The Innovation Life | 种养循环提高资源利用率,实现环境可持续发展

学术   2024-12-06 07:50   广东  


本文希望通过研究种养结合的潜力,探索一种既能提升食物安全,又能减少环境负担的农业模式,为未来可持续农业提供切实可行的解决方案。


人口增长和资源紧张加剧了食物安全与农业可持续发展的挑战。而种养循环作为一种农业创新模式,通过作物与畜牧业的资源互补,提高资源循环效率,促进土壤健康、减少温室气体排放,提升农业生态系统的韧性具有重要的意义。


图 1 图文摘要


全球人口快速增长、资源耗竭,食物安全和资源可持续性成为亟待解决的问题。农业生产不仅需满足不断增长的食物需求,还需应对气候变化带来的挑战。同时,规模化种植业和养殖业的发展,加剧了土壤、水资源耗竭和生态环境污染。在此背景下,创新农业的生产模式,通过种养循环资源互补,提高资源循环效率具有重要的意义。种养循环不仅提高土壤健康度和食物产量、减少资源消耗和温室气体排放,提升农业生态系统的韧性,推动可持续农业发展。


种养循环是一种将作物种植与畜牧水产养殖紧密结合的农业生产模式,通过资源的循环利用和互补效应,实现更高效、可持续的农业发展。传统的种养循环模式主要是将牲畜的粪便转化为有机肥料,用于作物种植,但是其资源利用效率相对较低。而现代的种养循环则需更加注重技术创新,如何利用残余作物、动物粪便等农业有机废弃物,高效地转化为有机肥料、生物饲料或绿色生物质能源,形成资源高速循环的新型农业生态系统,实现资源的高效利用。


种养循环模式有助于保障食物安全。作物副产品,如稻草和覆盖作物,可作为牲畜饲料,减少对外部市场和合成饲料的依赖,从而降低生产成本。同时,种养结合还能够在面对不确定的气候变化时提升农业系统的韧性与稳定性。此外,这种模式还能促进食物的多样化,提高家庭食物的营养价值。


种养循环模式有利于提高资源利用效率。水资源和耕地资源日益紧张,如何在有限的资源条件下提高农业生产效率成为关键。种养循环模式通过整合作物生产和畜牧养殖,作物副产品和牲畜粪便均被回收利用,减少了对化肥和外部饲料原料的依赖。同时,通过它还能改良土壤结构,提高土壤有机碳储存量,有效减缓土壤退化与侵蚀问题,提升农业的长期生产能力。


种养循环模式有利于保护生态环境。农业是全球温室气体排放的主要重要来源,尤其是牲畜养殖和化肥使用。在种养结合模式下,通过减少化肥使用和优化资源配置,能够显著降低能源消耗和温室气体排放。因此,种养循环对于减少碳排放也具有重要意义。


然而,种养循环模式在实际应用中仍面临一定挑战。首先,种植业与养殖业的结合需要较高的管理水平和技术知识,农民在初期实施时可能会面临资金和技术上的障碍。其次,农场规模较小的地区可能需要在管理和运营方面进行较大调整,这也增加了转型的难度。因此,政策支持和技术培训显得尤为重要


随着科技的发展,种养结合的前景更加广阔。现代农业技术,如物联网、无人机、人工智能等,能够提高作物与畜牧的管理精度,优化资源配置,降低生产成本。通过数据驱动的决策,农民能够实现精细化管理,提高生产效率。政府和相关机构应提供技术支持和政策引导,积极推动这一模式,帮助农民克服转型中的困难。



种养循环是一种集成型的农业创新模式,具有提升食品安全、改善资源利用效率、减缓气候变化等多重优势。通过资源循环和生态系统的优化,种养循环不仅能够满足全球日益增长的食品需求,还能实现农业生产与环境保护的双赢。在未来,随着科技进步和政策支持,种养循环有望成为推动农业可持续发展的重要力量,为全球农业的绿色转型提供新的动力。


责任编辑

桂松涛    山东农业大学

陈   娟    中国农业大学




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原文链接:https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-life.2024.100103



本文内容来自The Innovation 姊妹刊The Innovation Life 第2卷第4期发表的EDITORIAL文章“Crop-livestock integration: Implications for food security, resource efficiency and greenhouse gas mitigation” (投稿: 2024-10-25;接收: 2024-11-28;在线刊出: 2024-12-02)。


DOI:10.59717/j.xinn-life.2024.100103


引用格式:Wang M., Wan D., Xie X., et al. (2024). Crop-livestock integration: Implications for food security, resource efficiency and greenhouse gas mitigation. The Innovation Life 2: 100103.        


作者简介



印遇龙   中国科学院亚热带农业生态研究所研究员,中国工程院院士。发表学术论文200多篇,H-index in Google Scholar 82,主编中英文专著15部,获国内外发明专利48件,以第一完成人获国家自然科学奖二等奖1项、国家科技进步奖二等奖2项、国家科技进步奖三等奖1项、湖南省杰出贡献奖、何梁何利科技进步奖Asia-Pacific Nutrition Award(杰出成就奖)等。

谭支良   中国科学院亚热带农业生态研究所 研究员,国家级科技创新领军人才,先后主持国家自然科学基金重点项目30余项,发表学术论文200 多篇,获国家科技进步二等奖2项、湖南省科技进步一等奖4项、中国科学院科技进步二等奖等多项省部级奖励。

王   敏    中国科学院亚热带农业生态研究所 研究员,国家优秀青年基金获得者。

万   丹    中国科学院亚热带农业生态研究所 副研究员。


中国科学院院士朱永官带领一群“土壤高级玩家”,一同创作出了本部集科学性、趣味性和前瞻性于一体的科普著作——《鲜活的土壤》,以科研者的视角和深入浅出的笔触,向大众讲述了土壤的本质、功能、土壤污染问题以及由此带来的粮食安全问题等人们关心和感兴趣的话题。

书中不仅涵盖了土壤的形成、分类、功能等基础内容,还深入探讨了土壤与生态环境、人类健康、文明演变进程等方面的紧密联系。用丰富的科研数据与成果揭示了土壤作为农业生产之基、生态系统之本的不可替代作用,更强调了在当前全球环境变化与资源约束加剧的背景下,科学合理地利用土地资源,对于维护国家粮食安全、促进生态平衡、实现经济社会可持续发展乃至推动人与自然和谐共生的战略价值。


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《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》由联合国粮农组织 / 国际原子能机构粮食和农业核技术联合中心水土管理和作物营养科专家穆罕默德·扎曼、李恒所著。著者长期致力于改善土壤、水资源与肥料管理的生产实践,为促进国际社会农业积极适应气候变化做出了贡献。



该书回顾了全球土壤盐渍化的历史和治理成败经验,旨在制定盐度和钠化度的评估技术规程,完善盐渍化土壤的缓解和适应措施,创新和推进核技术和同位素技术等的应用,为可持续地利用盐碱地提供可行性方案。该书具有先进性、指导性和实用性,能够切实解决生物盐碱农业所遇到的实际问题。该书可为进行景观和农田土壤盐渍化评估和诊断,利用核技术和同位素技术制定边际土壤可持续利用战略的技术研究人员、一线管理人员提供参考和借鉴。


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Rainer Horn 博士,德国基尔大学教授,世界著名土壤物理学家。现任中-欧土地和土壤合作专家组委员,曾任世界土壤联合会(IUSS)主席,IUSS土壤物理委员会、土壤技术委员会以及第三工作组主席、土壤耕作研究组织主席、德国土壤学会主席等土壤学术组织重要职位。Horn教授在不饱和土壤力学理论创新和应用、土壤物理多尺度过程、土壤力学与水力学、物理化学和生物学等多学科交叉研究等方面取得巨大成就,并成功应用于指导固废处理、地质工程安全以及电缆地下埋藏等社会经济多方面。发表100余篇期刊论文,数十部土壤学专著以及数百篇技术报告,荣获美国土壤学会、美国农学会会士,罗马尼亚、波兰、德国土壤学会以及国际土壤耕作研究组织等学术团体先后授予Horn教授荣誉会员称号。


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