不同农业生产方式的能源效率比较——以养鸡为例

潘晓燕，郑星挺，叶晓玲，张士黎，王华杰

(浙江农林大学经济管理学院，浙江临安 311300)



不同农业生产方式的能源效率比较
——以养鸡为例

潘晓燕，郑星挺，叶晓玲，张士黎，王华杰

(浙江农林大学经济管理学院，浙江临安 311300)

随着以大量消耗化石能源为基础的农业生产方式在我国的推进，农业生产加剧了能源紧缺、环境污染等问题，因而急需一种能源效率高的农业生产方式。 有机农业“低能耗、低污染”的特点受到许多学者的关注。为了弄清有机农业在提高能源效率方面的潜力，以鸡养殖为例，通过对比分析研究有机农业与常规农业能源效率的差异。研究结果显示，有机鸡养殖能源投入产出比为1.82元/MJ，比常规农业高19%。并在以上分析基础上提出相关的政策建议。

有机农业；能源效率；养鸡业

能源短缺一直是现代化社会面临的重要问题，我国作为一个人口大国，理应更加重视。随着世界能源价格的高涨，我国能源供求关系日益紧张。并且，更令人担忧的是，当前许多研究者在理论上都把追求经济效益最大化作为目标，以能源能够无限供给为前提，主要侧重于提高经济效率与生产效率，主张学习欧美大农场模式，在能源角度考察农业效率的研究很少。借鉴相关资料，传统农业以可再生能源为基础，由自然平衡生态系统，而现代农业以化石能源为基础，干扰了自然平衡机制。伴随着能源的流动，平衡机制也会发生变化。化肥、农药、加工、包装、储藏、配送等无不以增加能耗为基础，按照热力学第二定律，能源的转化只能由有效能源单向地转化为无效能源，造成污染或熵增，人为加长产业链，不仅由于增加能耗而推高农产品，而且产生高污染、高处理成本、温室效应和食品安全问题[1]，如土壤退化、农作物农药残留量超标、食品添加剂的滥用、田园景观的破坏、连片种植引起自然植被减少、自然物种和天敌的减少等。

1 国内外相关文献回顾

国外对农业能源效率的研究较早开始于杰里米· 贝夫金和特德· 霍华德，他们在《熵：一种新的世界观》一书中用热力学第二定律解释了能源消耗与通货膨胀之间的关系，能源价格的提高使得农产品种植、加工、运输和包装成本提高[1]。该定律同时是各种经济活动的指导原则，它指出能量虽然守恒，但其转化是由有效能转向无效能的不可逆过程，并伴随着熵值的增加，成为污染的根源。从能源消耗角度看，有学者指出，以美国为首的大规模农业生产方式是能源效率最低的[1]。例如，中国、印度尼西亚、缅甸等亚洲国家传统的农业生产方式用0.21～0.42 J的热量可以生产4.18 J热量的玉米、大豆、花生等食物，而美国现代农业则需要消耗0.48～2.09 J的热量[2]。Christa Liedtke等也用大量数据说明全球食品供应中能源效率的低下，指出提高能源效率的紧迫性[3]。这种生产方式在市场化与全球化的推动下，已经引起了气候变化、能源危机、食品安全等问题，使农业的可持续性问题日益突出，而传统农业对于能源的利用更加有效。赵其国等从热力学、能源效率比较、环境及食品安全问题方向考察，指出现代农业对化石能源的依赖性极高[4]。从实践角度出发，李富佳等曾以甘肃平凉市崆峒区生态牛系统建立了一个生态农业系统动力学分析模型(EA-SD)，模拟了生态农业发展的综合效益及其演变趋势，发现生态农业的综合效率更高[5]。

多数研究表明，传统的农业生产方式在减少能源消耗，提高能源效率方面具有一定的优势。Moreno等有研究西班牙中部地区半干旱条件下有机及常规农业的15年的能源消耗情况，结果表明，与常规农业相比，有机农业能源效率较高——净能量每年每公顷为14.5 GJ，能量投入产出率为5.36，单位能量产值为400 kg/GJ[6]。有机农业能源效率高的一种解释是其对机械、化肥及农药等使用的严格控制，显著减少了化石能源的投入。相关研究显示，有机农业比常规农业能源投入可减少25%。

农业能源粗放型生产虽然短期内凭借大量化石能源的投入在较低的能源效率条件下保持高产，相伴而生的环境问题、食品安全问题累积到一定程度后，势必影响农业产出，违背可持续发展。鉴于以上研究，很多学者主张回归传统，充分尊重自然，利用太阳能和农业生产废弃物等进行农业生产[7-8]。对于养鸡业来讲，传统的放养方法一度处于低谷，被现代化的养殖场笼养方式所取代。由于能源问题和食品安全问题的日益突出，传统放养方式慢慢开始受到欢迎，但对于两者之间的对比研究还是甚少。笔者将基于对不同养鸡方式的案例点进行调查，运用统计描述的方法，比较不同农业生产方式的能源效率。以此分析为基础，为未来农业的出路提供一个参考，这将有助于提高能源的利用效率，缓解一系列环境问题，帮助促进国家的可持续发展[9]。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源 为了研究不同农业生产方式的能源效率比较，并且以养鸡为例，笔者选择了湖州地区南北两块区域中养鸡农户相对较多的村庄作为调查范围。该次调查采用问卷发放的形式，在湖州市的2个村，每个村各选20份问卷，10份问卷针对的是有机生产方式，另外10份针对常规生产方式，共发放40份问卷，实际回收有效问卷39份，回收率97.5%。问卷的主要内容针对农户在养鸡业的投入与产值，投入包括饲料、燃料油、汽油、电、天然气等，产值包括肉鸡的价格、数量、时间等。

2.2 研究方法

2.2.1 模型设定。为了探究不同农业生产方式的能源效率比较，笔者选择将产值平均值与投入平均值的比例作为能源效率的衡量值。由于产值与投入中包含的因素很多并且较难度量，因此，笔者选择利用标准煤折算系数，将投入中所包含的元素全部转换为标准煤进行换算，这样相对科学且方便。即该模型为：

(1)

式中,e表示调查样本的能源效率值；Yi表示第i个农户在养鸡业中产值，该产值平均值包含了鸡种在价格、数量及时间方面的综合考虑；Eij表示第i户的第j项能源投入量；i代表农户的户数。

2.2.2 变量选择与描述统计。描述性统计研究(descriptive study)是指利用常规检测记录或通过专门调查获得的数据资料(包括实验室检查结果)，按不同地区、不同时间及不同人群特征进行分组，描述相关特征和暴露因素的分布状况，在此基础上进行比较分析，获得人群、地区、时间分布的特征，进而获得原因线索，提出假设。

为了研究有机鸡养殖与非有机鸡养殖的能源效率比较，笔者选择在湖州地区的2个村寻找代表性较强的农户做相关调研，访问了10户有机鸡养殖农户和10户非有机鸡养殖农户，调研了每家农户肉鸡的总数量、生长周期和单位价格，且记录下每家农户用于养鸡消耗的能源值，能源的种类包括饲料、燃料油、汽油、天然气和电力等。用总数量与每只肉鸡总价格相乘后再比上单位时间计算出其平均产值；将各能源值与它们各自的标准煤系数相乘之后累加再比上单位时间计算出能源消耗平均值。所有变量统计完成后，两者之比便为需要得到的数据——能源效率。

3 对不同生产方式下能源效率的描述性统计分析

由表1可知，前期笔者必须做好充分的调研工作，统计好需要运用到的主要变量。首先，笔者需要在市场上做关于肉鸡基本情况的调查，了解到有机肉鸡价格为36元/kg，平均每只鸡3.2 kg；非有机肉鸡价格为20元/kg，平均每只鸡2.6 kg。将之前统计的所有农户的养鸡数量做一个平均值处理，得出每家农户养殖有机肉鸡平均数量为96只，非有机肉鸡平均数量为138只，有机肉鸡平均生长周期45 d，非有机肉鸡平均生长周期100 d。取30 d为单位时间，将平均数量与每只肉鸡单价相乘比30 d出有机肉鸡与非有机肉鸡的平均产值。其次，计算出有机肉鸡单位时间(30 d)内消耗燃油量206 L，汽油206 L，电力189 kW·h，天然气76 m3，饲料6.2 kg，非有机肉鸡单位时间内消耗燃油量329 L，汽油329 L，电力206 kW·h，天然气118 m3，饲料7.7 kg。根据每种能源的标准煤折算系数，得出每种能源的标准煤折算值，带入模型公式(1)中，计算出能源效率。

表1 有机鸡与非有机鸡养殖能源投入产出

基于统计数据分析，项目组系统比较了传统农业生产方式与现代农业生产方式的能源效率：有机鸡养殖能源效率1.82 元/MJ，非有机鸡养殖能源效率1.53元/MJ。可见，利用传统的农业生产方式，即放养，能够相对节省一定饲料。从生态鸡的养殖特点上看，其一般以自由采食林间昆虫、杂草为主，人工补饲有机饲料为辅。放养鸡食物分饲料、饲草两部分。人工饲料多数为有机饲料，在种植生态鸡饲料及饲料原料时，一般按有机食品要求耕作。人工补饲的动物性饲料也是按生产有机食品的标准执行。在人工饲料生产过程中严禁添加各种化学药品，以保证生态鸡的品质。天然饲料主要有天然饲草、成熟的籽实和各种天然昆虫等。由于放养鸡在室外活动时间多，同时也决定了其在其他类别能源的消耗少，能源效率也相对较高。

采用现代化的养殖方式，即笼养，其在饲料上的消耗明显多于放养鸡。笼养鸡活动空间狭窄，食用专用饲料提供能量及生长、生产需要，并且该饲料中含有多种化学添加剂，大幅度减短了其生长周期。由于笼养鸡本身的生长特点，决定了其需要定期注射疫苗，而疫苗中的化学合成剂也是不言而喻的。同时，生长周期短也造成了运输频繁的特点，同样增加了其能源的消耗量。综合多种因素，笼养鸡的能源效率高于放养鸡，即传统生产方式能源效率高。这与前文的理论预期基本保持一致。

4 结论与建议

4.1 结论 根据以上分析结果，有机鸡养殖的能源效率为1.82元/MJ，非有机鸡养殖的能源效率1.53元/MJ，高于非有机鸡养殖19%。分析原因：从产出角度看，传统农业生产方式下的有机鸡肉质量更高，更受人们喜爱和追捧，所以市场需求量大，价格相对较高。从能源投入角度看，传统农业生产方式下的有机鸡多数时间放养在室外，以各种虫子、杂草为食，明显减少饲料的投入。从能源节约角度看，传统农业生产方式下的有机鸡养殖更加注重废物的回收利用，充分利用可用资源，从而减少了能源消耗。

实证分析结果表明，在同样的时间里，放养鸡消耗的化石能源少，而笼养鸡消耗的化石能源相对较多，因此，放养鸡的能源效率要高于笼养鸡。也就是说，传统的农业生产方式能源效率要高于现代的农业生产方式，同时这也是对理论分析的一个验证。现代农业生产使用过多的化学原料、饲料添加剂等物质，而传统农业注重可持续发展的原则，严格把关化学合成剂的用量，保证食品质量的同时维持较高的能源效率。

4.2 建议

4.2.1 提倡现代农业生产结合传统农业生产。在上文的分析中可知，在养鸡业领域中，在同样的时间里，放养鸡消耗的化石能源少，而笼养鸡消耗的化石能源相对较多，因此，放养鸡的能源效率要高于笼养鸡。如果能够重新开始重视起传统的农业生产方式，使之与现代农业生产相结合，则足以节约一定量的化石能源，并且提高能源效率。传统农业生产方式是一种与生态农业类似，充分尊重自然，尽量利用太阳能和农业生产废弃物等进行农业生产的方式。作为一种近乎原生态的生产模式，其对减少我国农业对化学饲料的依赖，减少能耗，提高能源效率，改善农业生态，提高农业效益，改善农业能源投入结构有相当的作用。

4.2.2 改变人们的思想观念。在能源日益短缺的当下，我国当前的农业现代化建设多数仍以能源可以以稳定的价格无限供给为前提，主张实行欧美式大规模农业生产。不可否认，现代农业在解决食品短缺问题方面有巨大贡献，因此人们都偏向于现代农业生产方式。与此同时，这也给人们造成了一种“隐形”的危机，能源短缺与能源高消耗之间的矛盾，以及高能耗对环境和食品安全与质量问题的影响，这一切都违背了可持续发展的理念。所以，人们的思想观念不能单单停留在对产量的要求上，应当用发展的眼光看待问题，建立起可持续发展的观念，理性看待传统农业生产方式与现代农业生产方式。

4.2.3 完善农业支持政策。大多数情况下，在处理农业生产中能源及环境等外部性问题，市场往往是失灵的，政府完善符合我国国情的农业政策体系对于有机农业的发展显得相当重要。在当前的扶持政策体系中，如同时存在既支持农业有机生产又支持农业规模化、产业化发展这种在一定程度上相矛盾的政策并不罕见。尽管政府投入大量资金扶持有机农业至关重要，但盲目增加补贴很可能达不到预期效果，反而吸引更多的投资人抢占市场，压缩广大农户的生产空间。因此，农业支持政策的完善要坚持符合农业现代化的发展要求，与时代同步，避免将此极具潜力的农业发展模式流于形式。

[1] 杰里米·里夫金,特德·霍华德.熵：一种新的世界观[M].上海：上海译文出版社,1987.

[2] 李晓俐,陈阳.美国农业发展经验对中国农业现代化发展的启示[J].世界农业,2009(6):41-44.

[3] LIEDTKE C,BAEDEKER C,KOLBERG S,et al.Resource intensity in global food chains:The hot spot analysis[J].British Food Journal,2010,112(10):1138-1159.

[4] 赵其国，张海燕.低碳经济与农业发展思考[J].生态环境学报，2009,18(5):1609-1614.

[5] 李富佳，董锁成，李荣生.基于EA-SD模型的生态农业系统模拟与优化调控——以平凉市为例[J].地理研究，2012，31(5):840-852.

[6] MORENO M M,LACASTA C,MECO R,et al.Rainfed crop energy balance of different farming systems and crop rotations in a semi-arid environment:Results of a long-term trial[J].Soil and Tillage Research,2011,114(1):18-27.

[7] 奚振邦.农业的有机物质循环与有机农业[J].磷肥与复肥,2008(3):1-5.

[8] 田爱梅,黄应平,陈芳清,等.发展有机农业的必要性、可行性分析及对策[J].湖北农业科学，2009(1):254-256.

[9] 周镕基,乌东峰.现代多功能农业的价值及其提升研究[J].科技进步与对策,2012,29(2):36-38.

The Energy Efficiency of Different Agricultural Production Modes——A Case Study of Chicken Breeding

PAN Xiao-yan, ZHENG Xing-ting, YE Xiao-lin et al

School of Economics and Management, Zhejiang A&F University, Lin’an, Zhejiang 311300)

With the development of excessive consumption of fossil energy production mode in China, it has been caused energy shortage and environmental pollution, so we need a kind of high energy efficiency of agricultural production. Now the organic farming has been focused by many scholars. In order to find out the potential of organic agriculture in improving energy efficiency, choosing the chicken breeding as an example, differences between organic and conventional agriculture energy efficiency were analyzed. The results showed that organic chicken breeding energy input-output ratio is 1.82 yuan/MJ, higher than conventional agriculture of 19%. Based on the above analysis, relevant policy suggestions were put forward.

Organic agriculture; Energy efficiency; Chicken breeding

浙江农林大学创新训练计划项目(201306018)。

潘晓燕(1993-)，女，浙江湖州人，本科生，专业：财务管理。

2015-04-22

S 181.4

A

0517-6611(2015)17-252-03