科普丨生态循环农业模式

企业 2024-11-21 20:42 河北

生态循环农业是相对于传统农业发展提出的一种新的发展模式，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和充分利用高新技术的基础上，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，能最大限度地减轻环境污染。

生态循环农业的起源

欧洲种植业长期作为畜牧业的补充，比较粗放。放牧与作物轮换的“两圃制”一直到八世纪后才被放牧−春种−秋种轮换的“三圃制”逐步替代。十八世纪工业革命前，英国才出现牧草−小麦−萝卜−大麦轮换为代表的“四圃制”。这在欧洲已经算是一次重大的“农业革命”了，为后来的“工业革命”提供了土地、食物和劳动力基础。

中国北方在公元前474年起就已经实行耕地连作制，公元一世纪前后的东汉就已经有了一年多熟制。东亚农耕文明尽管也受到了游牧民族的入侵，还因此建了长城，然而由于雨热同季，适宜农耕区域纵深横宽，中华农耕文明成为世界上唯一没有中断的古代文明，而且后来还进一步融合了周边游牧民族和各兄弟民族的多元文化，形成了以“多元一体”为特征的中华文明。

随着人口增长和工业化进程，人类生态环境问题在二战结束后不久就陆续爆发。为此，1972年联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了“人类环境会议”，通过了《联合国人类环境宣言》。1991年联合国粮农组织在荷兰召开“国际农业与环境会议”，发表了《可持续农业与农村发展的丹波宣言》。农业必须改变发展模式，走可持续发展之路，这已成为国际共识。

国内外探索发展历程

早在1924年奥地利哲学家就提出了基于宇宙整体论哲学观的“生物动力学农业”尝试。日本的福冈正信为了寻求健康，在中国道教启发下，于20世纪50年代开启了以不翻耕、不施化肥、不中耕、不用农药为特征的“自然农业”。受东方农业启发，美国的Rodale研究所在1942年开始出版《有机园艺和农作》刊物，并在自己的农场实践 “有机农业”。1974年澳大利亚B.Mollison和D. Holmgren基于照顾地球、照顾人类、分享剩余的伦理，提出了朴门农业。

1981年英国的M. K.Worthington根据欧洲众多分散的实践，通过调查，总结了一个以小型、多样、能量和养分基本自给为特征的 “生态农业”实践。随着研究的不断深入，各国都开始推进生态农业政策制定。

# 01

国外生态循环农业发展历程

美国：

1988年“低投入可持续农业计划”

1990年“高效持续农业计划”

日本：

1992年“环境保全型农业”

1999年“可持续农业法”

2006年“有机农业促进法”

韩国：

1997年“亲环境农业育成法”

2001年“环境亲和型农业育成法”

欧盟：

1991年“欧洲有机法案”

1997年“多功能农业”

# 02

国内生态循环农业发展历程

在中国，生态循环农业最早出现在春秋时期，春秋时期勤劳的华夏民族就懂得用地养地的道理，包括物理杀虫、人工除草等做法也已经出现。近现代，随着我国农业的发展，国家也越来越重视农业生态循环模式的建立。

70年代

叶谦吉、许涤新、沈亨利、吴灼年等一批中国学者先后提出了中国农业要走“生态循环农业” 之路。

80年代

各级政府和研究机构陆续开展生态循环农业相关的试点研究和经验总结。

90年代

农业部在全国分2期开展了120个生态循环农业试点县建设，各地开展的生态循环农业试点已超过1000个。

2014年

农业农村部农业生态与资源保护总站进一步组织开展了13个生态循环农业区域示范基地建设，并对全国上百个典型生态农场开展了调查，总结出版了《中国生态农场案例调查报告》。

2021年

《“十四五”全国农业绿色发展规划》由农业农村部等6部门联合印发，这表明我国农业发展向生态循环农业转型的决心，对进入生态循环农业时代的我国农业和农村的可持续发展提供了顶层设计。

国外生态循环农业

# 01

以色列

以色列是地中海东南海岸一个狭长的半干旱国家，60%的土地是沙漠，有温带和热带气候，日照充足，北部和中部降雨量相对较大，南部降雨量很少。耕地主要分布在北部滨海平原、加利利山区以及上约旦河谷。

受资源环境的限制，以色列长期坚持发展生态循环农业，最大限度循环节约高效利用水、土等稀缺资源，创造了极端不利生态环境条件下最大限度利用资源，促使农业发展达到世界领先水平。

以色列建立了农业生产合作社组织，生产了以色列大部分农产品，农工一体化，物质和能量合理循环流动，资源得到充分利用，严格执行GAP产品认证标准，减少农用化学品和药品的使用。

以色列因地制宜选择合适的生态农业类型。针对干旱地区，实施精准灌溉，节约资源。利用充足的光热条件，积极发展区域优势生态型农产品，花卉、水果、蔬菜等。充分利用各种废弃物补充农业生产。完善农产品加工与基础服务设备，以科技提升农业发展质量。

1、水循环净化技术

针以色列对所有城市污水及其他污水都进行处理，处理后用于农业灌溉。以色列在全国建设污水净化利用系统，补充农业水资源不足，每年约有4亿立方米处理后的污水用于农灌。

2、农田节水灌溉技术

针对影响当地农业生产的土地退化、病虫草害等因素，采取各种技术措施进行合理调控，改善农业生态环境和生产条件，增强农林抗御自然灾害的能力。

3、沙漠日光温室

以色列沙漠温室汇集了许多科技创新。温室用塑料薄膜不单纯用作覆盖材料，还能对日光进行光谱控制，满足作物对其选择性需要。新型温室气候技术，能够精准控制室内温湿度变化，满足植物需求。新型覆膜材料可大幅减少室内害虫活动。

# 02

荷兰

荷兰位于欧洲西北部，境内均为低洼平原，纬度高，光照较少，温暖潮湿，冬暖夏凉，降水丰富且均匀。土壤多为沙壤性淤积土，土壤和气候条件十分适宜蔬菜、花卉及牧草的生产。农业以畜牧业与园艺业为主。

荷兰在无土栽培、精准施肥、雨水收集、水资源和营养液的循环利用等方面进行了大量的技术创新。并推进种植和养殖业向清洁生产方向发展，坚持“以地定畜、种养结合”的防治理念，不断创新循环农业发展模式。

荷兰积极探索低污染农业，特别是畜禽粪便得到了有效资源化利用，化肥农药使用量明显下降，高效低残留农药和生物农药得到广泛利用。病虫害防治以生物防治为主，物理防治、化学防治为辅，农业环境污染得到有效控制。

2016年荷兰提出了“循环经济2050”计划，将发展循环农业视为解决气候变化和资源紧缺的重要途径；2018年发布了循环农业发展行动规划，构建种植、园艺、畜牧和渔业产业间大循环体系，减少对环境的影响，显著提升废弃物利用率。

1、集约化设施农业

荷兰将信息化、工业化技术与生产技术相结合，利用7%的耕地建立了面积近17万亩的由电脑自动控制的约占全世界温室总面积1/4的现代化温室，温室约60%用于花卉生产，40%主要用于果蔬类作物。温室实现了全部自动化控制，包括光照系统、加温系统、液体肥料灌溉施肥系统、二氧化碳补充装置以及机械化采摘、监测系统等，保证生产出的农作物高效优质。

2、畜牧粪污处理利用

荷兰不仅关注粪污的产生，还注重合理利用粪污资源。开发新技术降低饲料中磷酸盐浓度；生产性价比更高的饲料；有机肥替换化肥使用；对粪污加工升级，制造与化肥相当的粪肥产品，使用可再生资源，减少碳排放。

# 03

日本

日本是个岛国，属典型人多地少国家。自然资源比较匮乏，山地丘陵约占总面积的80%，沿海平原狭小分散，温带海洋性气候，夏秋多台风，河流短急，水力资源丰富，土壤贫瘠，耕地面积不断减少。

日本农业以水稻为主，畜牧业很落后。通过保温育苗、品种改良等技术，日本农作物亩产量大幅上升。农业上减少化肥使用，转向有机肥料利用，提高土壤肥力。病虫害防治尽量利用生物防治减少对环境的破坏。

20世纪90年代，日本正式提出“环境保全型农业”概念，充分发挥农业的资源循环功能，通过土壤复壮、减少化肥农药的使用等手段，减轻对环境的负荷，保证农业发展的持续性。

日本政府每年对农业补贴金额高达4万亿日元以上。1999年日本颁布了《食物、农业、农村基本法》同年制定《可持续农业法》、《家畜排泄法》、《肥料管理法》防止农业导致的环境污染，增进农业的自然循环机能。此后又陆续颁布了诸多与循环农业相关的法律。

1、农业废弃物利用

农业废弃物再加工利用，使其变成有用的农业生产资料，改善土地的有机质含量，同时减轻环境负荷。运用工厂化快速堆肥发酵技术，把猪、牛、鸡的粪便与稻壳混合后，制成高效有机肥；农作物秸秆与酒糟混合养牛；牲畜粪液无害化处理、污水处理、再生水农业灌溉。

2、生态复合型农业

将处于不同生态位且具有不同特点的各生物类群复合在一个系统中，建立起一个空间上多层次、时间上多序列的产业结构。发展多样的水稻种植模式，稻作-畜产-水产三位一体，即在水田种植稻米、养鸭、养鱼和繁殖固氮蓝藻的同时，形成稻作、畜产和水产的水田生态循环可持续发展模式。农场结合生产打造农业景观，创造诗情画意的田园风光，独具特色的服务设施，融合一二三产业快速发展。

3、有机农业技术

在农业生产中最大限度降低农业生产环境的不良影响，遵循自然规律和生态学原理，不使用人工合成的化学肥料、农药、生长调节剂和畜禽饲料添加剂等物质，而采用有机肥、有机饲料满足作物与畜禽的营养需求。种植抗性品种；采取物理、生物措施防止病虫草害；秸秆还田、施用绿肥和厩肥保持养分循环；合理耕种防止水土流失；保护生物多样性。

国内生态循环农业

生态循环农业模式形成了生产因素互为条件、互为利用和循环永续的机制和封闭或半封闭的生物链循环系统，整个生产过程做到了废弃物的减量化排放、甚至是零排放和资源再利用，大幅降低农药、兽药、化肥及煤炭等不可再生能源的使用量，从而形成清洁生产、低投入、低消耗、低排放和高效率的生产格局。

下面推荐5种农业循环模式以供参考，或可部分减少农业污染问题。

# 01

畜禽排泄物综合利用模式

1、沼气综合利用

结合测土配方施肥、标准农田地力培肥、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与示范推广，推行“猪-沼-果（菜、粮、桑、林）”等循环模式，形成上联养殖业、下联种植业的生态循环农业新格局。

2、畜粪收集处理和有机肥加工利用

设施完善的畜粪收集处理中心，规范运作和户集、村运、片收的收集机制，畜粪收集率及综合利用率提高到95%以上。

# 02

立体复合循环模式

1、“桑枝条—黑木耳—水稻”循环模式

“桑枝条—黑木耳—水稻”循环模式是利用修剪下来的桑枝条，磨成粉用作种植黑木耳的营养基，黑木耳生产结束后，菌渣作有机肥还田，培肥地力。

实现“桑枝条——黑木耳——水稻”三大产业的良性循环。

这种生产模式既能提高桑枝条和黑木耳菌渣等农业废弃资源的利用率，又可以充分利用冬闲田，促进农业生态环境的改善，提高农田利用率，获得较好的经济、社会和生态效益。

2、“移动大棚生态养鸡”循环模式

“移动大棚生态养鸡”在菜地里搭建简易大棚养鸡，实行鸡—菜—稻轮作。这种生态循环模式，一是可以节省土地资源。二是降低运行成本。三是有利于鸡病防治和疫情控制。四是有利于提高鸡的品质。五是能有效增加土地肥力，减少环境污染。

3、“鱼-桑-鸡”模式

在池塘内养鱼，塘四周种桑树，桑园内养鸡。鱼池淤泥及鸡粪作桑树肥料，蚕蛹及桑叶喂鸡，蚕粪喂鱼，使桑、鱼、鸡形成良好的生态循环。试验表明，每5000千克桑叶喂蚕，蚕粪喂鱼，可增加鱼产量25千克，年产鸡粪1200千克，相当于给桑园施标准氮肥18千克，磷肥17.5千克。

# 03

种养共生生态循环模式

1、“鱼藕共生”模式

“鱼藕共生”即“鳅、藕”、“甲鱼、菱”、“ 锦鲤、藕”等生态循环模式是一种在藕田里套养泥鳅、甲鱼等水产品的种养混作模式。

泥鳅等吃食后产生的大量排泄物经分解、矿化后作为肥料供莲藕吸收利用，促进莲藕的生长，同时减少了水质恶化对泥鳅的造成的毒害，促使泥鳅健康快速生长；泥鳅的潜底及钻泥等活动，起到了持续中耕、松土的作用，有利于莲藕生长。

该模式实现了莲藕——鱼类的良性循环发展，促进农业生态环境的改善，提高了农田特别是低洼地农田的利用率。

2、“稻鸭共育”、“稻鱼共育”循环模式

充分利用稻田资源，在水稻秧苗生根后，在稻田里套放一定数量的幼鸭或鱼苗，起到生态循环利用、增加效益的作用。

一方面，稻田里的病虫、杂草可以作为鸭的饲料或鱼的饵料，减少虫害和农药施用；另一方面，鸭或鱼的排泄物可以直接还田，增加肥力，减轻稻田肥料施用量，降本增效。

# 04

以秸秆为纽带的循环模式

秸秆还田模式的推广，能有效实现减少焚烧排放、增加农田肥力的生态循环目标。

除此之外，以秸秆为纽带的农业循环模式还有多种，如围绕秸秆饲料、燃料、基料综合利用，构建“秸秆-基料-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。

通过农业基础设施的完善，改善农业生产条件和环境；实行农牧结合、种养结合，使农业废弃物得到资源化循环利用。

该模式可实现秸秆资源化逐级利用和污染物零排放、使秸秆废物资源得到合理有效利用，解决秸秆任意丢弃焚烧带来的环境污染和资源浪费问题，同时获得有机肥料、清洁能源、生物基料。

# 05

创意农业循环经济模式

以农业资源为基础，以文化为灵魂，以创意为手段，以产业融合为途径，通过农业与文化的融合、产品与艺术的结合、生产与生活的结合，将传统农业的第一产业业态升华为一、二、三产业高度融合的新型业态，拓展农业功能，将以生产功能为主的传统农业转化为兼具生产、生活和文化功能的综合性产业。

该模式可实现当地旅游产业的快速发展，提升当地旅游产业的整体实力，促进当地一、二、三产业的快速发展。如当下正流行的乡村游、休闲农业游、农庄、民宿等。

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绿洁兴农

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