概念，只有资源的概念。

例如湛江农垦将甘蔗做成六大产业，过去亏本的甘蔗种植行业，如今已经形成了糖、碎粒板、发电、酒精、有机肥、造纸等六大产业，该产业链主链条分别是甘蔗→制糖→蔗渣→造纸、碎粒板或燃烧发电；制糖产生的废糖蜜→酒精；滤泥→有机肥→甘蔗生产。

这一产业链是纵向闭合的，由甘蔗发展出糖、纸、酒精等主要产品的生产，最后废物利用产生的有机生物肥又回到了蔗田，实现了资源的循环利用。

或者河南的豫东地区利用秸秆、粪便等废弃物造沼气等等。