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文檔簡介

循環農業概述主要內容:發展循環農業的背景及社會政治意義國內外循環農業研究現狀循環農業的內涵循環農業發展戰略與應對技術模式四川循環農業模式4/3/2024“物質循環、能量流動、信息傳遞、價值增值”。人口壓力資源短缺環境危機走可持續發展道路

必然性生態循環農業農業模式現實需要一、發展循環農業的背景及社會政治意義4/3/20242012年全球饑餓人口為8.7億,主要在發展中國家,亞洲地區有5.6億人吃不飽肚子。聯合國糧食及農業組織等多家機構日前聯合發布了《2017年全球糧食危機》報告。2015年至2016年間,全球面臨嚴重糧食不安全的人口從8000萬猛增至1.08億,而且這一數字仍在持續上升中。糧油運輸成本的增加全球性生物燃料的迅速發展,造成工業用糧和食用糧的矛盾。少數國際投機商也趁機操縱糧食市場,對國際糧價起到了推波助瀾作用.世界糧食安全態勢分析1.確保糧食內需安全,為國分憂、為民解難我國土地資源(可更新資源)耕地面積少,人口眾多,人地矛盾突出:土地面絕對量較大:960萬km,列世界第三,占6.4%耕地所占比例少,山地、丘陵、高原面積占69%,現有耕地1.3億公頃。人均占有量更少,只有0.08公頃4/3/2024中國(公頃)世界(公頃)所占比例人均土地資源0.782.341/3人均林地0.190.911/5人均草地0.220.691/3人均耕地(2000年前)0.080.32約1/34/3/2024水資源總量豐富,人均地均少:總量是28124億方,其中河川徑流占94%,居世界第六,約占全球總量的5.8%,但人均徑流2260m,不足世界的1/4。水時空分布不均。用水浪費嚴重,全國農用水平均有效利用系數只有0.4——0.5,農用水占社會的80%以上,農業節約用水潛力很大。不可思議的是:我國是以占6.4%(7%)的耕地和6%(6.4%)的淡水資源,而水土光熱匹配的耕地總量不足國土面積的10%。極度匱乏的自然資源承載和養活了占世界22%(20%)的龐大人口。4/3/2024我國糧食安全態勢

2016年中國進口大豆8391萬噸、再創歷史紀錄,進口稻米353萬噸、創紀錄高位,進口小麥337萬噸,玉米進口量317萬噸,大麥進口500萬噸;高粱進口665萬噸,進口油菜籽357萬噸,結論:糧食結構性短缺,飼料糧、工業糧不足;區域性短缺,城市缺糧,農村不缺糧。目前中國糧食進口依存度已經達到40%是嚴峻的國際形勢,一旦失去進口來源,就將是很大的缺口4/3/2024四川人均耕地0.67畝,已低于聯合國的人均0.8畝的警戒線。1997年,重慶直轄后,四川省有耕地6780萬畝.2011年減少到5975萬畝。15年間。減少耕地805萬畝,減幅11.87%,年均減少54萬畝,2016年,四川糧食總產3483.5萬噸,油菜籽總產242.5萬噸。2006年省外調入糧食600多萬噸,2010年省外調入1030萬噸,年入川糧食,以后逐年攀升。四川糧食安全態勢分析氣候變暖災害頻發環境污染

2.應對生態環境危機,為子孫后代謀福祉

2010年3月22日,在巴基斯坦首都伊斯蘭堡,一名女孩通過水管直接飲水。2006年1月11日,在肯尼亞的加里薩附近,一對母子在公路邊的水坑里取水。

2005年3月10日,在印度東北部的阿加爾塔拉,一名老農牽著牛在干旱的稻田上行走。2010年8月22日,黃荊鄉南山村村民從剛挖的凼里取水飲用。應對生態環境危機,為子孫后代謀福祉目前全球有超過25億人生活在沒有基本衛生設施的環境里,約8.84億人無法獲得安全的飲用水,其中大部分人生活在非洲。此外,每年估計有150萬5歲以下兒童由于不安全的飲用水、不安全的環境衛生或個人衛生而失去生命。142024/4/3我國農業面源污染加劇

生活垃圾到處堆棄生活污水隨意排放畜禽糞便污染突出化肥農藥過量施用作物秸稈浪費嚴重農膜污染問題凸現農業面源污染是指農業生產活動所排放或溶解的污染物,在降水和徑流沖刷作用下,通過農田地表徑流、農田排水和地下滲漏,使大量污染物進入河流、湖泊、水庫等引起的污染。其中,源于農田施肥、畜禽養殖及農村居民廢棄物引發的污染分布最廣。152024/4/3農村污水隨意排放162024/4/3172024/4/3畜禽糞便污染突出我國畜禽糞便產生量約為20多億噸。畜禽糞便中含有的氮、磷量分別為1597萬噸和363萬噸,相當于我國同期化肥使用量的78.9%和57.4%。畜禽糞便污染突出四川全省農村污染負荷占整個污染負荷比重已達到30%-40%,部分地區達到70%。足見發展循環農業的迫切性和必然性養殖業發展后,牲畜和糧食是多了,可是牲畜的糞便卻成了棘手的問題,雖然種植業可以消化一部分,但還是有大量的牲畜糞便沒有辦法處理。192024/4/3化肥農藥過量施用盲目地過量使用化肥以及施用不合理,會帶來化肥的養分污染問題。我國化肥施用量逐年增加,每年化肥用量達到4400多萬噸,但實際利用率不到40%,在集約化高的蔬菜、花卉種植區利用率不足10%。202024/4/3我國每年農藥用量130多萬噸,利用率僅為30%。

農藥殘留(如:殺蟲劑、殺螨劑、殺菌劑、除草劑、殺鼠劑)植物生長調節劑(萘乙酸、乙烯利、赤霉素、脫落酸,吲哚乙酸)植物毒素(如:皂甙、茄堿)農藥過量施用212024/4/3作物秸稈浪費嚴重我國每年產生約6.5億噸左右的作物秸稈,有4成未能利用,堆放在田間地頭、房前屋后,有的甚至在田間付之一炬,即浪費了資源,又造成了環境污染。222024/4/3地膜覆蓋正由“白色革命”演變為“白色污染”;目前我國地膜覆蓋面積約900多萬公頃,使用量達60多萬噸。但是,地膜回收率低,土壤地膜殘留平均每公頃約60公斤,地膜年均殘留率達20%,嚴重影響土壤環境質量;農膜污染已形成當今農業生態系統的一大環境公害。在某種情況下,過量使用農膜造成的危害超過了化肥、除草劑、農藥和轉基因。農膜污染問題凸現3.增加農業收入,為民眾富裕尋出路農民收入總量持續增長,增幅跌宕不定農民收入來源多元化,格局合理化農民收入區域差距拉大,城鄉差異增強總體特征:解決吃飯問題解決穿衣問題農業的高級功能體驗農業農業的基本功能觀光農業采摘農業4.提升生活方式,為民眾幸福快樂奠基礎發展循環農業的意義4/3/2024發展生態循環農業對國家發展現代農業建設具有重大意義,已上升為國家戰略2007年中央1號文件中明確提出:在未來我國的農業生產中,要鼓勵發展循環農業、生態農業,有條件的地方可加快發展有機農業。2009年1月1日,我國《循環經濟促進法》正式頒布實施。這一系列的政策立法,將我國帶入了一個循環農業的新紀元,二.國內外循環農業研究現狀現代循環農業的思想萌芽直接受可持續發展思想和循環經濟理論的影響。20世紀初以來,為了克服常規農業發展帶來的環境問題,許多國家發展了多種農業方式以期替代常規農業,如“有機農業”、“生態農業”、“生物農業”等。這些農業方式都是以農業的可持續發展為基本指導思想,依據經濟發展水平及“整體、協調、循環、再生”原則,運用系統工程方法,全面規劃,合理組織農業生產,實現農業高產、優質、高效、持續發展,達到生態和經濟兩個系統的良性循環和“三個效益”的統一。都可以被看作是“循環農業”。1.發達國家在長期的實踐中,逐步摸索形成了發展循環經濟的四種基本模式,使循環經濟在企業、區域和社會三個層面扎實有效地展開。(1)杜邦模式——企業內部的循環經濟模式。(2)卡倫堡模式——工業園區模式。(3)德國DSD模式——社會層面上廢棄物的回收再利用體系。(4)日本的循環型社會模式。在國內可供查閱到的正式文獻中,較早提出“循環農業”的見于陳德敏、王文獻(2002)的《循環農業—中國未來農業的發展模式》一文,文章指出“要實現農業經濟效益與環境效益的統一以至社會效益的最優化,必須實施農業清潔生產,以我國的生態農業為基礎,發展我國的循環農業”,但是其并沒有對循環農業給出一個比較明確的定義(他認為,根據循環經濟的有關理論和中國的實際國情,遵循循環經濟的原則,借鑒循環經濟在工業發展中取得的經驗,我國農業在生態農業的基礎上應該向循環農業發展)。郭鐵民、王永龍(2004)認為循環農業是指運用生態學、生態經濟學、生態技術學原理及其基本規律作為指導的農業經濟形態,是以綠色GDP核算體系及可持續發展評估體系為導向,將農業經濟活動與生態系統的各種資源要素視為一個密不可分的整體加以統籌協調的新型農業發展模式。2004年,周震峰等(《關于發展循環型農業的思考》一文中提出:發展循環經濟和推行循環型社會是我國實施可持續發展戰略的重要途徑和必要保障。吳天馬最早提及“農業循環經濟”的概念,他認為農業發展循環經濟就是把循環經濟的基本原理應用于農業系統,找到實施農業可持續發展戰略的根本途徑、實現形式、技術措施。4/3/20242005年,宣亞南等進一步認為,“循環型農業”的實質就是要以環境友好的方式利用自然資源和環境容量,實現農業經濟活動的生態化。這不僅要求農業與工業和三產業形成基于全社會的大循環,更要把農業關聯產業經濟活動組織成“自然資源——產品或產成品——廢棄物——再生資源”的閉環式流程,使農業產業鏈活動對自然環境的有害影響減少到最低程度。(將生態環境保護與農業經濟建設融為一體,認為循環型農業是農業新的可持續發展模式)4/3/2024尹昌斌等(2006)指出循環農業最主要特征是產業鏈條延伸和資源節約。尹昌斌等(2008)進一步指出循環農業的概念經歷了循環型農業、循環節約型農業、農業循環經濟,最終演變為循環農業。三、循環農業的內涵1.循環農業概念循環農業生產是一種以資源的高效利用和循環利用為核心,以減量化、再利用、再循環為原則,以低消耗、低排放、高效率為基本特征,符合循環經濟理念和可持續發展思想,滿足建設節約型社會和環境友好型社會要求的現代農業增長方式(4/3/2024循環經濟3R原則在生產、流通和消費等過程中減少資源消耗和廢物產生

將廢物直接作為產品或者經修復、翻新、再制造后繼續作為產品使用,或者將廢物的全部或者部分作為其他產品的部件予以使用

.將廢物直接作為原料進行利用或者對廢物進行再生利用

Reduce減量化Ruse再利用Recycle資源化《中華人民共和國循環經濟促進法》循環經濟循環農業是把可持續發展的思想和循環經濟思想運用到農業經營中,用農業生態學原理來組織和指導生產,通過協調農業生產內部的各個生產要素,達到即保證農業生產增長又保護農業生態環境系統的目的,達到優質高產、生態低耗、安全環保的現代農業發展模式。4/3/2024循環農業的定義是:以促進農業可持續發展為目標,3R原則為核心,在技術層面上側重于資源的循環利用,將農業生產和消費系統納入到生態系統中去,全面考慮了農業的外部效應,尊重生態系統和經濟系統的基本規律,結合當代的科學技術,使農業生產與消費對環境產生的危害最小化,即進行環境友好型的農業生產與消費。4/3/2024

減量化農業資源農產品生產再循環再利用廢棄物圖:循環農業生產模式“投入品——產出品——廢棄物——再生產——新產出品”,這個過程簡單地說明了循環農業的運行模式。4/3/2024循環農業的核心理念是:提倡提高農業系統物質能量的多級循環利用,倡導清潔生產和節約消費,嚴格控制外部有害物質的投入和農業廢棄物的產生,最大限度地減輕環境污染和生態破壞.也就是是把傳統“資源—產品—污染排放”的“單向單環式”的線性農業,改造成“資源—產品—再生資源—產品—再生資源”的“多向多環式”與“多向循環式”相結合的農業綜合模式。循環農業可以概括為“四R”農業,即實現資源的再使用(Reuse)、再循環(Recycle)和污染或廢棄物減量化(Reduce)、可控化(regulate)的農業。特點:生態循環農業作為一種環境友好型農作方式,具有較好的社會效益、經濟效益和生態效益分散經營規模化傳統農業生態農業自然式農業設施化農業機械化農業電腦自控化農業生產組織與服務農業專業化農業我國正處在傳統農業向現代農業轉型的關鍵時期,生態循環農業是農業發展規模化、生態化、設施化、自控化、專業化的現代農業必由選擇之一大家都知道,東北的大米好,東北盤錦的大米更好。盤錦有一種最好的大米叫做蟹田米。這種米出產在養了螃蟹的水田里,這種模式就叫做稻田養蟹。稻田養蟹并不是盤錦的首創,我國早已有稻田養魚養蟹的歷史,但卻是盤錦把稻田養蟹的現代農業良性循環含義發揮到了極致。4/3/2024

3R原則為基本特征,以資源循環利用為核心;實施農業清潔生產和綠色消費,從而使農業生產和消費對環境的不良影響減至最低;農業產業化經營,通過要素耦合方式與相關產業協同發展。是產業鏈的延伸和資源節約。具體體現在以下幾個方面:一是注重農業生產環境的改善和農田生物多樣性的保護,并將其作為農業持續穩定發展的基礎;二是提倡農業產業化經營,實施農業清潔生產,改善農業生產技術,適度使用環境友好“綠色”農用化學品,實現環境影響最小化;2.循環農業的基本特征三是利用高新技術優化農業系統結構,按照“資源―農產品—農業廢棄物—再生資源”反饋式流程組織農業生產,實現資源利用最大化;四是延長農業生態產業鏈,通過廢物利用、要素耦合等方式與相關產業形成協同發展的產業網絡;五是在農村地區實現“清潔”生活和節約型生活方式,倡導現代生活文明。4/3/20244/3/2024生態循環農業有其顯著的基本特征或可概括為:

生態優先。生態循環農業就是一切從創造良好的農業生態環境出發,在良好的生態條件下,首先注重控制污染源頭,在農作物種植環節從種植土壤、施用肥料、灌溉用水、病蟲害防治到采后處理全程達到清潔生產標準,實行種、養、加,產、供、銷整體生態良性循環。實現廣義空間上的現代生態循環農業。學科交叉。生態循環農業運用可持續發展戰略思想,遵循生態學原理和經濟學原理,建立起整體良好的農業生態系統,涉及生態學、生態經濟學、生態工程學、生態技術學、循環經濟學以及微生物學、營銷學、信息學等多領域、多學科。物質循環。生態循環農業要求在各個產業鏈形成良性的物質循環。一是減量化。盡量減少進入生產和消費過程的物質量,節約資源使用,減少污染物排放。二是再利用。提高產品和服務的利用效率,減少一次用品污染。三是再循環。物質完成使用功能后,能夠重新變成再生資源。四是可控化。通過全程設計,優化布局接口形成循環鏈,使上一級廢棄物成為下一級生產環節的原料,周而復始,有序循環。4/3/2024

產業融合。生態循環農業集循環經濟、創意經濟、服務經濟于一體,科技、文化、金融配套支撐,實現種植業、養殖業、微生物產業、加工業、營銷業、旅游業等多產業融合發展,發揮各產業功能,整體實現較高的經濟、生態、社會效益。產品安全。生態循環農業著力做到資源利用節約化,生產過程清潔化,產業鏈條生態化,廢棄物利用資源化,實現農業綠色發展,提供給消費者的農產品達到安全質量標準,不斷滿足消費者對綠色、無公害、有機農產品的需求。創新發展。生態循環農業是汲取傳統農業精華,吸收國內外先進經驗總結發展起來的新型農業發展方式,是大系統綜合的新業態,是跨學科跨產業的新模式,是現代重要的戰略性新興產業。需要在實踐中通過科技創新、機制創新、管理創新不斷加以完善提高,實現健康發展。4/3/20243.生態農業與循環農業的關系生態農業:1981年英國科學家定義為“生態上能自我維持,低輸入的,經濟上有生命力的,目標在于不產生大的和長遠的環境方面和審美方面不可接受的小型農業。主張:低投入、不施化肥、農藥、小型農業。中國生態農業:因地制宜利用現代科學技術,并與傳統農業精華相結合,充分發揮區域資源優勢,依據經濟發展水平及“整體、協調、循環、再生”的原則,運用系統工程方法,全面規劃,合理組織農業生產,實現高產、優質、高效、可持續發展,達到生態與經濟兩個系統的良性循環和經濟、生態、社會三大效益的統一。4/3/2024兩者都以農業可持續發展為目標

可持續發展是指既滿足當代人的需求,又不損害后代人滿足需求的能力。生態農業通過遵循生態學、生態經濟學和系統學等學科的理念,優化組織農業生使農業生產的外部負效應最小化,對環境的損害最小化。循環農業圍繞3R原則,以資源循環利用為核心,合理組織農業生產的各個環節,在農業的生產端,減少農藥和化肥的使用;在輸出端,倡導綠色消費,農產品的廢棄物排放最小化,為農業的可持續發展提供了路徑。4/3/2024模式上的交叉與重合

生態農業更加強調物質與能量在一定范圍內的循環流動與利用;循環農業對這一點沒有嚴格的要求。生態農業的模式被包含在循環農業模式當中,即循環農業包含的模式比生態農業更加豐富,如以庭院經濟為主的院落生態系統型的循環農業模式也就是生態農業的模式。4/3/2024兩者側重點不同生態農業側重于生產環節,更加重視生態效益,即側重于農業生產對生態環境的無害化,沒有特別強調經濟效益。循環農業明確提出按照3R原則組織農業生產,要求對農業資源進行循環利用。循環農業貫穿于農業生產到農產品的消費的整個過程,涉及到經濟和消費領域。既考慮到生態效益,又強調經濟效益。循環農業側重資源的有限性,注重資源的循環利用,以最小的成本經濟和生態成本)達到最大產出的目的4/3/2024

兩者的相互地位不同

生態農業只是在低層次上實現了物質能量的循。生態農業為低層次的物質循環,發展生態農業是發展循環農業的基礎。循環農業為生態農業的高級階段,循環農業包含生態農業所表述的內容。從生態農業到循環農業

大力發展以生態農業為基礎的循環農業是今后農業發展的方向。現階段,我國農業生產以家庭農戶經營為主,因此以生態農業與農戶庭院經濟的結合為依向更廣產業尺度、更大物質循環利用空間和更高農業科技發展水平的循環農業發展,是克服農業發展與資源環境矛盾的有效途徑。農業循環經濟發展遵循“4R”原則,即減量化、再循環、再利用、再思考(或可控化)原則(循環農業的4R原則循環農業的“4R”原則有多種版本:2002年,陳銳等[16]在“3R”的基礎上增加了以農業系統最優化運行為目標的“重組化原則(Reorganize)”原則。2005年,崔和瑞[17]提出了農業循環經濟發展遵循的“4R”原則,即在“3R”的基礎上增加了“再回收(Recovery)”原則。2007年,高旺盛[18]在設計“農田循環高效生產模式關鍵技術研究與集成示范”十一五國家科技支撐計劃項目的時候,提出了“減量化、資源化、再循環和可控化”的循環農業發展“4R”原則,增加了“可控化”的原則,內涵是可控制有害生物和污染物。針對不同的原則定義,在2010年4月的循環農業“十二五”重大工程項目頂層設計討論會議上[19],與會專家建議,針對中國的糧食問題以及不同地方農業購買性資源的投入水平的迥異,把“減量化原則”改成“適量化”原則。至此,循環農業“4R”原則“適量化、資源化、再利用和可控化”基本成型。4/3/2024(一)循環農業技術構建的原則三、循環農業技術構建原理5R原則2005年3月26—30日在阿拉伯聯合酋長國首都阿布扎比舉行的“思想者論壇”大會上,中國著名學者吳季松教授參與了國際循環經濟理念從3R向5R轉變的研討,會上提出了5R循環經濟的新思想,并獲得一致贊同,從此循環農業的發展也有了嶄新的指導原則[20]。5R理念在傳統的3R理念中新增了“再思考(Rethink)”和“再修復(Repair)”兩原則。再思考原則就是一反舊的經濟理論,在創造財富的同時還要維系生態系統的穩定,加大監督力度和管理水平;再修復原則是指不斷地及時修復被人類活動破壞的生態系統,建立生態補償機制。比起原有的3R理論,5R理論是對循環經濟理論的拓展和升華。它不只包涵了循環農業在實踐中的規范,還在理論水平上對循環農業進行了指導和完善。4/3/2024循環農業應對技術1.減量化(Reduce)原則4/3/2024減量化原則在循環農業中的應用這一原則具體到農業生產活動中,就是指三個盡可能:盡可能少的投入,盡可能少的排放,盡可能多用再生資源,投入的農業資源少了,產生的廢棄物也就少了,這樣就達到了控制污染量的目的。減量化原則在農業上應用點主要體現在農業上應用減量化原則最科學、靈活的方法就是“九節一減”:(一)節地。選用高產優質的農作物新品種,生產同樣重量的農產品,土地可大大減少;推行間(套)立體栽培先進技術等,提高復種指數。(二)節水。大力發展節水農業,推廣先進實用節水技術。值得一提的是,我國水資源和土地資源相對發達國家來說非常緊張,據統計,我國農業灌溉水有效利用系數全國平均為0.45,渠系利用系數只有0.4—0.6,約有一半的水被浪費。(三)節種。種子企業提供高質量的種子,農民科學用種如推廣水稻旱育稀植、拋秧技術和農作物營養土(缽)育苗小苗移栽等先進技術。(四)節肥。科學施肥,推介生態有機肥,遞減化肥用量。(五)節藥。科學合理使用農藥,嚴禁生產與使用高毒、高殘留農藥和過量用藥,大力推廣綜合防治、生物防治辦法,大力發展沼氣,用沼液代替農藥,運用生態良性循環辦法來吸引和繁殖各種鳥類,防治病蟲害,采用各種科學的方法減少農藥的使用量。(六)節電。大力推廣各種先進的節電技術、設備、產品、工藝和科學的管理方法,節約廣大農村的生產和生活用電。(七)節油。農業機械和農用運輸設備中推行節油技術。(八)節柴(煤)。推廣先進實用的省柴灶和用農作物秸稈、稻殼、木屑、竹屑廢料加工的清潔碳;大力推廣先進適用的節煤技術。(九)節糧。采用科學的養殖方法,畜牧提高養殖業的肉料比,節約糧食。(十)減人。有效轉移農村勞動力,減少從事第一產業的農民。減少化肥、農藥等農用資料使用,節約土地、水及等生產要素的使用,利用現代科學技術提高水資源和土地資源的利用效率,提高農業生產效率,這也是循環農業減量化原則貫徹的主要途徑。循環農業應對技術2.再利用(Reuse)原則再使用原則是指在現有技術經濟條件下,盡可能多次及盡可能以多種方式地使用資源,即將有利用價值的廢棄物都作為資源利用起來,最終實現零排放。在農業發展中,由于農產品是人類的消費品這一特殊性,被再使用非常困難,但是農業資源可以以初始的形式被多次使用,比如在生態農業綜合開發中,將畜牧業與種植業結合在一起,利用生物發酵技術,可將農村中視為垃圾的家禽糞便、植物秸稈等進行發酵,產生的沼氣成為用于生活無污染的燃氣,沼氣渣則又成為地里的有機肥料;又如畜禽養殖沖洗水可用于灌溉農田,既增加了土地的肥沃,又沒有隨意排放污水。再使用原則在農業中的應用一是要好做好農業廢棄物肥料化工作,加快有機肥料的生產;二是要做好農業廢棄物能源化工作,4/3/2024循環農業應對技術3.再循環原則再循環原則在農業生產中的應用再循環原則是指將無法再利用的廢棄物變成資源,重新轉入生產領域再次利用,再次循環。農業再循環的鏈接形式有兩類:一類是農產品在未使用的過程中質量就發生了變化,這種情況多見于在儲存的過程中由于儲存條件的變化發生霉變,或者在運輸過程中發生意外,這樣就不能按原用途消費,但可經過處理改變用途,既可以減少農業通過最終產品向系統外輸出污染物,又能增加可利用的物質與能量來源,比如淀粉類可以加工成酒精;另一類是利用技術將已經發生變質的農產品加工成工業可用品,如可降解地膜、生物柴油等。4/3/2024當前再循環原則在循環農業中的應用重點要注意重視微生物在農業中的運用,注意開發白色農業技術和微生物的發酵技術;用再循環原則,大力發展“白色農業”——開發利用微生物資源,可以緩解能源與環保的矛盾。中外專家將微生物視作“寶貝”,給它取了個新名詞:“白色農業”。利用它,可以生產出無公害綠色食品、無污染飼料、肥料、農藥以及取之不盡的能源。近幾十年來,(1)中國在發展農業微生物能源——沼氣方面已取得巨大成績;(2)在利用農業廢棄纖維質資源例如大豆蛋白纖維、生物蛋白纖維、聚乳酸纖維等用微生物發酵技術生產酒精來替代日益枯竭的石油資源方面也取得進展。(3)做好可降解工作,比如腐殖酸可以降解液態地膜,(玉米)淀粉生物可降解塑料地膜,要做好這種技術研發和利用。4/3/2024循環農業應對技術4.可控制化原則再思考(Rethink)原則在農業生產中的應用再思考原則,顧名思義也就是再考慮再斟酌的意思,具體到循環農業中就是再次考慮怎么樣把前三個原則運用到循環農業中,以達到循環農業的雙贏目標。當前再思考原則在循環農業中的應用主要體現在生態農業的建設中,提高我國的無公害食品、綠色食品以及有機食品在食品中的比率,重視這方面技術的研發和利用,在生態農業的模式上,立體農業和觀光農業是不錯的選擇。生態農業發展中,農業生態的恢復再循環原則利用的主要著力點,把現代技術與傳統的方法相結合,巧妙的利用時空結合,使農業生態系統保持良好的物質、能量的循環,實現人與自然的和諧發展。4/3/20244.再思考(Rethink)原則

運用再思考原則,就是要著力經營生態環境,開發安全優質農產品(“三品一標”)。經營生態環境,可做的文章很多、很深,如:(1)治理和防治水土流失,搞好小流域治理。(2)治理農村面源污染,對生活污水可采取沼氣厭氧發酵的辦法來治理,對生活垃圾逐步進行分類處理,能堆肥的要堆肥,提高資源循環利用率和無害化處理率。(3)如前所述,節肥、節藥、節油、節柴(煤)。生態環境經營好了,開發安全優質農產品、讓土地生“金”的工作也自然就容易做了。4/3/2024(二)循環農業技術構建的基本原理循環農業的發展機理主要表現為:傳統農業是一種具有“農業資源—農業產品—農業廢物排放”的單程線性結構型經濟,其顯著特征是“兩高一低”,即資源消耗高、廢棄物排放高、物質能量利用低。循環農業發展了“只有放錯了地方的資源,而沒有真正的廢棄物”的理念,通過建立“農業資源—農業產品—農業廢物再利用”的循環機制,實現經濟發展與生態平衡的協調,實現“兩低一高”,即資源消耗低、廢棄物排放低、物質能量利用高。4/3/2024循環農業技術的構建原理4/3/20244/3/2024我國傳統農業包括初級水平的生態農業采用的是一種初級的循環生產方式,這種生產方式的基木特點:一是很少有廢棄物,二是產生的廢棄物以農家肥的方式再次被利用,這是在經濟產出和人類需求都處在低級階段的低層次循環農業,未來有很大的提升空間以資源化為原則的途徑以減量化為原則的途徑以再利用為原則的途徑(一)建設循環農業的途徑四、循環農業發展戰略與應對技術模式減量化途徑城鎮化減少數量技能化提高質量機械化提高效率節約用地節約用水節約用肥減少化肥減少農藥減少農膜減少化石能源發展清潔能源發展生物質能源減少氣體廢物減少液體廢物減少固體廢物自然資源能源投入品人力資源廢物以減量化為原則的途徑美國的精準農業

以色列節水農業

再利用途徑農牧結合林牧結合水土熱多級加工多層加工綜合加工糞便秸稈副產物農業產業間農產品加工農業資源農業廢物農林結合以再利用為原則的途徑日本愛東町地區的循環農業。油菜生產,一方面,油菜籽利用后遺留的油渣可以通過堆肥或飼料化處理得到優質的有機肥料或飼料;另一方面,回收廢棄食用油,再加工處理成生物燃油。愛東町地區循環農業有效促進了資源在農業經濟系統中的高效再生,減少了外部資源投入和農業廢棄物排放,實現了資源合理循環再利用和生態環境保護,符合循環經濟的基本原則。

德國的“綠色能源”農業。20世紀90年代初,德國科學家發現可從一些農產品中提取礦物能源和化工原料替代品,實現農產品的循環再利用,這些生物質能源和原料是綠色無污染的,德國聯邦政府開始重視發展此類經濟作物。德國科學家對甜菜、馬鈴薯、油菜、玉米等進行定向選育,從中制取乙醇、甲烷,成功地研制出綠色能源;從菊芋植物中制取酒精;從羽豆中提取生物堿。油菜籽是德國目前最重要的能源作物,不僅可用作化工原料,還可提煉植物柴油,代替礦物柴油用作動力燃料。資源化途徑酒泡菜發電供熱供能物質發酵能量轉化沼氣以資源化為原則的途徑日本菱鎮的循環農業。菱鎮是發展循環農業較早且較成功的地區,是將農業生產和生活中的廢棄物轉化為有機肥,發展廢棄物資源化的循環農業模式。1988年該鎮通過了《發展自然農業條例》,規定農業生產中禁止使用農藥、化肥和其他非有機肥料,生產的農產品需是無化肥、無農藥添加殘留、無公害的有機農產品。此后,菱鎮將小規模下水道污泥、家禽糞便以及企業的有機廢物作為原料投入到發酵設備,產生的甲烷氣體用于發電,剩余的半固體廢渣進行固液分離,固態成分用于堆肥和干燥,液態成分處理后再次利用或者排放(排放時已基本對環境無害),實現了廢物的高度資源化和無害化。此外,菱鎮對廚房垃圾進行統一收集和處理,制成有機肥。

英國的“永久農業”。“永久農業”是循環經濟中廢物資源化的一種重要形式,特點是在節約資源和不破壞環境的基礎上,通過元素的有效配置達到有利關系的最大化。種植者們循環利用各種資源,節省能源,如用香煙頭來收集雨水、變糞便為有機肥料、實行秸稈還田。“永久農業”尋求盡可能節約使用土地的資源,強調使用多年生植物;鼓勵使用自我調節系統。耕種土地時,通過多種類種植和綠色護蓋等技術來保養土地,監控當地環境,構建綠色發展規劃。“永久農業”不使用人造化肥和殺蟲劑,通過種植多樣性的植物以及促使食肉動物進入生態系統來阻止害蟲,例如,豆類植物苜蓿,能夠釋放氮氣,可使害蟲迷失方向。

(二)循環農業的技術體系(三)循環農業模式分類循環農業模式循環農業模式典型例子立體復合型農林復合型發展模式農牧漁綜合種養復合型發展模式物質循環利用型以沼氣為紐帶資源利用型發展模式

畜禽糞便利用型模式農作物秸稈利用型發展模式生態環境綜合整治型農業生態恢復型發展模式農業清潔生產模式農業減量化生產模式綜合發展與全面建設型以無公害農產品與綠色食品為目標的循環經濟發展模式以有機農業建設為基礎的循環經濟發展模式院落生態系統型北方四位一體生態農業模式,南方三位一體生態農業模式4/3/2024糧經復合高效種植模式果菜復合高效種植模式果草復合高效種植模式果藥復合高效種植模式1.循環高效復合種植戰略循環農業應對技術模式

通過間作、套作、復種、輪作等種植方式,合理配置糧食、經濟作物、果林等不同植物,通過對資源的多層級利用、對資源的空間、時間互補利用,實現高效利用資源。通過農田與動物配置,形成基于農田尺度的精致型循環生產系統。小麥、玉米間種花生、煙草間種胡麻、玉米間種小麥、大豆間種復合生物系統循環模式桑枝—木耳模式4/3/20244/3/2024魚-桑-雞模式池塘內養魚,塘四周種桑樹,桑園內養雞。魚池淤泥及雞糞作桑樹肥料,蠶蛹及桑葉喂雞,蠶糞喂魚,使桑、魚、雞形成良好的生態循環4/3/20244/3/20242.以沼氣為紐帶的生物能源產業戰略4/3/2024圍繞畜禽糞便燃料、肥料化綜合利用,應用畜禽糞便沼氣工程技術、畜禽糞便高溫好氧堆肥技術,配套設施農業生產技術、畜禽標準化生態養殖技術、特色林果種植技術,構建“畜禽糞便—沼氣工程—燃料—農戶”、“畜禽糞便—沼氣工程—沼渣、沼液—果(菜)”、“畜禽糞便—有機肥—果(菜)”產業鏈。典型:家畜-沼氣-食用菌-蚯蚓-雞-豬-魚模式秸稈經氨化、堿化或糖化處理后喂家畜,家畜糞便和飼料殘渣制沼氣或培養食用菌,食用菌下腳料繁殖蚯蚓,蚯蚓喂雞,雞糞發酵后喂豬,豬糞發酵后喂魚,沼氣渣和豬糞養蚯蚓,將殘留物養魚或作肥料。豬-沼-果(菜)模式,四位一體(養豬-沼氣-種菜-溫室)模式;養分分解、加強循環、產生沼氣、節省能源、保護環境,沼液噴施也有防病功能種養結合循環生產模式豬-沼-果戶建一口沼氣池,年出欄

3-5頭豬,種1-2畝果樹,用沼渣、液作為速效有機肥用于果樹追肥,能使果品品質提高

1-2

個等級,增產幅度可達

15%以上,生產成本下降40%“豬-沼-魚”模式:該模式主要在養魚戶中發展,人畜糞便入池發酵后喂魚,沼渣作為池塘基肥,沼液作追肥,從而降低餌料成本,減少魚塘化肥施用量,控制魚類疾病。4/3/2024種養結合循環生產模式循環農業應對技術模式種植業與牧業養殖緊密的結合,形成“農田-畜牧場-物質回田-農業發展”的良性循環模式,不僅實現了產品的升級,而且將非目標性產品轉化為目標產品,達到物質的良性循環多級利用,是增加經濟產出與效益的重要手段。“糧多—豬多,豬多—糧多”的良性循環,可以說這也是現代循環農業的雛形3.以秸稈為中心的農牧結合耦合發展戰略4/3/2024以秸軒為核心的循環農業,主要是將秸軒處理為原料、飼料和肥料。如圖:秸軒變廢為寶可以通過多種途徑實現:將秸軒轉變為青儲飼料用來飼養牛羊等牲畜;將秸軒漚肥可以作為有機肥施用到農田中;將秸軒作為制造沼氣的原料用于生活能源。三種轉變途徑最后都可以與土壤(農作物的再生長)聯系起來秸軒還可以造紙、制作板材等,很多作物的秸軒還可以制成草簾,甚至制作成工藝品等。農業資源得到了充分利用,農村環境得到了凈化,農民收入得到了提高,農民的生活狀況得到了改善即圍繞秸稈飼料、燃料、基料化綜合利用,構建“秸稈—基料—食用菌”、“秸稈—成型燃料—燃料—農戶”、“秸稈—青貯飼料—養殖業”產業鏈4/3/20244/3/2024牛-蘑菇-蚯蚓-雞-豬-魚模式利用雜草、稻草或牧草喂牛,牛糞作蘑菇培養料,用蘑菇采收后的下腳料繁殖蚯蚓,蚯蚓喂雞,雞糞發酵后喂魚,魚塘淤泥作肥料。兔-蚯蚓-雞(豬)循環養殖兔子養殖過程中產生的糞便經過厭氧發酵處理后,一部分兔糞飼養蚯蚓,蚯蚓長成后用來飼養土雞,一部分經過發酵后用來飼養土豬。成兔屠宰后,兔皮經過鞣制加工成裘皮服裝直接銷售,兔肉加工成各種真空包裝的休閑小食品,兔肉分割后的下腳料經過粉粹后“速凍”加工成飼料用來喂養狐貍和肉狗。豬糞、蚯蚓糞便、雞糞、及狐貍、狗的糞便經過加工制成有機肥。

牛-魚模式

將雜草、稻草或牧草氨化處理后喂牛,牛糞發酵后喂魚,塘泥作農田肥料

家畜-蠅蛆-雞-牛-魚模式

家畜的糞便喂蠅蛆,蠅蛆是雞的高蛋白質飼料,雞糞發酵后喂牛,牛糞喂魚,魚塘淤泥是優質有機肥料。

雞-豬模式

用飼料喂雞,雞糞再生處理后喂豬,豬糞作農田肥料。每40只肉仔雞1年的雞糞可養1頭肥豬(從仔豬斷奶至育肥到75千克)。

雞-豬-魚模式

飼料喂雞,雞糞喂豬,豬糞發酵后喂魚,塘泥作肥料秸稈直接還田循環利用模式小麥根茬還田/玉米秸稈粉碎還田玉米秸稈全量粉碎翻壓還田小麥/玉米秸稈粉碎全量還田玉米秸稈粉碎翻壓還田秸稈覆蓋免耕栽培水稻技術模式4/3/2024農業廢棄物再生循環利用模式①農業廢棄物-生物質能源②農業廢棄物-菇菌類模式③菌糠-飼料循環利用模式④養殖場糞便-有機肥循環利用模式⑤秸稈-肥料再生利用⑥秸稈-紙漿再生利用模式循環農業應對技術模式4/3/20244.水陸依托的循環農業戰略將水環境和陸地環境進行整合,分別在水生環境和陸地環境中實現各自小循環的同時,在兩種環境之間實現大循環陸地環境和水環境完全是純粹的原始生態意義上的環境,每個環節產生的“廢物”都會成為其他環節的資源,每個環節都會直接或者間接地成為其他環節存在的條件,除了彼此之間能夠構成循環鏈條外,都能以綠色生態食品的身份直接向市場出售。所有中間環節產生的物質都得到了充分利用,不會給環境造成負面影響,省去了單獨處理這些廢物時造成的人工。4/3/2024或種養加功能復合模式4/3/2024種養加功能復合模式

以種植業、養殖業、加工業為核心的種、養、加功能復合循環農業經濟模式。采用清潔生產方式,實現農業規模化生產、加工增值和副產品綜合利用。通過該模式的實施,可有整合種植、養殖、加工優勢資源,實現產業集群發展。該模式適用于從事傳統農產品加工的農戶,如做豆腐、磨粉等。以加工的下腳料(如豆渣、粉渣)喂豬,豬糞入沼池,沼肥用于種植無公害水稻、蔬菜等;沼氣用于燒飯、加工、照明。4/3/2024以農業資源為基礎,以文化為靈魂,以創意為手段,以產業融合為路徑,通過農業與文化的融合、產品與藝術的結合、生產與生活的結合,將傳統農業的第一產業業態升華為一、二、三產業高度融合的新型業態,拓展農業功能,將以生產功能為主的傳統農業轉化為兼具生產、生活和文化功能的綜合性產業。該模式可實現當地旅游產業快速發展,提升當地旅游產業的整體實力,促進當地一、二、三產業的快速發展。典型:農牧林—生態農莊以環境資源合理利用和開發為核心,以生態有機、綠色農產品為基礎,結合開發休閑農業走產業發展之路,在擁有的山、田地上推行種植、養殖,然后將果品、蔬菜和畜禽魚類產品直接提供給到農莊來休閑度假的客人,使餐桌經濟充滿生機和活力。創意農業循環經濟模式5.著眼于觀光的生態循環農業戰略4/3/2024根據生物鏈的原理,將種植、養殖、水產、加工、餐飲等串聯在一起,讓人們在生態觀光園中消費的同時感受到吃住游購娛的樂趣。在生態觀光農業的產業體系中,每個產業內部都可以建立起小循環,各個產業之間又可以建立起大循環旅游是“無煙工業”,只要保證這個循環鏈條中的每一個環節都遵循生態原則,循環農業就是在循環與生態之間進行了很好的融合。這種著眼于觀光的生態循環農業成為很多郊區農業的發展方式。農民依托優越的區位條件發展采摘、體驗等多種方式的農業模式,將農業生產過程與農業生產結果都作為商品出售。循環農業與經濟發展實現了良性互動4/3/2024原生態的山林環境也可以經過悉心規劃發展生態旅游。這樣就會將養殖、農耕、餐飲、住宿、休閑等多方面聯系在一起。在小范圍內實現了生態循環的同時,與村莊之外建立起了經濟大循環。這種綜合性循環農業發展方式需要整合利用土地資源,才能夠產生規模效應,形成生態經濟意義上的循環農業發展模式這種循環農業是依山傍水的農村適宜采用的方式,利用山地和林地的良好生態環境,散養家禽和家畜,家禽和家畜在純粹的野生環境中生存,農戶可以用純粹生態環境下生產的糧食以及地里出產的果菜作為飼料,農業生產中的下腳料于是得到了充分利用。菲律賓瑪雅農場最初只是一個面粉廠,從20世紀70年代開始,經過10年建設,形成了一個農林牧副漁良性循環的生態系統。面粉廠產生大量麩皮,為了不浪費麩皮,建立了養殖場和魚塘;為了增加收入,又建立了肉食加工和罐頭制造廠,對畜產品和水產品進行深加工。到1981年,農場擁有36公頃的稻田和經濟林,飼養2.5萬頭豬、70頭牛和1萬只鴨。為了控制畜禽糞肥污染、循環利用加工廠的廢棄物,農場建立起十幾個沼氣車間,每天生產沼氣十幾萬立方米,能滿足農場生產和家庭生活所需的能源。從產氣后的沼渣中,還可回收一些牲畜飼料,其余用做有機肥料。產氣后的沼液經處理后,送入水塘養魚養鴨,最后再取塘水、塘泥用來肥田。農田生產的糧食又送面粉廠加工,進入下一次循環。瑪雅農場不用從外部購買原料、燃料、肥料,卻能保持高額利潤,而且沒有廢氣、廢水和廢渣的污染,充分實現了物質的循環利用。瑪雅農場產業鏈分析以農業資源為基礎,以文化為靈魂,以創意為手段,以產業融合為途徑,通過農業與文化的融合、產品與藝術的結合、生產與是生活的結合,將傳統農業的第一產業業態升華為一、二、三產業高度融合的新型業態,拓展農業功能,將以生產功能為主的傳統農業轉化為兼具生產、生活和文化功能的綜合性產業。該模式可實現當地旅游產業的快速發展,提升當地旅游產業的整體實力,促進當地一、二、三產業的快速發展。如當下正流行的鄉村游、休閑農業游、農莊、民宿等。4/3/20246.農業企業循環經營模式循環農業應對技術模式五、四川循環農業發展以沼氣為

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