農(nóng)牧光互補型生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)模式

蔣廣潔　董夫英　任振峰　李超　鐘世軍

摘要? ? 本文介紹了以肉牛養(yǎng)殖為核心的農(nóng)牧光互補組合生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)新模式，以轉(zhuǎn)換新舊動能方式發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟新業(yè)態(tài)。其構(gòu)成要素是利用肉牛規(guī)模養(yǎng)殖場棚頂安裝太陽能電池組件，開發(fā)應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng)集成技術(shù)，生產(chǎn)綠色電能，就近并入國家電網(wǎng);養(yǎng)殖棚內(nèi)實施標準化肉牛養(yǎng)殖，生產(chǎn)特產(chǎn)肉牛;以沼氣工程為紐帶，對養(yǎng)殖糞污和部分作物秸稈實行資源化利用，沼氣用作發(fā)電和生產(chǎn)生活燃料，發(fā)酵后的沼渣、沼液進行干濕分離，沼渣用作生產(chǎn)有機肥的基料，沼液及有機肥產(chǎn)品作為生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)示范種植基地的肥料，種植的作物（飼料）秸稈進行青貯作為肉牛飼料、沼氣池填料、粉碎直接還田，實現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)資源的循環(huán)利用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益，具有示范帶動作用。

關(guān)鍵詞? ? 肉牛養(yǎng)殖;農(nóng)牧光互補;生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè);技術(shù)模式

中圖分類號? ? X171.3? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）24-0182-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）

自2014年以來，以市級農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)棗莊市牧天牛養(yǎng)殖開發(fā)有限公司為基點，探索了以肉牛養(yǎng)殖為核心，以農(nóng)牧光互補組合發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟技術(shù)模式，即在肉牛規(guī)模養(yǎng)殖場棚頂安裝太陽能電池組件，開發(fā)應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng)集成技術(shù)，生產(chǎn)綠色電能，同時就近并入國家電網(wǎng)，產(chǎn)生發(fā)電收入;養(yǎng)殖棚內(nèi)實施標準化肉牛養(yǎng)殖，生產(chǎn)中高端特產(chǎn)肉牛;以沼氣工程為紐帶，把養(yǎng)殖糞污和部分作物秸稈作為沼氣池填料實行資源化利用，產(chǎn)生的沼氣用作發(fā)電和生產(chǎn)生活燃料，對發(fā)酵后的沼渣、沼液進行干濕分離，沼渣用作生產(chǎn)有機肥的基料，沼液及有機肥作為生態(tài)循環(huán)示范基地種植作物的肥料;作物秸稈進行青貯（飼用、氨化或黃化）作為肉牛飼料或粉碎后直接還田，實現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)資源的循環(huán)利用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益，形成了示范帶動作用，創(chuàng)新了新舊動能轉(zhuǎn)換發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟的新型業(yè)態(tài)。

1? ? 自然區(qū)位與模式試驗概況

1.1? ? 自然區(qū)位

棗莊市地處魯中南低山丘陵南部地區(qū)，為黃淮沖擊平原，屬暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候區(qū)，年均氣溫14.4 ℃、日照時數(shù)2 131 h、降水量787.3 mm，雨熱同期，自然條件優(yōu)越。境內(nèi)河流屬淮河流域運河水系，京航運河棗莊段全長39 km，橫穿棗莊市南部，共有大小河流24條，汪塘遍布，載譽“江北水鄉(xiāng)”城市名片;京滬高鐵、京福高速等國、省級干線交織，水陸通衢，區(qū)位獨特。曾南部隸屬西楚、中北部隸屬齊魯，現(xiàn)為山東省轄市，有“山東南大門”之稱[1]。

1.2? ? 模式創(chuàng)新的必要性與機遇

棗莊是一座煤炭資源城市，逾100年的工業(yè)化發(fā)展歷史，鑄就了“因煤而立”“因煤而興”的城市發(fā)展歷程，其曾是華東地區(qū)重要的能源基地，也是魯南地區(qū)重要城市之一;但是由于種種歷史因素制約，沒能充分利用煤炭的資源優(yōu)勢而進一步發(fā)展成為經(jīng)濟大市;隨著煤炭資源的日益枯竭，2009年棗莊被國務(wù)院確定為東部地區(qū)唯一的資源枯竭型城市，大量過剩的產(chǎn)業(yè)工人和因過度開采而造成的生態(tài)環(huán)境日趨惡化成為改革發(fā)展不可逾越的兩大難題[2]。秉持生態(tài)文明發(fā)展理念，“綠色崛起”成為了當前經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實選擇，從農(nóng)村改革“試驗田”、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“示范地”，再到農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展“示范區(qū)”，協(xié)同推進國家農(nóng)村改革試驗區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展試驗示范區(qū)建設(shè)，成為全國唯一整建制推進“三區(qū)”建設(shè)的地級市，擔(dān)負著為全國農(nóng)村改革探路子、為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)出經(jīng)驗、為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)模式的重任[3]。

1.3? ? 模式試驗

棗莊市牧天牛養(yǎng)殖開發(fā)有限公司是市級農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)，實行養(yǎng)殖場方式進行規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖，為棗莊市提供優(yōu)質(zhì)特色畜產(chǎn)品，效益突出;但大量產(chǎn)生和排放的養(yǎng)殖糞污，制約著企業(yè)自身進一步擴張、地方水污染治理、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。針對存在的瓶頸問題，對農(nóng)牧光互補發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)進行了研究、試驗和示范，探索出了以肉牛養(yǎng)殖為核心，以農(nóng)光互補、農(nóng)牧結(jié)合組合發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟技術(shù)模式，即在肉牛規(guī)模養(yǎng)殖場棚頂安裝太陽能電池組件，開發(fā)應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng)集成技術(shù)，生產(chǎn)綠色電能，同時就近并入國家電網(wǎng)，產(chǎn)生發(fā)電收入;養(yǎng)殖棚內(nèi)實施標準化肉牛養(yǎng)殖，生產(chǎn)中高端特產(chǎn)肉牛;以沼氣工程為紐帶，對養(yǎng)殖糞污和部分作物秸稈作為沼氣池填料實行資源化利用，產(chǎn)生的沼氣用作發(fā)電和生產(chǎn)生活燃料，發(fā)酵后的沼渣沼液進行干濕分離，沼渣用作生產(chǎn)有機肥的基料，沼液及有機肥作為生態(tài)循環(huán)示范基地種植作物的肥料;作物（飼用）秸稈進行青貯（氨化或黃化）作為肉牛飼料，實現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)資源循環(huán)利用;配套建立了農(nóng)牧光互補型生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)模式操作規(guī)程，自2014年以來進行不斷地試驗、總結(jié)、完善、示范，適度引導(dǎo)農(nóng)牧光互補型現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)示范基地的規(guī)范建設(shè)，創(chuàng)新了新舊動能轉(zhuǎn)換發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟的新型業(yè)態(tài)，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益和示范帶動作用，為山東省乃至全國該技術(shù)模式的推廣提供技術(shù)參考。

2? ? 模式要素組合與流程

2.1? ? 要素組合

農(nóng)牧光互補型生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)模式要素組合為規(guī)?；B(yǎng)殖場進行標準化肉牛養(yǎng)殖+棚頂架設(shè)光伏組件進行太陽能發(fā)電+大型沼氣工程+有機肥生產(chǎn)場所設(shè)施設(shè)備+生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)種植示范基地+秸稈青貯等配套設(shè)施場所。

2.2? ? 流程

農(nóng)牧光互補型生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)模式流程如圖1所示。

3? ? 政策依據(jù)

棗莊市牧天牛養(yǎng)殖開發(fā)有限公司位于棗莊市轄臺兒莊區(qū)，2016年9月被國務(wù)院新增為國家重點生態(tài)功能區(qū)，根據(jù)國家重點生態(tài)功能區(qū)定位，要加強生態(tài)保護和修復(fù)，保持并提高生態(tài)產(chǎn)品供給能力[4]。2017年9月，《關(guān)于創(chuàng)新體制機制推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的意見》頒布，要把農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展擺在生態(tài)文明建設(shè)全局的突出位置，全面建立以綠色生態(tài)為導(dǎo)向的制度體系，基本形成與資源環(huán)境承載力相匹配、與生產(chǎn)生活生態(tài)相協(xié)調(diào)的農(nóng)業(yè)發(fā)展格局。到2020年，嚴守1.24萬hm2耕地紅線，主要農(nóng)作物化肥、農(nóng)藥使用量實現(xiàn)零增長，全國森林覆蓋率達到23%以上，全國糧食（谷物）綜合生產(chǎn)能力穩(wěn)定在5.5億t以上，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)民生活更加富裕、鄉(xiāng)村更加美麗宜居[5]。2017年12月，棗莊市被農(nóng)業(yè)部等六部委聯(lián)合列為第一批啟動的國家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展試驗示范區(qū)暨開展農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展先行先試工作，通過3年左右的努力，因地制宜地總結(jié)一批農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展模式和技術(shù)集成，提煉推廣一批農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展制度，努力形成農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)方式和綠色生活方式[6]。

國家鼓勵和支持利用可再生能源和清潔能源發(fā)電并網(wǎng)[7]，將可再生能源的開發(fā)利用列為能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域[8]，并將可再生能源開發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展列為科技發(fā)展與高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域[9]，從而確立了優(yōu)先發(fā)展可再生能源的戰(zhàn)略地位。光伏發(fā)電、沼氣均屬于綠色清潔可再生能源，棗莊市牧天牛養(yǎng)殖開發(fā)有限公司承擔(dān)了中央預(yù)算內(nèi)投資大中型沼氣工程（魯農(nóng)生態(tài)字〔2012〕42號），對項目初步設(shè)計與概算進行了批復(fù)并下達了項目資金[10]。

耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。加快推進耕地質(zhì)量提升，對保障糧食生產(chǎn)安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全具有長遠的戰(zhàn)略意義，對促進農(nóng)業(yè)持續(xù)增產(chǎn)、農(nóng)民持續(xù)增收、農(nóng)村環(huán)境持續(xù)改善具有重要的現(xiàn)實意義。為進一步提升山東省耕地質(zhì)量，規(guī)劃編制《山東省耕地質(zhì)量提升規(guī)劃》（2014—2020年），旨在通過規(guī)范化、標準化使用化學(xué)投入品，無害化處理、資源化利用農(nóng)業(yè)廢棄物，不斷增強耕地可持續(xù)生產(chǎn)能力，提高資源利用率和勞動生產(chǎn)率的過程。未經(jīng)處理的畜禽糞便直接排入農(nóng)田，不僅會造成耕地污染，還會引發(fā)動物疫病傳播和人畜共患疾病的發(fā)生。將秸稈未有效利用、畜禽糞便污染等問題列入耕地質(zhì)量提升工程[11]。棗莊市牧天牛養(yǎng)殖開發(fā)有限公司申報、承擔(dān)了2017年耕地質(zhì)量提升畜禽糞便治理工程項目（棗農(nóng)字〔2017〕47號），對《2017年臺兒莊區(qū)耕地質(zhì)量提升項目實施方案》進行了批復(fù)并下達了項目資金計劃[12]。

4? ? 技術(shù)工藝原理

4.1? ? 分布式光伏發(fā)電工藝流程

利用規(guī)模化肉牛養(yǎng)殖場棚頂安裝太陽能電池組件，將太陽能轉(zhuǎn)化成直流電能，通過匯流箱匯流，再通過并網(wǎng)逆變器將直流電逆變成三相交流電，就近并入國家電網(wǎng)。主要裝備包括太陽能晶硅電池組件、逆變器、匯流箱、電纜、配電、支架、監(jiān)控檢測系統(tǒng)等。

4.2? ? 標準化肉牛規(guī)模養(yǎng)殖技術(shù)要領(lǐng)

中高檔肉牛育肥養(yǎng)殖是本模式的核心，養(yǎng)殖場面積3.33 hm2，常年肉牛養(yǎng)殖規(guī)模2 000頭;實行“基地+農(nóng)戶”經(jīng)營方式，聯(lián)合400多家肉牛養(yǎng)殖戶育肥牛4 000頭。實行標準化肉牛規(guī)模養(yǎng)殖是提高生產(chǎn)水平和經(jīng)濟效益的技術(shù)支撐，為了給企業(yè)提供技術(shù)性指導(dǎo)，規(guī)范了養(yǎng)殖場各分區(qū)和設(shè)施設(shè)備的配置、魯西黃牛等優(yōu)質(zhì)肉牛良種的引進和運輸、飼料和日糧配制、飼養(yǎng)管理、母牛的繁殖、衛(wèi)生和防疫、糞便和廢棄物處理、制度和檔案管理等技術(shù)要領(lǐng)。

4.3? ? 沼氣工程綜合效益顯著

以沼氣工程為紐帶，資源化有效利用畜禽糞污和農(nóng)作物秸稈，促進農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型。按照大中型沼氣工程技術(shù)規(guī)范國家標準（GB/T 51063—2014）[13]，建設(shè)1 000 m3大型沼氣工程，因地制宜地應(yīng)用中溫高濃度混合原料發(fā)酵工藝技術(shù)路線，資源化處理畜禽糞便和農(nóng)作物秸稈，年產(chǎn)沼氣32.5萬m3，沼渣約2 000 t、沼液10 000 t以上，產(chǎn)生的沼氣進行發(fā)電或企業(yè)生產(chǎn)、生活自用，沼渣、沼液作為有機肥生產(chǎn)基料和生態(tài)循環(huán)基地種植肥料，沼氣工程綜合效益顯著。

利用畜禽糞便治理工程項目建設(shè)的有機肥生產(chǎn)線[14]，建設(shè)以綠色生態(tài)為導(dǎo)向的發(fā)展體系，實行種養(yǎng)互補科技示范，形成“牛-沼-菜（果、飼）”“水肥一體化”生產(chǎn)模式，精心實施生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)建設(shè)項目，消納沼渣、沼液，以沼渣和作物秸稈為原料生產(chǎn)有機肥，年產(chǎn)粉狀、顆粒狀2種類型有機肥各10 000 t，可供66.67 hm2生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)示范基地種植蔬菜、西瓜及果類等使用，在生產(chǎn)綠色（無公害）農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)社會的同時，減少以菜、果、飼等為重點的特色產(chǎn)業(yè)的化肥、農(nóng)藥、灌溉用水和勞力的用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入成本，減輕對土壤的污染危害，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，增加農(nóng)民收入，促進生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5? ? 參考文獻

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[7] 全國人民代表大會常務(wù)委員會.全國人民代表大會常務(wù)委員會關(guān)于修改《中華人民共和國電力法》等四部法律的決定（2018年12月29日第十三屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第七次會議通過）[A/OL].（2018-12-30）[2019-08-01].http：//www.gov.cn/xinwen/2018-12/30/content_5353501.htm.

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[10] 蔣廣潔，韓航玲.關(guān)于棗莊市臺兒莊區(qū)發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)大棚的思考[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（13）：225.

[11] 山東省農(nóng)業(yè)廳.關(guān)于2012年中央預(yù)算內(nèi)投資大中型沼氣工程項目初步設(shè)計與概算的批復(fù)：魯農(nóng)生態(tài)字〔2012〕42號[A/OL].（2012-12-14）[2019-08-01].http：//www.sdny.gov.cn/zwgk/tfwj/stc/201212/t20121 214_641709.html.

[12] 山東省人民政府辦公廳.關(guān)于印發(fā)山東省耕地質(zhì)量提升規(guī)劃（2014—2020年）的通知：魯政辦發(fā)〔2014〕48號[A/OL].（2014-12-23）[2019-08-01].http：//www.shandong.gov.cn/art/2014/12/23/art_2259_ 24679.html.

[13] 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于發(fā)布國家標準《大中型沼氣工程技術(shù)規(guī)范》的公告：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公告第672號[A/OL].（2014-12-02）[2019-08-01].http：//www.mohurd.gov.cn/wjfb/201508/t20150830_224370.html.

[14] 山東省農(nóng)業(yè)廳，山東省財政廳.關(guān)于組織實施2017年耕地質(zhì)量提升和化肥減量增效補貼項目的通知：魯農(nóng)財字〔2017〕67號[A/OL].（2017-07-28）[2019-08-01].http：//www.sdny.gov.cn/zwgk/tfwj/cwc_2294/201707/t20170728_598325.html.