现代烟草循环农业系统研究——以毕节秀水区为例

陈素云

(河南农业大学经济与管理学院，郑州 450002)

1 引言

循环农业遵循3R原则，多级循环利用物资，控制有害物质的投入和农业废弃物的产生，强调经济和生态效益并重，是适合发展中国家的可持续农业形式，但如何构建循环农业系统一直是学界和实务界的难题。传统上，循环农业被看做是一个闭环的互相消纳利用废弃物的循环链条，而基于系统理论，循环农业是一个自然-经济-社会组成的网络系统，应将其作为一个有机整体研究。1932年，美籍奥地利生物学家贝塔朗菲发表“抗体系统论”，提出了系统论的思想，认为系统是一个整体，而不是各个部分的机械组合或简单相加。1971年，德国物理学家哈肯提出协同的概念，认为自然界是由不同层次的很多系统所构成的统一体，各层次相互作用和影响，同时相互制约和合作，相互依存、协调一致的以一定规律发展变化。基于上述理论，该文探讨如何从不同层次构建协同的循环农业系统。

2 循环农业系统构建基础

2.1 循环农业系统内涵

系统指由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。循环农业系统是社会-经济-自然复合生态系统，由多个不同层次的子系统构成，系统层次间存在密切联系，这种联系通过物质循环、能量转换、价值转移和信息传递来实现。核心在于生态综合，注意纵向的链式调控与横向的网状协调，强调物质、能量和价值关系的综合以及系统共生。最大的特点是资源的循环，倡导最大限度的资源互补，增加系统内部物质流动频率，提高系统内部的自我调节、自我补充的能力，使进出系统的物质流动减少，以循环的形式实现经济系统的优化。

2.2 循环农业系统构建目标

2．2．1 空间结构布局合理

作物在不同区域的分布和生长习性由区域内部的热量、水分以及地形地貌特征决定，系统的各种要素在空间分布上具有明显的规律，循环农业系统应充分利用这种要素空间节律，依据作物习性布局生物链条，达到循环农业系统空间机构布局合理。

2．2．2 时间结构布局合理

由于对光照、温度、水分的需求不同，农业系统要素在时间序列分配上具有明显的规律性，循环农业系统应按照时间结构安排农业生产活动，科学安排生产周期和生产过程，达到循环农业时间结构布局合理，提高资源综合利用率。

2．2．3 生态结构布局合理

构成农业生态系统的生物在系统中所处地位和功能不同，导致农业生态系统的生产出现不同的配置结构，循环农业系统应利用生态学的基本规律，结合农业经济系统的运行规律，构建循环农业系统结构，达到生态结构布局合理，实现农业生态系统运行最优和农业经济系统效用最大。

2．2．4 产业结构布局合理

循环农业系统应构建合理的农业产业体系，将农业生态系统的物质生产和农业经济系统的经济活动有机结合，形成合理的农业生态经济系统产业结构，最大化利用农业生态系统的物质产出和能量积累，实现系统的综合生产能力和综合效益的全面提高。

2.3 循环农业系统构建原则

2．3．1 可持续原则

可持续性是指生态、环境系统受到某种干扰时能保持其生产率的能力。可持续原则是在发展循环农业时，通过调整农作制度和技术，合理利用土地、水等自然资源，将消耗标准限制在生态可能的范围内，不超越资源与环境的承载能力，以保障资源的永续利用和生态系统的可持续性。

2．3．2 整体性原则

循环农业系统具有复杂的网状结构，各子系统间相互作用、相互联系，能量流、物质流、信息流、价值流在各系统间流动、联结和交换。循环农业系统应着眼于各子系统间的相互协调，以达到整体系统的最优化。

2．3．3 协同性原则

在自然生态系统中，生物与环境相互作用，协同进化。循环农业系统应遵循生物间协同共生、相生相克、相生相养的特性，因时因地制宜、合理布局、用养结合，趋利避害、共生利用。

2．3．4 动态性原则

循环农业系统是一个复杂的系统，所面临的系统环境不断变化，需要在运行过程中不断调整完善，随着循环农业建设的不断深入，在不同的建设阶段要对系统进行再设计，以适应形式的变化。

3 循环农业系统框架

基于农业资源存量、环境容量和生态阈值，运用循环经济原理，按照“区园融合、量能互补”的思路构建循环农业系统。该系统包括以循环农业园为主体的小循环系统、以循环农业项目区为主体的中循环系统和以社会为主体的大循环系统。

3.1 以循环农业园为主体的小循环系统

依托农业资源禀赋和生态阈值构建循环农业园，合理布局产业结构，把可以互相提供资源、消纳废物的农业生产规划到循环农业园内，应用生态系统中的物质循环再生和生物能多层次利用原理，结合系统工程方法设计多层多级利用物质和能量的生产工艺系统，进行统一管理和生产运作，拉长产业链条，提高资源利用效率，减少废弃物排放，形成以循环农业园为主体的小循环系统。运用生态学原理使循环园内农业生态系统的物质和能量相互匹配，资源利用最优;依靠价格机制、财政机制等调控达到循环园内农业经济系统良好运转，资源配置最优。

3.2 以循环农业区为主体的中循环系统

在循环园周围的合理经济边界设置循环农业区，以循环农业园为核心，辐射带动循环农业区，建设以循环农业园为纽带，联结循环农业区农户家庭循环系统的中循环系统。在该循环系统中，设计科学的耕作制度，达到农业生态系统空间、时间和生态结构合理;构建合理的组织机构，保障农业经济系统的运行通畅。基于循环农业园物质的刚性约束，循环农业园应为开放性园区，与循环农业区的家庭循环系统进行物质和能量的交流，设计有效的机制促进农业园和农业区相融合。

3.3 与循环农业区外联结的大循环系统

通过与循环农业区外加工企业链接，建立一个包括农业生产子系统、加工业子系统、居民生活消费子系统的社会大循环系统，各系统间通过产品交换相互链接，形成一个完整和闭合的生态产业网络，完成循环农业社会大循环。该循环系统依赖生态系统物质循环、能量流动的驱动力和经济系统科学技术、价值规律、制度构建的驱动力，促进农业生态系统的内部循环和生态统平衡以及农业经济系统的资源配置优化。

基于系统理论的循环农业的构想是否可以实施，如何实施以及成效如何?本文拟通过对毕节地区的实证分析进行探讨。

4 秀水单元烟草循环农业实证分析

毕节地区是传统的烟区，种烟的历史可以追溯到1938年，是烟叶种植优势区，自然资源条件适宜烟叶生长，常年种植烤烟4．67万hm2，收购烟叶7 275万kg，为全国四大烟区之一，烟叶产量位列贵州省第一。威宁县秀水单元人口众多，经济贫困，基础设施薄弱，农民的收益主要来源于烟叶种植收益，在全国具有一定的代表意义。下面以毕节地区秀水单元为例探讨烟草循环农业系统的构建。

4.1 秀水单元现有烟草农业系统

4．1．1 烟叶种植方式

秀水单元基本烟田面积0．33万hm2，种烟面积0．17万hm2。40%的农户在非种烟季种植紫花苕子和黑麦草，60%的农户在此期间烟田闲置①数据来源:调研数据。烟叶连年种植，不实行轮作。由于烟杆无法直接还田，烟农通常做燃料使用。烟草公司与烟农签约收购，并建设基础设施、提供技术服务。

4．1．2 资源配置经济效益

秀水单元户均耕地面积0．4 hm2，主要用于种植烟叶、玉米和马铃薯等3种农作物，不计算人工成本，3种作物的净收益如表1。

表1 3种作物净收益对比

基于收益对比，农户倾向于在宜烟地区种植烟叶。非种烟季节，喂养牲畜的农户种植紫花苕子和黑麦草，其他土地闲置。由于缺乏农产品产业链条，土地产出仅限于烟叶种植收益，土地产出率较低。地租是反映一个地区土地利用效率的关键指标，受民族习惯和教育程度所限，当地外出务工人员较少，土地流转率不足10%，流转的土地主要用于种烟，流转土地的租金为坝子地7 500元/hm2，山地4 500元/hm2，与全国平均土地租金相比，地租偏低，说明当地的土地资源配置缺乏效率。烟草农业基础设施和设备的投入主体是烟草公司，毕节地区烟草公司对秀水单元进行的育苗大棚、密集烤房等设施投入已达1 000多万元。由于缺乏有效的经营主体经营，育苗大棚和密集烤房在非育苗季节和非烤烟季节处于闲置状态。烟水工程和机耕道路缺乏管护主体，破坏严重，维修成本极高。基础设施和设备资本的配置效率不高。

4．1．3 资源配置生态效益

连作、施用化肥、高残留农药和农膜的生产方式对环境造成较大影响。受收购数量制约和经济效益诱导，秀水单元采用连作的生产制度，连年种植烟叶，连作方式使得该地区20年间土壤有机质下降19．73g/kg，全氮下降0．40g/kg。目前秀水单元烟叶种植主要施用烟叶专用复合肥，复合肥的施用导致土壤溶液中和土壤微团上有机、无机复合体的铵离子 (NH4+)量增加，并代换钙离子 (Ca2+)、镁离子(Mg2+)等，使土壤胶体分散，土壤结构破坏，土地板结，有效营养单一，土壤养分失调，土壤微生物繁殖受到抑制。在秀水单元发放的300份调研问卷显示，86%的农户使用高残留农药甲胺磷和滴杀死，高残留农药的使用增加了土壤中的重金属含量，导致土壤微生物遭到严重的破坏，土壤溶液中农药沉积物迁移至水体，造成水体污染，农药的蒸发污染大气。秀水单元灌溉困难，为为减少水分蒸发，大田移栽后在垄上覆盖塑料地膜，烟叶采摘完毕后，烟民一般将地膜在田间直接焚烧，残留地膜破坏土壤中的团粒结构，阻碍土壤自然水和毛管水渗透，影响土壤的吸湿性，导致土壤肥力下降。

综上所述，秀水单元现有烟叶种植模式对环境有一定的负面影响，资源尚未得到合理利用，产业间未形成有效的联结机制，农民组织化程度低，烟草种植的经济效益不能凸显。

4.2 秀水单元烟草循环农业系统构建

4．2．1 烟草循环农业园循环系统

综合考虑秀水单元的气候条件、地貌特征、种养习惯、资金状况和生态阈值，以200hm2烟田为基点，设计现代烟草循环农业园的生产系统 (图1)。园内子系统包括:育苗工场、密集烤房、500头标准化肉牛育肥场、500m3大型沼气厂和生物有机肥厂。基于环境、经济效益以及品牌效应，在现代烟草循环农业园内种植有机烟叶，采用有机烟叶-有机牧草、有机玉米-有机牧草两年轮作的种植制度，为保障烟叶收购计划和平均年度收益，园内的200 hm2土地分成两块，100hm2种植有机烟叶，另外100hm2种植有机玉米，第二年轮换种植。园内施用有机肥、用生物方法杀虫 (黄皿器，太阳能频谱杀虫灯等);园内种植业中的牧草、玉米秸秆作为养殖业中肉牛育肥场的饲料，肉牛育肥场的牲畜粪便供应大型沼气厂，沼气厂的沼气用作密集烤房和育苗工场的能源;沼气厂的沼渣、烟杆及废弃烟叶用作加工企业有机肥厂的原料，沼液直接还田;有机肥供200hm2烟田生产有机烟叶和有机玉米，形成种养加相结合的产业链条和物质循环利用的生产系统。通过合理的组织机制和运行机制，达到资源配置最优。

图1 烟草循环农业园小循环系统

4．2．2 现代烟草循环农业区循环系统

以秀水单元为现代烟草循环农业区，以户用沼气池为基础建立家庭循环农业系统，以烟草专业合作社为组织纽带，联结现代烟草循环农业区和现代烟草循环农业园 (图2)。除现代烟草循环农业园200hm2有机烟叶外，在现代烟草循环农业区内依照无公害食品的种植标准，种植无公害烟叶。采用烟叶-牧草、玉米-牧草两年轮作的种植制度，施用沼渣、有机肥和烟草专用复合肥，使用无公害食品标准中允许使用的农药;区内生产的无公害烟叶出售给烟草公司，无公害玉米销售给现代烟草循环农业园内的标准化肉牛育肥场;农户为肉牛育肥场养殖架子牛，牧草、玉米和玉米秸秆做家庭饲养牲畜的饲料，多余部分出售给肉牛育肥场;牲畜粪便通过户用沼气池生产沼渣、沼液;沼渣、沼液还田或通过沼气服务队出售给有机肥厂;烟秆和废弃烟叶出售给有机肥厂做原料。

图2 烟草循环农业区中循环系统

4．2．3 现代烟草循环农业社会循环系统

现代烟草循环农业区通过与区外企业和居民消费相联结，形成社会大循环系统，促进现代烟草循环农业系统的良性运转 (图3)。现代烟草循环农业园内生产的有机烟叶和区内生产的无公害烟叶，通过有机认证、无公害认证，接受烟草公司对生产过程的监督，由烤烟专业合作社以有机烟叶和无公害烟叶的价格与烟草公司签订销售协议;现代烟草循环农业园内生产的有机玉米由烤烟专业合作社与区外玉米加工企业联合，以订单农业的形式种植收购;肉牛育肥场与区外肉类加工企业联合，按照肉类加工企业的要求养殖，形成紧密型垂直协作模式，成为品牌肉类加工企业的养殖基地。园内育苗大棚和烤房闲置期间生产的蔬菜和瓜果，通过“社区支持农业”的方式，与城市居民对接;园内大型沼气厂生产的沼气，除供烤烟和育苗工场外，作为清洁燃料，连接到农户，并通过肉牛场规范养殖方式以及有机肥厂对烟杆和废弃烟叶的收购，改善农村生活环境。

4.3 烟草循环农业系统的资源配置效率

4．3．1 经济效益

秀水单元现代烟草循环农业系统构建后，提升了经济效益。依据秀水单元现代烟草循环农业园区提供的数据，200hm2现代烟草循环农业园总收益增加329．47万元/年。其中，烟田采用轮作方式种植有机烟叶和有机玉米后收益增加113．1万元/年，育苗大棚和烤房闲置期间收益64．74万元/年，养殖、沼气和有机肥厂收益151．63万元/年。

图3 烟草循环农业社会大循环系统

有机烟叶和有机玉米轮作平均收益3．991 5万元/hm2，在人工费用相同的情况下，比原种植烟叶收益增加5 655元/hm2(表2、表3)。

秀水单元现代烟草循环农业园内有育苗大棚5座，面积2．33hm2;园区内烤房190间，每间22m2，面积4 180m2。在育苗大棚闲置期间种植高效益的瓜果、蔬菜，可以有效利用资源，增加经济效益。根据当地居民消费习惯和种植效益综合考虑，在育苗大棚种植西瓜和番茄，西瓜种植时间6～8月份，番茄种植时间9月至次年1月份。在烤房种植双孢蘑菇，成长期为3个月，可种植3季。育苗大棚、烤房闲置期间可获得收益64．74万元 (表4、表5)。

园区内的肉牛育肥场、沼气厂和有机肥厂，互有产品交换，互相消纳废弃物，资源循环利用，经济效益见表6。

4．3．2 生态效益

通过轮作、有机肥和有机农药的使用，以及园区内资源的循环利用，现代烟草循环农业系统显著提升了生态效益，具体如表7。

表2 有机烟叶成本收益

表3 有机玉米成本收益

5 结论

以系统论作为理论基础研究循环农业，将现代循环农业作为一个整体系统，充分利用生物间的协同共生的特性，设计合理的生产系统和适宜的产业链条，达到生态环境的友好和资源配置的优化，与循环农业的生态与经济并重的发展目标契合。由此，对循环农业的研究不应仅将其视为一个循环的产业链条，而应作为一个循环系统，系统的构建不仅包含循环农业园、循环农业区，还应涵盖包括生产子系统、加工业子系统、居民生活消费子系统的社会大循环系统。唯此，才能拓展循环农业的循环空间，提升经济效益和生态效益。毕节地区秀水单元的实证亦佐证了上述结论。

表4 育苗大棚瓜果蔬菜成本收益

表5 烤房双孢蘑菇成本收益

表6 养殖沼肥成本收益 万元

表7 烟草循环农业生态效益对比

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