摘要:論述了湖南省常德市以沼氣為紐帶發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的主要模式,闡述了該地區(qū)發(fā)展沼氣循環(huán)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀、優(yōu)勢及存在的主要問題,并提出了進一步發(fā)展沼氣循環(huán)農(nóng)業(yè)的建議。
關鍵詞:沼氣;循環(huán)農(nóng)業(yè);模式
中圖分類號:S216.4文獻標識碼:C文章編號:0439-8114(2011)07-1509-04
Discussion on Circular Agriculture Development Based on Biogas in Changde
——Take Changde City of Hunan Province as An Example
LI Shu-hong1a,ZHU Chuan-hong1b,LONG Yan2,WANG Jing-ren1a
(1.Hunan University of Arts and Sciencea. Department of Life Science, b. Department of Chemistry and Chemical Engineering, Changde 415000,Hunan, China; 2. United Front Work Department of the CPC Changde Committee, Changde 415000,Hunan, China)
Abstract: The main models of circular agriculture based on biogas in Changde were discussed. The status, advantages and main problems in the development of circular agriculture in Changde were described, and the development proposals were put forward.
Key words: biogas; circular agriculture; model
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,當人類面對日益嚴峻的環(huán)境和資源問題時,未來農(nóng)業(yè)如何發(fā)展已引起各國政府的高度重視,人們越來越認識到生態(tài)農(nóng)業(yè)在保護環(huán)境和資源、消除常規(guī)農(nóng)業(yè)對生態(tài)環(huán)境的負面影響和促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面的積極作用,以可持續(xù)發(fā)展思想為理念的循環(huán)農(nóng)業(yè)在全世界廣泛興起[1]。農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟可定義為:在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通和消費等過程中進行的資源節(jié)約和高效利用以及廢棄物循環(huán)利用的活動。簡單地說,由于處于推進階段,因此所有符合減量化、再利用和資源化的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟活動都可以被稱為農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟[2]。湖南省常德市(以下簡稱常德市)2007年被農(nóng)業(yè)部列為全國首批10個循環(huán)農(nóng)業(yè)示范城市之一,是農(nóng)業(yè)部和湖南省農(nóng)業(yè)廳循環(huán)農(nóng)業(yè)建設市。從常德市循環(huán)農(nóng)業(yè)建設規(guī)劃的制定到實施已有3年時間,常德市農(nóng)業(yè)部門對循環(huán)農(nóng)業(yè)建設的有效途徑和科學模式進行了有益的探索與實踐,拓展和延伸了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條,推進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)清潔化、農(nóng)村廢棄物資源化的發(fā)展,初步確立了適應常德市實際的6種基本發(fā)展模式,其中以沼氣為紐帶的循環(huán)農(nóng)業(yè)是其主要模式之一,本文對該模式進行了優(yōu)勢潛力調(diào)研及分析,并對存在的問題提出了可行性建議。
1常德市基本概況及發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的條件
1.1常德市的基本概況
常德市位于湖南省西北部,地處長江中游洞庭湖水系沅江下游和澧水中下游以及武陵山脈、雪峰山脈東北端。該市總面積1.82萬km2,轄9個區(qū)縣(市),207個鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),總?cè)丝冢叮埃玻埃叭f,其中農(nóng)業(yè)人口423.98萬,耕地面積45.12萬hm2;其中水田面積35.61萬hm2,旱地面積9.51萬hm2,屬亞熱帶濕潤氣候類型,適宜多種農(nóng)作物栽培,常年復種指數(shù)為240%左右,素有“魚米之鄉(xiāng)”的美譽,盛產(chǎn)稻谷、棉花、油菜、水果、湘蓮、苧麻、茶葉、煙葉等農(nóng)產(chǎn)品。該地區(qū)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速,豬、牛、羊、家禽以及水產(chǎn)品等資源豐富,品種繁多,養(yǎng)殖數(shù)量大,是全國重要的商品糧、棉、油、豬和魚的生產(chǎn)基地。稻谷、棉花、油菜和苧麻基地已列為全國優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)帶。
1.2常德市發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的條件
常德市農(nóng)、林、牧、漁全面發(fā)展,具有較好的發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的自然及經(jīng)濟條件。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展以及經(jīng)濟體制的轉(zhuǎn)變,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有了較大的調(diào)整和改善,畜牧業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)得到較快發(fā)展,但是排放出的大量廢棄物也對環(huán)境產(chǎn)生了一定的污染。面對這一新情況,市政府高度重視,發(fā)揚開拓進取精神,主動貫徹落實科學發(fā)展觀,創(chuàng)新思維,依據(jù)生態(tài)學和生態(tài)經(jīng)濟學原理并結(jié)合當?shù)氐纳a(chǎn)實際,充分利用當?shù)刎S富的物質(zhì)資源,發(fā)展多種生態(tài)農(nóng)業(yè)模式,以最大限度地提高生物質(zhì)的利用率。其中以沼氣為紐帶的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式達到“減排增效”目的,形成了地方特色。
2常德市發(fā)展沼氣循環(huán)農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢
以沼氣為循環(huán)農(nóng)業(yè)模式即指根據(jù)循環(huán)經(jīng)濟原理,以沼氣為紐帶,構(gòu)建一個復合生態(tài)鏈,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物綜合循環(huán)利用的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。該模式的構(gòu)成主要是將人與畜禽糞便以及農(nóng)業(yè)廢棄物通過微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)變成農(nóng)業(yè)“三寶”——沼氣、沼液、沼渣[3],并建立對三者進行綜合利用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。
2.1沼氣、沼液、沼渣的應用價值
沼氣是有機物質(zhì)在厭氧環(huán)境中,在一定的溫度、濕度、酸堿度條件下,通過微生物發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃氣體。沼氣的原料是人和家畜糞便以及農(nóng)作物秸稈,易取得且成本低。通過發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣是清潔、廉價、安全的能源。沼氣是一種混合氣體,主要成分為甲烷,是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料,1 m3沼氣的發(fā)熱量約為23.40 kJ,相當于0.55 kg柴油或0.80 kg煤炭充分燃燒后放出的熱量。利用沼氣不僅能取暖、做飯,還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)。據(jù)了解,一戶三四口人的家庭,修建一個10 m3的沼氣池,只要發(fā)酵原料充足,管理良好,就能解決照明、做飯的燃料問題[4]。
沼液除可作為有機液肥進行使用外,還可用沼液浸種,以提高水稻種子發(fā)芽率、成秧率以及秧苗總體素質(zhì);沼液中的生物活性物質(zhì)、沼氣發(fā)酵微生物等對病菌和蟲卵有很好的抑制作用。
沼渣由部分未分解的原料和新生的微生物菌體組成,分為三部分:一是有機質(zhì)、腐殖酸,對改良土壤起著主要作用;二是氮、磷、鉀等元素,可滿足作物生長需要;三是未腐熟原料,可施入農(nóng)田繼續(xù)發(fā)酵,釋放肥分。沼渣撒在農(nóng)田,能減少農(nóng)藥化肥的使用量,從而降低環(huán)境污染,長期施用,還可提高土壤中有機質(zhì)含量0.17%~0.60%,使全氮增加0.003%~0.005%,全磷增加0.01%~0.03%[5],沼渣還可通過再加工制成優(yōu)質(zhì)顆粒有機肥料,不但肥效提高,而且還能有效減少農(nóng)作物病蟲害,提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。
2.2沼氣生產(chǎn)過程對環(huán)境的保護作用
近幾年,我國畜禽糞便年產(chǎn)生量超過20億t,是當年工業(yè)廢棄物的2.7倍,且無序排放,總氮和總磷的流失量超過化肥流失量,成為威脅我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村環(huán)境的最大污染源之一[3]。湖南省年出欄生豬7 984.93萬頭。如不考慮存欄母豬、公豬數(shù)量,按出欄l頭生豬產(chǎn)糞0.40 t、產(chǎn)尿0.60 t計算,全省年產(chǎn)生豬糞便7 984.93萬t,平均每天產(chǎn)生21.88 萬t。假設1/5的生豬糞便已作為肥料或降污處理,平均每天還有新增的17.50 萬t生豬糞便,由于忽視處理或處理不當,或缺乏處理設施,將不停地污染空氣、水源、耕地和農(nóng)莊[6]。常德市農(nóng)村每年產(chǎn)生畜禽糞便1 200萬t以上,約80%未經(jīng)處理就直接排放,大量的畜禽糞便如果處理不當,不僅會擴大病菌傳播,造成嚴重的環(huán)境污染,危害人畜健康,而且還會造成嚴重的農(nóng)業(yè)資源浪費。發(fā)展以沼氣為紐帶的循環(huán)農(nóng)業(yè),能夠有效處理這些糞便廢棄物,變廢為寶,實現(xiàn)雙贏。畜禽糞尿進入沼氣池改善了生態(tài)環(huán)境,通過厭氧發(fā)酵,可殺滅糞水中的病原微生物。血吸蟲卵在常溫沼氣池內(nèi)7~22 d被殺滅;鉤蟲卵在常溫沼氣池內(nèi)30 d被殺滅90%,兩個月被殺滅率達99%;蛔蟲卵在常溫沼氣池內(nèi)30~40 d被殺滅;痢疾桿菌在常溫沼氣池內(nèi)30 h被殺滅[7]。該模式改善了規(guī)模化養(yǎng)殖場及農(nóng)戶家養(yǎng)畜禽排泄物對環(huán)境造成的病源菌污染,延長了產(chǎn)業(yè)鏈,為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)良性循環(huán)提供了保證。
3常德市以沼氣為紐帶的循環(huán)農(nóng)業(yè)基本模式
目前常德市重點建設以生豬排泄物為主要沼氣生產(chǎn)源的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式,沼氣循環(huán)農(nóng)業(yè)已初具規(guī)模,全市2009年新建沼氣池2萬多口,主要有4種模式。
3.1豬-沼-茶(果)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式
豬-沼-茶(果)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式是利用山地、農(nóng)田、水面、庭院等資源,采用“沼氣池、豬舍、廁所”三結(jié)合工程,圍繞主導產(chǎn)業(yè),因地制宜開展“三沼”(沼氣、沼渣、沼液)綜合利用,達到對農(nóng)業(yè)資源的高效利用和生態(tài)環(huán)境建設,不僅改善了豬場的環(huán)境,也提高了茶葉、橘子、水果等農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。具有代表性的如桃源濟慶農(nóng)牧業(yè)發(fā)展有限公司和臨澧大唐牧業(yè)有限公司。該模式以沼氣為紐帶,將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)有機地結(jié)合起來。
3.2以沼氣為紐帶的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提升型模式
以沼氣為紐帶的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提升型模式既提高了農(nóng)產(chǎn)品的綜合開發(fā)利用價值,增加了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,也為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)良性循環(huán)提供了保證,是增加利稅及提高農(nóng)民收入的可行途徑,對于以水稻為主要糧食的常德市具有重要意義。具有代表性的有湖南省常德市的廣積米業(yè)、湖南湘魯萬福農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司、湖南洞庭春米業(yè)有限公司等,其中湖南湘魯萬福農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司通過稻谷-大米-飼料-生豬-沼氣-發(fā)電-養(yǎng)殖甲魚等鏈條的綜合組建與運行,基本實現(xiàn)了零排放生產(chǎn)。以大米綜合加工后的副產(chǎn)品加工成飼料用于生豬生產(chǎn),降低了養(yǎng)殖成本,廢水、廢渣、豬場廢棄物生產(chǎn)沼氣用于發(fā)電,沼液用于冷卻水補充利用,沼渣用于肥土、肥田。該模式通過延長產(chǎn)業(yè)鏈條,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綜合效益,走出了一條副產(chǎn)品回收利用、廢棄物零排放、經(jīng)濟和生態(tài)效益最大化的循環(huán)發(fā)展之路。
3.3豬-沼-菜農(nóng)戶庭院循環(huán)農(nóng)業(yè)生態(tài)模式
豬-沼-菜農(nóng)戶庭院循環(huán)農(nóng)業(yè)生態(tài)模式就是用豬糞尿入池產(chǎn)生的沼氣燒水做飯,用沼渣沼液種菜,用部分菜葉喂豬。以沼氣生產(chǎn)帶動生豬飼養(yǎng),以生豬飼養(yǎng)促進蔬菜種植,從而形成了豬、沼、菜“三位一體”、相互促進、循環(huán)發(fā)展的綠色鏈條。在常德市郊、臨澧、石門等地農(nóng)家庭院內(nèi)基本上形成了豬-沼-菜的良性農(nóng)業(yè)生態(tài)模式。通過號召菜農(nóng)大量施用沼氣肥,既改善了環(huán)境,又提高了蔬菜的質(zhì)量。
3.4豬-沼-稻庭院型經(jīng)濟循環(huán)農(nóng)業(yè)模式
常德市主要糧食作物以水稻為主,豬-沼-稻生態(tài)種植技術是指以沼氣為紐帶,把豬糞尿、秸稈等作為沼氣池的原料,生產(chǎn)出的沼氣可用于照明、做飯,沼液、沼渣可用于喂豬和種植水稻,是一個非常環(huán)保、科學的農(nóng)村家庭能源生態(tài)鏈。農(nóng)戶在自家地下建一口沼氣池,其上面再建造廁所和豬欄,豬欄里常年養(yǎng)豬4頭以上,再與自家的農(nóng)田配套,就搭建成了一套豬-沼-稻農(nóng)村家庭能源生態(tài)結(jié)構(gòu)。豬-沼-稻的循環(huán)形式具有相當大的適應和發(fā)展范圍,目前在常德市許多以水稻種植為主的農(nóng)戶中推廣。
4發(fā)展以沼氣為紐帶的循環(huán)農(nóng)業(yè)存在的問題
4.1轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念,加強技術改造,拓寬沼氣的利用空間
沼氣作為一種新型能源,農(nóng)民朋友還不甚了解,還習慣于煤爐、液化灶等傳統(tǒng)能源。對沼氣的認識還需要一個過程,這就要求政府大力宣傳使用沼氣對建設新農(nóng)村和建設環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會的重要現(xiàn)實意義,并采取一些優(yōu)惠政策,村組干部應主動帶頭興建沼氣池,為村民作表率,讓村民真正感受到沼氣的好處,使每戶村民盡快地使用這種既干凈清潔又經(jīng)濟實惠的新能源。
另外,據(jù)調(diào)查,沼氣在使用時,能嗅到很濃的臭味,并且在燃燒過程中產(chǎn)生的水蒸氣容易使炊具腐蝕,這就說明沼氣有臭味,而且濕度較大。部分地區(qū)還存在沼液阻塞管道影響沼液的利用等情況。如果沼氣方面的專家能想辦法解決這些技術問題,就能對提高農(nóng)戶使用沼氣的積極性起到促進作用。
4.2沼液、沼渣處理及綜合利用是沼氣可持續(xù)生產(chǎn)利用的保證
隨著養(yǎng)殖格局的改變,一些大中型養(yǎng)殖場及養(yǎng)殖大戶造成的環(huán)境污染問題日趨嚴重,大的養(yǎng)殖企業(yè)及養(yǎng)殖戶一般沒有足夠可消納沼液沼渣的土地,如與果農(nóng)、菜農(nóng),稻農(nóng)等對接不暢,沼液沼渣不能得到充分利用,就會影響沼氣建設的綜合效益。還有部分建有沼氣池的農(nóng)戶,由于自家并未種植蔬菜等農(nóng)作物,因此將沼液直接排放到河水中,既浪費了資源,又造成了新的環(huán)境污染。
4.3沼氣池運行和維護的技術及人力資源不足
已建成沼氣池的用戶存在運行和維護的困難。主要是青壯年農(nóng)民外出務工比例較高,存在農(nóng)村勞動力不足的問題。生豬喂養(yǎng),沼液、沼渣清理等需要勞動力較多,農(nóng)村留守人員困難較大。
4.4農(nóng)村能源機構(gòu)隊伍建設滯后
少數(shù)地區(qū)建池質(zhì)量不理想,部分地方農(nóng)村能源機構(gòu)隊伍建設滯后,建池技術員缺乏,整體素質(zhì)不高,不能適應新階段沼氣建設的需要。沼氣建設的工程質(zhì)量得不到保障。由于沼氣池和管線必須密封性能好,才能確保沼氣的正常使用,如果沼氣池出現(xiàn)裂縫或漏氣現(xiàn)象,沼氣池就只能起到一個化糞池的作用。這就要求在建沼氣池的過程中必須有專業(yè)技術人員指導,嚴格施工標準,確保工程質(zhì)量。
4.5產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營滯后,后續(xù)服務跟不上
作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略重要部分的沼氣池建設,面臨可持續(xù)發(fā)展的問題。隨著社會主義新農(nóng)村及資源節(jié)約型社會的建設,農(nóng)村沼氣正處在興起階段,還沒有形成一條完整的建設→使用→管理→后續(xù)服務的產(chǎn)業(yè)鏈條,而且農(nóng)村能源產(chǎn)品市場比較混亂,沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準,許多產(chǎn)品的質(zhì)量不過關,這無疑加大了建設成本,影響了沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。受服務經(jīng)費缺乏、運作方式不成熟等因素的限制,農(nóng)村沼氣的后續(xù)管理和服務還跟不上沼氣產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的步伐,一定程度上影響了沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
5思考與建議
5.1促進大中型養(yǎng)殖場沼氣建設的可持續(xù)發(fā)展
以沼氣為紐帶的循環(huán)農(nóng)業(yè),關鍵是建沼氣池后保證沼氣的不斷生產(chǎn)和沼液及沼渣的綜合利用,針對當前分散養(yǎng)殖趨于萎縮和規(guī)模養(yǎng)殖加速擴張的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展趨勢,注重建管并重,沼氣池規(guī)模較大的農(nóng)戶應加大力度。一是要及時進出料,解決沼氣池的進出料服務工作,盡可能多地將動物糞便入池發(fā)酵處理,提高沼氣池的糞污處理效率。二是要用好沼氣,將養(yǎng)殖場用不完的沼氣通過供氣管道輸送到周邊農(nóng)戶家中,受益農(nóng)戶每月繳納一定的供氣費。三是要用好沼肥,將沼渣沼液及時還田入地。實現(xiàn)沼氣生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,努力提高大中型沼氣池的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。
5.2加強沼氣生產(chǎn)的日常管理,保證農(nóng)戶沼氣池的持久利用
由于沼氣池與農(nóng)戶的養(yǎng)殖連為一體,要不斷地輸送廢料,沼氣才能源源不斷地產(chǎn)生。而一些用戶只顧使用不顧管理,總認為開始投料充足就不用管了,而且隨著進城打工人數(shù)的增加,養(yǎng)殖的數(shù)量還有可能減少,但沼氣使用的頻率并不會減少,這樣自然產(chǎn)氣不足,從而影響生活用能。所以,作為鄉(xiāng)、村、組應舉辦沼氣技術培訓班,對建設沼氣的好處、產(chǎn)氣的原理、氣池的構(gòu)造、管線安裝、日常管理等問題進行詳細講解,讓農(nóng)戶成為管理使用沼氣的明白人,成為節(jié)能減排的受益人。
5.3為以沼氣為紐帶的循環(huán)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供平臺
進一步加強沼氣建設后續(xù)服務工作,設立專項資金,加強對技術人員的培訓。從資金和技術上加強對沼氣建設后續(xù)服務工作的支持力度,確保沼氣池穩(wěn)定運行,發(fā)揮沼氣池建設綜合效益。引導建立鄉(xiāng)村物業(yè)公司,收集、處理鄉(xiāng)村廢棄物,提供廢棄物交易平臺,促使廢棄物再利用和資源化。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和種植結(jié)構(gòu),提升產(chǎn)業(yè)效益。加強技術人員的培訓。為了使建池農(nóng)戶長期受益,后續(xù)服務已成為當務之急。
通過上述對發(fā)展以沼氣為紐帶的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的優(yōu)勢潛力及存在問題的分析,利用當?shù)刎S富的生物質(zhì)資源及自然條件,建立以沼氣為紐帶的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式,通過興建沼氣池,讓農(nóng)民用上清潔能源,并使農(nóng)村及規(guī)模化養(yǎng)殖場環(huán)境得到凈化,這對于優(yōu)化農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)和提高農(nóng)業(yè)資源利用效率具有重要作用。
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