生态循环农业一般指生态农业,要求发展粮食和多种经济作物生产,发展大田种植业和林业、畜牧业、副业、渔业,发展规模农业和第二、三产业,借鉴传统农业的精髓和现代科技成果,通过人工设计的生态工程,协调发展与环境、资源利用与保护的矛盾日本有机循环农业,形成生态和经济两个良性循环,实现经济、生态、社会三大效益的统一。
生态农业最早于1924年在欧洲兴起,20世纪三四十年代在瑞士、英国、日本等国得到发展,20世纪60年代欧洲许多农场转向生态种植,20世纪70年代末东南亚开始研究生态农业。走可持续发展道路已成为世界各国农业发展的共同选择。
我们来看看生态循环农业发展中出现的三种比较经典的模式。
减少模式
根据田间各作业单元的具体情况,对土壤和作物进行精准管理,优化使用农业投入品(如化肥、农药、水、种子等),以取得最高的产量和经济效益,减少化学物质的使用,保护农业生态环境,以最少的投入追求优质高产出、高效益,是一种“减量化”模式的循环农业,又称“精准农业”。
【案例】:美国精准农业
美国是世界上最早推行精准农业的国家之一,1990年后,美国将GPS系统技术应用到农业生产领域,在明尼苏达州的一个农场进行了精准农业技术试验,采用GPS施肥指导的作物产量比传统平衡施肥提高约30%。
试验成功后,精准农业技术开始应用于小麦、玉米、大豆等作物的生产管理。20世纪90年代中期,精准农业在美国迅速发展,到1996年,配备产量监测仪的收割机数量已发展到9000台。
以色列节水农业。以色列循环农业突出体现在完善的节水农业体系。喷灌、滴灌、微喷灌、微滴灌技术在以色列应用广泛。农田灌溉80%以上采用滴灌,10%为微喷灌,5%为移动式喷灌,完全取代了传统的沟渠漫灌方式。
其中最有效的技术当属农业滴灌:第一,水能直接输送到作物根部,比喷灌节水20%;第二,在坡度较大的耕地上应用滴灌,不会加剧水土流失;第三,使用污水处理后的净化水(含盐量比淡水高)进行滴灌,不会造成土壤盐渍化。
滴灌技术比传统灌溉方式节水节肥30%以上,且有利于废水循环利用。为了开辟水源,以色列加大了对污水处理和回收利用的投入。
以色列计划将污水处理后的再生水用于农业灌溉。目前,80%的城市污水已被回收利用,主要用于农业生产,占农业用水的20%。除用于农业灌溉外,处理后的污水还被回流到含水层。
生态工业园模式
循环农业有部门级、区域级和社会级三个层次,部门级主要指以企业或农户为循环单位;社会级指“循环农村”;区域级则以生态学原理为基础,通过企业间物质、能量、信息的整合,形成以龙头企业为带动,包括众多中小企业和农户的生态产业园区。
【案例】:菲律宾玛雅农场
农场原为一个面粉厂,从上世纪70年代起开始建设,经过10多年的建设,已形成农林牧副渔良性循环的生态系统。
面粉厂产生大量的麸皮,为了避免浪费,人们建立了养殖场、养鱼塘;为了增加收入,人们建立了肉类加工厂、罐头厂,对畜禽、水产品进行深加工。
到1981年,农场已有36公顷稻田和经济林,饲养生猪2.5万头、奶牛70头、鸭1万只。为控制畜禽粪便污染、回收加工厂废料,农场修建了十几座沼气池,每天可产出沼气10多万立方米,基本满足农场生产和家庭生活的能源需求。
产气后的沼渣可以回收一部分牲畜饲料,剩余部分可以作为有机肥;产气后的沼液经过处理后送往池塘养鱼、养鸭,最后塘水、塘泥用来施肥田地。
农田产出的粮食被送往面粉厂加工,进入下一个循环。玛雅农场不需要从外面购买原料、燃料、肥料,却能保持高额利润,而且没有废气、废水、废渣的污染,充分实现了物质的循环利用。
废弃物回收模式
通过对农业废弃物的多层次回收利用,上一个产业产生的废弃物或副产品可以作为下一个产业的原料,如沼气、畜禽粪便等。
沼气综合利用。以沼气为纽带日本有机循环农业,将畜禽养殖场粪便、农作物秸秆、农村生活污水等处理为沼气基料,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、标准农田地力改良、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和示范推广,推广“猪—沼—果(菜、粮、桑、林)”等循环利用模式,形成以养殖业为上、种植业为下的生态循环农业新格局。
畜禽粪便收集处理和有机肥加工利用。建成设施齐全、运行规范、入户收集、村运、分区收集的畜禽粪便收集处理中心,畜禽粪便收集率和综合利用率达到95%以上。
基于秸秆的资源化利用模式。该模式可实现秸秆资源的梯级利用和污染物零排放,合理有效利用秸秆废弃资源,解决秸秆随意丢弃、焚烧造成的环境污染和资源浪费,同时获得有机肥料、清洁能源和生物基材料。
比如围绕秸秆饲料、燃料、基材综合利用,构建“秸秆—基材—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
爱东町地区大力开展油菜籽生产,一方面将油菜籽利用后留下的油渣通过堆肥或饲料加工制成优质有机肥料或饲料;另一方面将废弃的食用油回收利用,加工成生物燃料。
日本菱町是发展循环农业较早且比较成功的地区,1988年该镇通过了《发展自然农业条例》,农业生产中严禁使用农药、化肥等非有机肥料,生产的农产品必须是无化肥、无农药残留、无污染的有机农产品。
凌小镇以小型污水污泥、禽畜粪便、企业有机废弃物为原料,送入发酵设备,产生的沼气用于发电,剩余的半固态废弃物进行固液分离,固体组分用于堆肥、干化,液体组分处理后再利用或排放(排放时对环境基本无害),实现了废弃物的高度资源化和无害化。
此外,凌镇对餐厨垃圾进行统一收集处理,并将其制成有机肥。