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农业能源循环模式建立分析
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作者:廖承飞 纪中华 杨艳鲜 拜得珍 方海东 单位:云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所 云南元谋

生态农业是一个可持续发展的生态产业链,它不局限于传统农业体系的食物链和能量塔,也不受工业体系的影响。按照“整体、协调、循环和再生”的生态学原理,运用系统工程的方法。通过科学合理的构建生态农业产业链模式,可以有效推动农村农业资源的合理利用,提高农民的经济收人水平,达到“科技兴农、科技富民”的战略目标。

农业产业化经营是农业国际化的基础,现代化农业不单是生产,而且包括农产品加工、销售、研发等各个环节组成的产业体系,中国农业要发展就得走中国生态农业可持续发展的道路,让农民生产经营标准化、企业产品品牌化、市场格局国际化和利益联结紧密化。

1背景

1.1地理位置元谋干热河谷(此处指元谋全境,以下简称干热区)地处滇中高原北部的金沙江一级支流一龙川江下游,它东邻武定县、南接禄丰县、西南与大姚及牟定县毗连、西北与永仁县接壤、北与会理县交界,介于东经101“35、102005‘、北纬25025‘一26007‘之间。土地总面积2021.47k。元谋属大雪山山脉,其分支有三台山脉、白草岭山脉及鲁南山脉。

1.2地理气候

元谋干热区多年平均气温21.7℃(元谋县气象站资料),最热月(5月)均温27.1℃。极端最高气温43℃,最冷月(12月)均温14.9℃,极端最低气温一2.1一0.1℃;)ro℃的积温7996℃,无霜期350~365d;年日照时数2550一2744h,日照百分率为60%;年降雨量623.95mm,主要集中在6一10月(雨季),占年降雨量的90%;年蒸发量3507.2mm,为降雨量的5.6倍。

1.3历史机遇

云南人口众多,农业资源丰富,但不适于机械化耕作。从根本上决定了云南农业要发展就必须提高科技含量,发展劳动密集型产业,充分发挥人力资源的优势。伴随着西部大开发的历史机遇,生态农业的可持续发展是21世纪的唯一选择,是农业可持续发展的基础,是一个综合性的农业产业结构体系。

2生态工程建设

生态农业自20世纪70年代末期提出来以后,已经得到了国家的极大重视。生态农业试点遍布县、乡、村及农场。农田覆盖面积已超过了25k时以上,内陆水体76k澎,草地912k时。目前,已经取得了明显的环境效益和经济效益。它包括种植业、林业、畜牧业、水产养殖业等各个系统的相互交叉,涉及整个农业领域,也就是我们常说的大农业产业。

2.1立体种植业工程建设立体种植模式是系统对光能的多层利用;实行乔木、灌木和草本植物相结合,以充分利用太阳能、水分和矿物质营养元素,并建立了一个空间上多层次,时间上多序列的产业结构,从而获得较高的经济效益和生态效益。具体的种植模式及立体种植流程图(见图l)如下:

2.1.1农一林高效复合模式为了体现干热区特殊物种资源优势,获得最大的经济效益,模式中的“林”以热带亚热带经济林为主,并结合当地果业结构调整,同时注重作物的历史适应性,选择出龙眼一台湾青枣、甜罗望子一台湾青枣、罗望子一龙眼、大枣一台湾青枣、罗望子-余甘子、荔枝一台湾青枣、龙眼一葡萄、罗望子一印株、龙眼一芒果8种模式。其中甜罗望子一台湾青枣模式正在建设中,其它模式已建成。模式中心“农”以间作经济效益较高的低秆作物,但由于退化生态系统土壤生产能力较弱,并且上半年气候干热,种植植物费工费水经济效益不明显,因此早季实行免耕免种。

2.1.2果一免耕一反季种植在干热河谷水热矛盾突出,特别在旱季,水不仅缺少而且水价昂贵,因此早季实行土地免耕。从9月份开始种植反季蔬菜或种植农作物,成本低而且经济效益高。具体模式为:罗望子(龙眼、芒果)一免耕一玉米(马铃薯、瓜类)。

2.2立体养殖业工程建设

一个典型的农牧渔综合养殖生态工程结构,也称立体养殖工程。它包括自然条件、农业投人、农业技术、饲料加工、动物养殖技术、畜产品加工、销售等环节,缺一不可。无论其中的哪一个环节出现问题都不可能对整个产业体系结构的运作造成较大的影响,可以对其进行解链或加链。一环接一环,环环相连,组成一个链式产业结构。生态经济系统各要素间的相互结合,不仅是点的结合和单链条上的结合,而且也是错综复杂的网络结合。近年来,随着农业生态工程的发展,各种各样的养殖业的生态工程模式不断涌现,既合理地利用了自然资源,又解决了农村剩余的劳动力。在养殖生态过程中,生物种群的选择与匹配是关键的一环lno它的组成是否合理与优劣直接影响整个工程的结构、生产和效益。系统地分为陆地养殖工程、水体养殖工程和水陆复合养殖工程三大类;每一类又可包括若干种模式。当前,中国的立体养殖工程模式主要以饲料能源的多层次利用为纽带,以畜禽养殖为中心的种植、养殖、沼气、水产等多产业相结合的不同循环类型的生态系统。立体养殖模式(见表2)如下:

2.2.1果一农一猪(羊)一沼气一蛆洲沼气在能源生态、物质循环利用上有极大作用:猪粪产生沼气,用来节约能源,而沼液、沼渣的合理利用促进果园可持继发展,果实产量品质极大提高。具体模式为:龙眼一白薯(玉米)、木薯-猪一沼气、银合欢一象草一羊一沼气、罗望子一木豆一草一羊一沼气一纸绷。

2.2.2果一农(草)一鸡(鹅)一鱼果园内放养鸡、鹅,减少害虫,鸡、鹅粪便培肥土壤。果园内蓄水池用来养鱼,养鱼后的水用来浇灌果树,形成良性的物质循环体系。具体模式为龙眼(芒果、荔枝)一木薯(玉米、牧草)一鸡(鹅)一鱼、罗望子一木豆(玉米)一鸡一鱼。

3农产品废弃物利用工程

3.1秸秆的利用

元谋干热河谷地区一年可种2一3季农作物,作物秸秆产量多,来源广。可是对秸秆的利用率低,多采取丢弃或烧毁。既给空气及环境造成严重的污染,也不利于土地合理高效的吸收利用。秸秆生态工业群具体包括生物能源工业、生物有机肥工业、生物农药工业、生物蛋白饲料工业、微生物饲料添加剂工业等。用秸秆发酵饲料代替粮食是现代生物技术产业的重要任务,中国政府提出秸秆“过腹还田”的号召,就是基于草食动物体内微生物转化,符合多层多级利用的生态工程原理。化肥是化学工业中较好的化学固氮方法,也是现代农业的主要支柱之一。但是秸秆中的木质素是生物与化学联合固氮的最好载体,也是木质素最科学的利用途径,特别是木质素在缓慢的微生物降解中,可产生植物生长激素,对苗木具有奇特的功效麦秸、玉米秸和稻草等很难消化,其营养价值很低,直接使用这类秸秆喂牲畜效果很差,产生的经济效益也很低。经过氨化处理加工后的这类饲料,就能破坏其本身结构,提高消化率,改善适口性,增加牲畜的采食量,提高饲喂效果。具体的秸秆利用流程图(见图3)如下

3.2能源工程

元谋干热区地理位置与气候条件独特,处于金沙江干热河谷地区。日照时间长,光照强度充足,极适宜发展沼气工程(见图4)。沼气池从储气方式上可划分为水压式和浮罩式、气袋储气两大类,以农户生活和生产活动中的废弃物为发酵原料,制取沼气并取得多种厌氧消化产物,以此来改善生态环境,解决农户生活用能及满足生产活动中的某些需要。通过沼气工程技术的推广及运用,建立了不同的农村生态农业产业链模式。不同的区域环境及气候条件,决定了使用相应的组合与配套养殖技术。

4结论

目前世界越来越多的国家在经济发展中认识到:能源将成为未来社会经济发展全局的主要制约因素。以不可再生的石化燃料为能源,一方面会导致能源耗竭;另一方面会导致严重的环境污染和生态破坏,特别是农业生态环境恶化问题的产生,其中一个重要因素是由于结构不合理。

近年来,随着农村经济的发展,农村能源的开发与利用已不能满足广大农村日益增长的能源消耗与需求。特别是能源消费结构和质量随着人民生活水平的不断提高,矛盾愈加尖锐;加快对新能源的开发与利用,将对促进中国农业和农村的全面发展具有十分重要的意义。

发展优质能源转换技术和资源高效利用技术是今后农村能源发展可持续生态农业的唯一通道,如清洁方便的气体燃料、电力技术阎和太阳能的长时间储存技术等。同时农业生产废弃物的能源转化和多层次综合利用将作为发展重点,以适应农村可持续发展的要求。

农业能源循环模式建立分析责任编辑:陈老师    阅读:人次