“秸秆—羊—沼气—果蔬”新型生态高效循环农业模式简介

李伟　阙天洋　徐刚　高贤君　蔡宁　余彬彬　钱晓睛

摘要：本文简单介绍了“秸秆-羊-沼气-果蔬”这种以沼气工程为核心的循环农业新模式，并介绍了该模式对“三沼”的利用，望为有需者提供参考。

1生态循环农业的概况

近些年，随着农药化肥的大量使用。大量有害物质随着农业生产进入生态循环，通过层层富集。最终进入人类体内，危害人类健康。此外，人们施用的化肥。大多为无机肥。其中含有的有机质非常少。长期施用。土壤中的有机质含量越来越低，最终会引起土壤板结，肥力降低等一系列问题。世界人口在不断增长。但可用耕地却在不断减少，为了缓解这一状况，生态循环农业应运而生。循环农业的核心是资源的充分和循环利用，通过对体系中资源的整体调控。再利用，构成一个循环。形成物质能量自给自足，减少化学物质使用，并且通过对资源的集约使用，使物质投入产出比达到最大。并减少污染物的产生和排放。它不仅仅是追求经济效益，而是将其，与社会和生态效益相协调。把目光放眼于未来，实现整个农业的可持续发展。

2“秸秆-羊-沼气-果蔬”模式的概况

循环农业的思想由来已久，我国很早就有“鱼蚕桑”之类朴素的循环农业模式。在新时代为了遵循国家提出的“高产、优质、高效”的新农业方针。也需要对循环农业进行更深入研究和探索，争取寻找到更有效的、更生态友好的开发模式。目前最热点的循环农业开发模式。是以大型沼气工程为核心的农业生产循环模式，这种模式最核心的部分就是对“三沼”。即沼气、沼液、沼渣的利用，“三沼”在循环系统中作为物质和能量运输转化的桥梁。运用沼气工程的循环农业，可以将农业废弃物转化为可利用的资源。提高资源利用效率。并且能增加经济效益，美化环境。

“秸秆-畜-沼气-果蔬”模式就是一种非常经典的以沼气工程为核心的循环农业模式。本项目的开展地点是在江苏宿迁。根据当地实际情况，选取了较为常见的羊作为养殖牲畜，进行该模式的尝试。这种模式中羊产生排泄物作为沼气发酵的主要原料。发酵完成后，沼气可以作为能源解决羊的越冬取暖、照明、以及冬天蔬菜供暖等问题。沼渣可以作为优质有机肥或育苗基质来种植玉米，沼液则可以作为液体肥浇灌蔬菜。而玉米秸秆和蔬菜残叶可以作为羊的食物，以及沼气发酵的原料。

3“秸秆-羊-沼气-果蔬”模式对“三沼”的运用

3.1沼气发酵

首先是原料的选择，只用人畜的排泄物也可以进行沼气发酵，但是原料有限，仅仅依靠粪便产生的“三沼”可能无法满足循环体系的需要。因此在原料中加入秸秆。增加反应物的总量来提高沼气的产量。据研究。富氮原料。如人畜粪便，碳氮比都要小于25：1。且因为经过肠胃系统的加工，颗粒较小，低分子化合物较多。所以发酵时启动速度快。反应周期短，产气速度快，不过单位原料的产气量不如秸秆；而富碳原料，如植物秸秆枝叶，碳氮比大多要大于30：1.含有的物质多为木质素和纤维素等难降解化合物的启动速度通常较慢。且反应周期也较长。不过优点是单位原料的最终产气量大。因此，以秸秆和人畜粪便作为原料，可以综合两者的优缺点，加快反应速度，增加产气量，而且沼气发酵的最适碳氮比为20-30。将两者适当混合。可以保证反应碳氮比始终保持在一个适宜的水平。发酵过程中最好保持PH在6.5-8.0，温度在10-60℃。PH一般由微生物自行调整，而温度则是在适宜条件内越高越好，温度越高反应速度越快效果越好，不过要注意不能有大的波动，如果突然之间变化超过5℃会抑制反应的进行。人畜粪便与秸秆的比例为3：1左右。反应的进料浓度，即干物质量占总量的比例，在5%-10%比较适宜。过低会影响产气量。过高则会产生过多有机酸，使整个反应体系酸化。反应过程中可以进行适量搅拌，使原料和发酵微生物充分接触，反应更快速彻底。

3.2沼渣制育苗基质

沼渣是沼气发酵之后留于底部的残渣，虽然因为发酵损失了部分物质和能量，但营养物质并没有太多的流失。根据研究沼渣中蕴含大量的有机质和腐殖酸，并且还含有氮、磷、钾这三种植物生长所必需的元素以及部分微量元素，是非常好的作为有机肥或育苗基质的原料。沼渣丰富而全面的养分可以为秧苗的生长发育提供保障，改善生长品质，提高植株抗逆性，并且沼渣结构较为疏松。配制成基质后也利于空气的流通，可以促进秧苗的生长。以草炭、蛭石、珍珠岩为原料配制基质，比例为6：3：1。用沼渣来代替部分草炭，并慢慢提高比例。实验证明，当沼渣的比例为10%时。种子的发芽率最高。且要高于不加沼渣的基质。不过10%的比例养分含量较少，不适合长时间的培养秧苗，如果培养时间超过40d可能会表现养分不足的症状；沼渣的比例也不能高于30%。不然可能会因为养分过高，造成肥害。影响秧苗生长。

3.3沼液作为液体有机肥

发酵完成的沼液中。不仅有有机质、氮磷钾。各种微量元素等养分。还有着丰富的氨基酸、B族维生素。以及促进植物生长的激素。是天然的有机肥料。而且经过发酵后。沼液中大部分的有害物质会被分解，还会生成一些抗生素驱赶蚊虫。可以有效减少作物病虫害，减少农药的使用。沼液中的养分大多以速效形式存在比较适合作为喷肥使用。沼液可以直接和水按比例混合成液体肥，不过在混合前需过滤去除杂质。一般沼液的浓度在40%以上就能起效果，不过不能太高，超过80%就会对植物造成损伤。不同作物的最适浓度不同，不过一般都是在50%-60%时效果最好。施用在蔬菜的时候可以用浇灌的方式。一般300-400kg/667m²，一个生长周期施三次。

4“秸秆-羊-沼气-果蔬”循环模式的可行性

我国的传统农业存在着一些问题：①过量使用化肥、农药，导致土壤结构变差，土地肥力退化，部分随水进入河流，导致水体富营养化。而且，随着化肥的使用，肥料的利用率一直在下降。目前。我国化肥有效利用率仅有30%左右。这也增加了农产品生产的成本。②农业生产过程中对自然资源的过度索取行为，如过度开垦，过度放牧，过捕滥渔，对生态平衡造成了极大的破坏，影响了生物多样性。农业生产过程中产生大量农业废弃物。并随意丢弃。造成环境污染。③传统的生产管理方式粗放零散，产业链条短，且产品只经过初级加工。没有很多工业附加值，经济效益低。

“秸秆-羊-沼气-果蔬”循环模式恰好能解决这几个问题：①该模式使用的肥料都是经过沼气发酵的天然有机肥，富含有机质养分充分。提高作物产量和品质的同时，还可以改善土壤的理化性质，减少农药化肥的使用。②该循环模式非常注重维护体系中生物与其周边自然和社会经济因素之间的协调性。对资源充分利用，但不会过度。且将动物粪便和作物秸秆集中处理。进行沼气发酵。可以有效改善杂乱的环境。③循环模式可以拉长生产线，充分利用体系中的水肥气热，并对劳动力、资金、设施等资源集约化使用。提高资源利用率，增加收益。

5结论

以沼气工程为核心的“秸秆-羊-沼气-果蔬”循环模式可以带来巨大的经济和社会效益。沼渣沼液有機肥的使用可以减少化肥的使用，提升作物的产量和品质。而且沼液沼渣在发酵过程中会灭杀虫卵。并产生驱赶害虫的物质，可以减少农药的使用。而且沼气是一种清洁燃料，更多的使用沼气可以减少大气污染。预计该模式最终可以降低10%总成本，并增加10%产量。并且以项目实行点为榜样，可以带动周边农民的经济发展，提高农业技术水平。