豬沼糧生態循環農業模式在上海農場的實踐應用

陳新兵何為志李雙喜呂衛光*

（1上海市上海農場，江蘇省鹽城市 224151；2上海市農業科學院，上海市奉賢區 201403）

豬沼糧生態循環農業模式在上海農場的實踐應用

陳新兵1何為志1李雙喜2呂衛光2*

（1上海市上海農場，江蘇省鹽城市 224151；2上海市農業科學院，上海市奉賢區 201403）

豬沼糧生態循環農業模式能將傳統的糧食生產一元結構向糧食種植和畜禽養殖二元結構發展，具有廣闊的應用前景。近年來，上海農場大力推進應用了豬沼糧生態循環農業模式，取得了顯著的生態效益與經濟效益。現對上海農場發展豬沼糧生態循環農業模式的實踐情況、沼液高效利用與稻田施用技術、取得的生態效益與經濟效益進行總結介紹，以促進該模式的規模化生產應用。

豬沼糧生態循環農業模式；實踐應用；效益分析；上海農場

豬沼糧生態循環農業模式是指按照生態學和生態經濟學原理，應用系統工程方法，因地制宜地規劃、設計、組織、調整和管理畜禽生產，以保持和改善生態環境質量，維持生態平衡，保持畜禽養殖業協調、可持續發展的生產形式。上海農場位于江蘇省大豐市境內，該農場一直立足發展生態高效循環農業，以1.33萬hm2耕地和100萬頭生豬養殖為基本依托，著力推進種植、養殖、微生物三維循環農業產業鏈發展，以減少農業生產資料投入、降低農業廢棄物排放、提高單位產出率、實現農業健康可持續發展。為此，上海農場自2013年起開展了豬沼糧生態循環農業模式的實踐應用，主要包括養豬、豬糞尿制沼氣、沼液還田、沼渣制有機肥、糧食種植等內容。現筆者對上海農場發展豬沼糧生態循環農業模式的實踐情況、沼液高效利用與稻田施用技術、取得的生態效益與經濟效益進行了總結介紹，以促進該模式的規模化生產應用。

1 豬沼糧生態循環農業模式介紹

豬沼糧生態循環農業模式能將傳統的糧食生產一元結構向糧食種植和畜禽養殖二元結構發展，該模式實施“種、養、沼、肥”四環產業并舉的關鍵是變單環技術為組合鏈條技術，集大成于一體，提高了農業生產的環境質量，合理調整了生產過程中的相互關系[1，2]。豬沼糧生態循環農業模式使一個生產過程中的排泄物（廢棄物）轉變為另一個生產過程中的輸入物（原料資源），從而實現了農業生產的無廢棄物過程（零排放目標），即廢棄物資源化過程[3]。

在豬沼糧生態循環農業模式中，糧食秸稈還田或秸稈粗制品作為飼料進入規模化養殖場，養殖場畜禽糞便進入發酵池產生沼氣用于能量循環，解決燃料問題；沼液還田減少肥料用量，沼渣用于生產專用有機肥，進入農業生產循環系統，充分利用循環系統內各個環節的資源，減少農藥化肥用量，生產出綠色優質稻米。該模式建立了以規模集約化養殖場為單元的生態農業產業體系，以糧食作物生產為基礎、養殖業為龍頭、沼氣能源開發為紐帶、有機肥料生產為驅動，形成了飼料、肥料、能源以及生態環境的良性循環（見圖1）。

圖1 豬沼糧生態循環農業模式

2 上海農場發展豬沼糧生態循環農業模式實踐情況

為發展豬沼糧生態循環農業模式，上海農場按照“一匹配、二分離、三配套”原則進行減量化、生態化、資源化、無害化生產，將豬場的畜禽糞便等廢棄物變廢為寶，促進了畜牧業和種植業的健康可持續發展。

2.1 一匹配

按照每667 m2田塊承載5頭豬的廢棄物的標準布局生豬產業，配套相應農田消納糞水或沼液。

2.2 二分離

選擇合理的清糞工藝，實行雨污、干濕二分離，減少污水排放量。新建豬場采用水泡糞工藝，地面是漏縫地板，通過豬的活動和踩踏，使豬糞尿落入地下的糞水收集池，池下預埋管道與豬舍外的氧化池相連。收集池內的糞水儲滿后，只要將底部的閥門提起，通過管道負壓即可將糞水、沖洗用水等一并輸送至氧化池進行集中處理，基本實現了自動清糞。

2.3 三配套

（1）配套與豬場養殖規模匹配的沼液貯存池。農場區域內建有沼液儲存池、厭氧發酵池55.8萬m3，沼氣站發酵罐體積1.08萬m3，還田管道1.1 m3。（2）配套沼氣發電站。農場區域內建有19座沼氣發電站。（3）配套有機肥廠。農場區域內建有3座有機肥廠，設計產能25 000 t。

3 豬沼糧生態循環農業模式中沼液高效利用與施用技術

3.1 管道架設

由于沼液濃度較高，需要稀釋施用，故要根據稻田現有水渠布設沼液管道，安裝控制閥，配合灌溉用水進行施用。上海農場采用灌溉水和沼肥雙管道運行模式，在田間，灌溉水管道支管（直徑280～315 mm）每隔30 m、肥水管道支管（直徑125 mm）每隔60 m，設置雙向出水口，沼肥與灌溉水在出口處對沖混合后進入田間，供水稻生長使用。

3.2 沼液水稻浸種

對上一年或當年生產的新鮮種子可使用沼液進行浸種殺菌。浸種前應對種子進行篩選，清除雜物、秕粒，并進行翻曬，翻曬時間不得低于24 h；選用正常發酵產氣2個月以上的沼液，將種子裝在能濾水的袋子里，并將袋子懸掛在沼氣池出料間的上清液中，要求沼液溫度在10 ℃以上，pH在7.2～7.6。

常規稻品種采用一次性浸種，在沼液中的浸種時間，早稻48 h、中稻為36 h、晚稻為36 h，粳、糯稻可延長6 h，然后用清水洗凈，破胸催芽；抗逆性較差的常規稻品種應將沼液用清水稀釋一倍后進行浸種，浸種時間為36～48 h，然后用清水洗凈，破胸催芽。雜交稻品種應采用間歇法沼液浸種，三浸三晾，清水洗凈，破胸催芽。在沼液中的浸種時間，早稻為42 h，每次浸14 h、晾6 h；中稻為36 h，每次浸12 h、晾6 h；晚稻為24 h，每次浸8 h、晾6 h。

3.3 稻田沼液肥料配施灌溉管理

3.3.1 施用沼液全程替代化肥

沼液應配合灌溉用水稀釋后進行施用，整個水稻生長期每667 m2稻田沼液施用量在21～27 t（折合每667 m2純氮用量為16～20 kg），施用量配比以基肥∶苗肥∶壯稈肥∶穗肥為3∶3∶2∶2～4∶2∶3∶1較為適宜。

3.3.2 沼液替代部分化肥施用

沼液應配合灌溉用水稀釋后進行施用，整個水稻生長季每667 m2稻田沼液施用量在15～20 t（折合每667 m2純氮用量為12～15 kg），施用量配比以基肥∶苗肥∶壯稈肥∶穗肥為4∶2∶3∶1較為適宜。

4 生態效益與經濟效益分析

通過豬沼糧生態循環農業模式在上海農場的實踐應用表明，該模式可大幅度提升農業資源利用效率，豬糞經過沼氣池發酵處理后，減少了糞便污染，保護了環境衛生；沼液還田可減少當季稻田化肥用量25%～50%，同時由于有機肥施用量的逐年增加，化肥用量下降，使板結的土壤得到了改善；連續施用沼肥的土壤有機質含量顯著提高，土壤團粒結構有所改善，氮、磷、鉀含量豐富，保水抗旱性能顯著提高。

以每667 m2稻田施用沼液10 t替代部分化肥為例，化肥、有機肥及沼液配施，每667 m2稻田節約化肥成本40元左右，同時提升水稻產量10%左右，每667 m2增產60 kg，按稻谷售價1.5元/kg計，每667 m2水稻種植收益增加130元。但考慮到規模化養殖場需配備沼液還田管道，平均折合每667 m2農田成本在600元左右，以10年折舊計算，每年每667 m2成本在60元左右。因此，單以沼液還田為例，每667 m2農田純收益增加70元左右。

5 小 結

上海農場應用實踐表明，限制豬沼糧生態循環農業模式規模化生產應用的關鍵在于規模化養殖場的畜禽糞尿處理和發酵技術，目前很多傳統養殖場的配套設施需要更新。但豬沼糧生態循環農業模式是十分高效的循環農業發展模式，尤其是在規模化養殖場周邊配套沼液、沼渣處理的農田和有機肥廠，這對實現資源的高效利用、提升單位土地效益、減少農業面源污染有重要意義，因此，該模式推廣前景廣闊。

[1] 孫路,田國成,吳發啟.關中農戶型“豬-沼-糧”循環農業的能流及效益分析[J].中國農學通報,2015,31(8):139-144.

[2] 周小萍,陳百明,盧燕霞,等.中國幾種生態農業產業化模式及其實施途徑探討[J].農業工程學報,2004,20(3):296-300.

[3] 駱世明.農業生態學[M].北京:中國農業出版社,2001:447-454.

2017-06-25

上海市農委科技攻關項目[編號：滬農科攻字(2014）第5-1號]。

*為通訊作者。