生態種養循環農業發展簡述

吳小琳 ，張 興

（1.湖南農業大學資環學院，湖南 長沙 410131；2.湘潭市畜牧水產技術研究和推廣中心，湖南 湘潭 411101）

近年來，隨著對環境保護的重視，我國農業生產范圍中的畜禽糞污、農膜、農藥等引起污染物排放量總體在下降，但農業源污染物的總量仍然居高不下，種植業和養殖業產生的污染占到農業源污染物的90%以上。據農業農村部公布的數據顯示，我國每年養殖業糞尿等污染物的量約38億t，但糞污等廢棄物綜合利用率卻低于60%。據《第二次全國污染源普查公報》通報，與第一次污染普查相比，養殖業水污染物排放量中化學需氧量、總氮、總磷分別達 1.0×103、0.596×102、0.12×102萬t，第二次分別降低21.11%、41.81%、25.37%，但畜禽等養殖業糞污一直是農業面源污染的主要治理對象。近年來，全國畜牧總站梳理推薦的種養結合是畜禽糞污資源化利用技術模式之一。據吳浩瑋等報道，通過對我國畜禽糞便資源化的潛能進行系統評估得出，我國畜禽糞便能源潛力巨大，畜禽糞便資源化可在一定程度上滿足氮、磷肥的需求，并能減少過量化肥施用對農田土壤造成的危害。據高書凝等報道，種養結合生態農業模式將種植業和養殖業結合起來，實現資源的高效利用，不但能促進可持續發展，而且保護了生態多樣性，為建設生態循環農業和鄉村振興提供良好的發展模式。種養結合是實現有限農業資源綠色發展的有效方式之一。本文通過簡介種養結合模式的概念、形成機制、模式與展望，指導種養戶通過結合自身的實際情況，選擇合適的種養結合模式，改變種養結合不緊密、循環利用不充分、農業面源污染較突出的問題，實現種養農業綠色可持續發展。

1 種養結合模式概念

種養結合是將種養殖業緊密結合的生態農業模式，是將養殖業生產的糞污作為種植業的肥料來源，種植業為養殖業提供飼料，并消納養殖業廢棄物，使物質和能量在動、植物之間轉換的循環式農業，能形成從資源-產品-廢棄物再利用的農業生態循環產業鏈。

2 種養循環農業形成機制

2.1 共生關系

種養循環農業產業鏈的建立離不開種養殖業相關產業之間的共生關系。在生態產業鏈中，企業和農戶的依賴關系基于資源的相互依賴，上游生產出的廢棄物用作下游生產原料，之后再次進入生產，實現了產業鏈中物質和能量的循環。

2.2 經濟利益驅動

在目前的農業生態產業鏈中，企業、合作社、家庭農場、專業大戶和傳統小農戶各自都能從中獲取一定的經濟效益，形成參與整個生態產業鏈的動力。種養殖業經營主體有不同需求，通過循環產業鏈的構筑，實現了技術與經濟需求的資源循環，滿足了各經營主體資源節約和經濟收益。

2.3 追求生態效益

隨著綠色發展理念不斷深入人心，人們對環境保護的追求及政府出臺的環保政策，使種養殖業農業經營主體提升對產業生態效益的關注，同時注重平衡經濟與生態效益，減少環境問題導致的負面影響。不同種養殖業農業經營主體主動尋求聯系合作，從而形成穩定循環的農業生態產業鏈。

3 主要種養結合循環模式

3.1 家庭式小型生態循環農業園區模式

該模式中，以家庭農場為基礎，規模適度，面積約4.67 hm2（70畝）種植農作物，按區域管理，主要包括餐飲區、蔬菜區、采摘區、糧食區、養殖區等。其中，餐飲區0.13 hm2（2畝）讓游客休息就餐；采摘區2.67 hm2（40畝），主要種植桃樹等果樹；蔬菜區0.33 hm2（5畝）種植土豆等。秋季糧食作物為優質小麥，約1.06 hm2（16畝）。夏季作物有水稻、玉米、黃豆等，面積1.06 hm2（16畝）。養殖區為放養的蘆花雞，肉質鮮美，具有一定的保健功效，年存欄約700只。另外，利用蚯蚓養殖分解雞糞，生產蚯蚓糞有機肥，保障作物對營養物質的需求；同時種植桑樹、金銀花等，飼喂蘆花雞，實現替抗養殖蘆花雞。利用田園景觀、自然環境資源等，結合農林牧生產、經營、文化，為消費者提供休閑旅游等服務，實現了種養殖業可持續發展。該模式以家庭為單位，通過人為、科學、合理的干預，讓種養殖業的生態系統種群結構合理，實現生態和諧共生，并把中獸醫理念融入養殖業生產中，推動農業生態循環流動的持續優化。該模式實現了種植、養殖、旅游、餐飲等多業態融合，推動種、養結合與二、三產業發展，延長了產業鏈條，提升了附加值與管理效能。

3.2 菜蚓鱔立體種養模式

該模式采用生態學的邊緣效應原理，將農田劃分為特色蔬菜種植、排水溝黃鱔養殖與土壤蚯蚓養殖喂鱔3個子系統，形成了高效循環農業發展模式。建立農田增產、增效流程，減少農藥與化肥的使用，改變了傳統菜田較為單一種植模式，提高了農田的生產效力。該模式的循環路徑為：通過利用蔬菜與畜禽廢棄物資源，將種植蔬菜與畜禽糞尿等發酵還田，進行蚯蚓養殖。運用蚯蚓養殖黃鱔和生物耕作，優化了農田機械耕作方式，解決了農業廢棄物丟棄問題，補充了土壤營養，加強農田“自凈”能力。利用有機肥替代化肥，為蔬菜和黃鱔生長提供較好的環境，從源頭上減少菜田面源污染。菜田中養殖的蚯蚓作為黃鱔飼料，減少了人工養殖飼料成本，蚯蚓活動有利于治理田間結塊與防控土傳病害，蚯糞和鱔糞還田還補充有機肥。既促進蔬菜生長，又實現了“菜蚓鱔”的循環生長。該模式的經濟效益：主要投入包括黃鱔與蚯蚓種苗、肥料、農藥、水電費用等，與傳統模式相比，第一年增加投入55 223元/hm2，凈收益-59 253元/hm2，第二年 凈 收 益19 403元/hm2， 第三年，菜蚓鱔立體種養生態系統進入較為穩定時期，凈收益74 627元/hm2， 遠 遠 大 于 傳統模式。第四年和第五年凈收益分別是89 104元/hm2和90 896元/hm2，達到傳統模式的7～8倍，經濟效益顯著。該模式的生態效益：實施5年后，由于蚯蚓的活動及廢棄物的還田利用，該模式使用化肥減少75.2%，施用農藥次數減少50%，有機質提升了73.33%。該模式顯著降低了農田肥料農藥用量，減輕了農業面源污染。該模式適用于發展都市型郊區循環農業。

3.3 食用菌菌渣、畜禽糞污和作物秸稈循環利用模式

該模式由四川省蓬溪縣創建，“糧經作物-秸稈-食用菌（豬、牛）-菌渣（沼肥）-糧經作物（果樹）”。該模式種植的水稻等農作物秸稈，主要通過食用菌企業統一收購，加工制作成栽培基料，部分養殖企業制成青貯飼料。食用菌生產企業產生的菌渣，一部分送到種植基地，堆漚發酵后作為有機肥還田，其余部分成為有機肥廠制成有機肥。養殖企業產生的畜禽糞污，經干濕分離后，干糞送到種植基地，堆漚發酵后還田。污水進行沼氣厭氧發酵和好氧處理后，沼渣送到種植基地直接還田，沼液灌溉還田。發酵產生的沼氣用于燃料等。廢舊菌袋等廢棄物，定期回收并實現廢棄物資源化利用。例如蓬溪縣項目區域內生豬養殖企業存欄生豬約9 580頭，肉牛養殖企業存欄肉牛約2 000頭，食用菌企業年產菌渣約15 000 t，年產豬糞0.44萬t，牛糞0.88萬t，累計豬牛糞便1.32萬t，用于生產有機肥的菌渣1.28萬t，主要施用于項目區大田作物種植消納基地中。大田農作物種植地約1 340 hm2，其中水田輪作水稻、蔬菜，旱地輪作玉米、蔬菜；果樹基地630 hm2，主要種植柑橘等；蔬菜基地13 hm2，主要種植大白菜等蔬菜。依據大田作物和果園產量測算有機肥（沼液）的用量，項目區產生的畜禽糞便和沼液完全可就近利用，實現了1/3到2/3替代率。蓬溪縣位于四川東部丘陵區，不能進行大規模機械化作業，以家庭農場為主，種養結合將是綠色農業的重要模式。因涉及到種養殖和廢棄物處理等多個環節，鏈條比較長。推廣蓬溪縣的循環模式，需要以市場化為導向，由相關主管部門采取有效措施，引導相關龍頭企業、合作社、農戶來參與種養循環，推動種養循環農業的有效發展。

3.4 韶山灌區生態循環農業園種養發展模式

該模式在韶山灌區實施。韶山灌區是湘鄉市及韶山市的市區飲用水源及湖南最大的引水灌溉區。韶山灌區引漣水灌溉湘鄉、湘潭等5縣市區約70 000 hm2的稻田。其中最受益的湘鄉市旱澇保收面積3 158 hm2，占水稻田77.7%。2021年湘潭市存欄生豬195.2萬頭，出欄生豬309.5萬頭。湘潭縣和湘鄉市是全國生豬調出大縣。據測算，1頭豬產糞尿2 t/頭，污水排放量約30 kg/d。1個萬頭豬場所產生的空氣和水土污染與5—10萬人的集鎮相當。韶山灌區是全國稻、豬密度最大的區域，也是種養殖業點源立體交叉污染的區域。李林杰等報道，水稻種植中實施稻-鴨生態工程，甲烷排放環境成本降低了66.52元/hm2，其經濟效益在扣除環境成本后，增加4 274元/hm2。通過研究區域內的低碳高值農業，建立生態循環農業園種養業產前、產中與產后深加工三部分低碳高值化技術創新產業，論證了低碳高產農業有一定的可行性，需要不斷推進稻、草、樹、藥和豬、牛、雞、鴨、魚的低碳生態種養業發展。

3.5 稻蓮漁綜合種養生態循環模式

據歐仕柱等報道，凱里市稻田養魚項目在凱里市凱堂鎮新村實施。全村共416戶，1 918人。人均耕地面積不足0.067 hm2（1畝），森林覆蓋率40%，地理和氣候條件適合發展生態種養殖業。通過選擇稻田集中連片、水源條件好、排灌方便、保水性強等水源；加高加固田埂等田間建設；開完漁溝漁溜；每畝施農家肥1 000～1 500 kg等田間管理；種養殖疫情防控等方式，與單純的種植業相比，發展綜合種養具有較高的經濟、環境和社會效益。稻魚綜合養殖模式，改變了傳統單一的水稻種植模式，大大提升了土地資源利用率，同時也提高了種養殖戶的生產效能。與傳統模式相比，戶增收4 520～6 150元。農戶畜禽產生的糞尿流入收集池，經過發酵后變成肥料，這樣不但可節約肥料和水，而且可解決畜禽糞尿不能及時處理的問題。通過推廣稻漁綜合種養，鞏固提升了傳統水稻種植業優勢農業產業，也提升了農業生產的比較優勢。湘潭是我國湘蓮主產區，也是重要的水稻種植區。近幾年來，湘潭市結合蓮田種蓮、稻田種植水稻等傳統種植業，積極推廣發展蓮（稻）漁綜合種養模式，2022年全市推廣蓮（稻）漁綜合種養8 667 km2（130 000畝），綜合種養水產品產量13 200 t，產值2.15億元，畝平利潤近2 000元。取得了調優農業生產結構，又增加農戶收入的雙重效果。

通過建立稻蓮漁綜合種養共生循環系統，提高了稻蓮田能量和物質利用效率，減少了種養殖業的污染和廢棄物排放及病蟲草發生，較好地改善了農業農村生態環境。該模式要以當地的農業產業資源稟賦條件為依托，發展稻蓮魚養殖模式需要優質的水源條件作為前提條件，才能充分發揮其比較優勢。

4 生態種養循環農業發展前景

農業綠色發展的必由之路是建立生態種養循環發展體系。通過源頭控制，堅持種植與養殖綠色生產，末端治理，推進秸稈糞污資源化利用；以生態種養循環農業為紐帶，解決種養業脫節、脫鉤問題，實現生態平衡與多樣性發展是發展現代農業的基本要求，生態種養循環農業是實現低碳種養殖業、生態農業、高效農業的有效途徑之一。未來應充分調動社會各界對資源化利用的參與度和積極性，加快生態型農業轉變，完善種養結合，打造廢棄物供需平衡，構建資源化利用市場，推動種養相關產業融合發展。

由于種養結合模式的糞污全量還田和糞尿肥料化利用均要通過必要的無害化環節，需要氧化塘技術處理，并很大程度上依賴沼氣工程。因此，要考慮對沼氣工程、氧化塘技術建設與運行的處理成本、處理效能、二次污染產生等問題進行持續優化。在未來，種養結合循環農業中開發沼液濃縮制肥、微藻養殖等產生高附加值沼液運用技術等值得探究。另外，昆蟲轉化技術具有生產成本較低、資源化利用率較高、無再次污染等優點，能將糞便中干物質、粗蛋白、粗纖維等物質資源進行循環利用，并有一定的經濟、環境效益，是一項有開發前景的新型生態技術。