“果-畜-沼-窖-草”循环利用技术研究与示范

赵忠义，吕会霞

(1.宝鸡市科技创新交流服务中心，宝鸡市农业信息中心, 陕西 宝鸡 721000；2. 宝鸡市渭滨区农业技术推广服务中心，陕西 宝鸡 721006)

农业是基础产业，农业对于促进二、三产业发展、稳定社会、保障社会各方面有序运行具有极其重要的战略意义。为此，我国把加快农业发展，解决“三农问题”放在了极其显著的位置。然而，在很长一段历史时期内，单一、粗放经营在我国农业生产中占据了主导地位。这种单一的粗放式生产经营大幅消耗了农业资源，破坏了农业生态平衡系统，特别是随着我国人口数量的持续增多，人多地少、农业资源人均占有率低下、农业经济发展质量与效益不高、成本支出巨大等问题日渐突出。笔者研究的“果-畜-沼-窖-草”循环利用技术，其目的就是示范推广此项技术，以解决上述问题，提高农业生产资源利用率。

1 基础条件及现状

1.1 基础条件

宝鸡区域气候差别大。年均气温7～13℃，降雨量590～1 000 mm，无霜期158～220 d。宝鸡苹果主产区年无霜期210 d，年日照1 925 h,光、热 、水资源丰富，区内无三废污染，是栽植苹果的最佳优生区。扶风、岐山、凤翔、千阳和陇县地处渭北旱塬区和丘陵沟壑区，域内光照充裕，降水量适中，昼夜温差明显，工业污染极少，是陕西重要的苹果生产基地。宝鸡奶牛存栏17．7万头，生猪存栏98．6万头[1]，建成了奶山羊生产基地，有上东大成、华龙牧业50万套肉种鸡，有机肥来源广，产出量大，发展沼气原材料丰富。

1.2 现状分析

“果-畜-沼-窖-草”循环利用生产模式属于农业循环经济。目前，我国农业循环经济在理论研究方面还没有形成系统性的、成熟的理论体系。国内多数学者以为农业循环经济须遵照“4R”原则(即“减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)、再思考(Rethink)的行为原则”)[2]。近几年来，一些地区研究出了各种农业循环生产模式。如中部地区探索和发展以沼气为纽带的系统模式。西北干旱地区探索和发展以“沼气池、果园、暖圈、蓄水窖和看营房”为组合的 “五配套”模式[3]。就技术而言，总体上国内循环农业有比较成熟的技术做支撑，已经形成了符合我国国情，能够真正形成经济、环境和生态效益共赢的多种模式，大致可分为三类：一是种植、养殖和加工业相结合的局部循环模式；二是废弃物的多级循环利用模式；三是以循环农业园区建设为方向的整体循环模式[4]。从相关报道来看， “果-畜-沼-窖-草”循环利用模式在我省系首创，近几年先后在全省27个苹果基地县不同程度地进行了试验，总结出了“五配套”生态园模式。据相关研究显示，此模式户年均净现值5 927元，比非模式户高46.8%[5]。虽然我省渭北高原部分地区推广了“五配套”生态模式，但尚未研究出“果-畜-沼-窖-草”循环利用的系列配套技术。本文依据“4R”理论，在连续三年试验总结的基础上，对“果-畜-沼-窖-草”循环利技术进行了分析研究，以指导生产实际，促进果品生产无害化。

2 技术路线及研究方法

采取“果园种草养家畜、家畜产粪生沼肥、沼肥两施(灌根、喷施)促果园”的技术路线，形成“以草养畜、以畜促沼、以沼增果”的良性农业种养生态循环模式，并研究出各阶段相应的配套技术。

采用布点试验、数据采集、统计分析等研究方法进行分析。

3 主要技术分析

3.1 果园植草

宝鸡地区年降雨量相对较少，冬春季比较干旱，夏秋季雨量较为集中，苹果主产区年均降雨量大约为653 mm，因此，我们选用耐干旱的白三叶草进行植草试验。

3.1.1 果园植草对土壤养分的影响 通过种植三叶草，果园土壤中的有机质含量增加明显,特别是种草的前五年,土壤有机质含量由原来的0.87%(8.7 g·kg-1)提高到1.17%(117.1 g·kg-1),提高了近一倍,增幅达到了0.84%(8.4 g·kg-1)。 2016年土壤有机质含量提高到1.98%(19.8 g·kg-1)，与国外发达国家的土壤有机质含量2%(20 g·kg-1)基本接近，达到了较高的水平。土壤有机质含量的提高，显著提高了土壤自身的持续供肥能力，可以减少化学肥料的施用量，有效解决果园有机肥施用总量不足、化肥施用量逐年加大的大问题(表1)。

3.1.2 果园植草对土壤保墒能力的影响 从表2中可以看出，土壤20～40 cm深度处种草园含水量增加，80～100 cm深度处，种草园比未种草园含水量增加了9.05%，果园土壤蓄水保墒能力显著增强。因为矮化苹果树吸收根大多数集中在20～40 cm的土层深度内[6]，故果园种草对矮化果树生长极为有利。

表1 果园生草对土壤有机质含量和速效养分的影响

表2 果园含水量测定

试验证明，果园种植三叶草，可以形成改善土壤理化性状的小气候，这种小气候对苹果树体生长发育非常有利。据观察和测定，有利之处有以下三个方面：一是可以形成抑制虫害发生的良好生态环境。果园种草形成的小气候，使瓢虫、草蛉、扑食螨等天敌数量增加20%，可以有效抑制果园虫害发生，减少农药使用量，降低农药污染。种草园与不种草园相比，种草园喷药次数可减少2～3次，农药投资可减少100～120元·667m-2。二是种草果园果树的座果率可提高10%～15%，在同一生长期内，水果着色率可增加30%以上，套袋果去袋后日烧病降低了14%，仅为1%。三是省劳省工。果园种草后，由于有机肥及土壤理化形状的改变，可降低土壤深翻次数。免耕翻土3～4次，免除草3～4次，每667 m2可节省劳动力费用140元。

3.2 沼肥入园

3.2.1 沼肥叶喷 与对照果园对比，沼肥叶喷可以促使果树叶片叶色加深，叶片增厚。经试验，沼肥叶喷可使百叶鲜重比对照增加7.1 g，百叶干重比对照增加0.66 g，百叶平均厚度比对照增加0.18 cm。这三个指标的增加，可有效提高果树叶片的叶绿素含量，进而增强果树的光合作用(表3)。

与对照果园对比，沼肥叶喷还可使果树春梢长度增加3.39 cm，粗度增加0.03 cm；秋梢长度减少4.62 cm，长枝数量增加5.2个，中枝增加1.2个，短枝增加4.2个，顶花芽增加9%(表4)。

3.2.2 沼肥防治病虫害 与对照果园对比，沼肥叶喷可增强果树抗性，减轻病虫危害。从表5可以看出，沼肥叶喷与对照相比，蚜虫、红蜘蛛和腐烂病受害株率明显降低。蚜虫防治效果达到95%，红蜘蛛防治效果达到98%，腐烂病防治效果达到98%，根腐病防治效果达到94%(表5)。

表3 沼肥叶喷对果园果树叶片的影响

表4 沼肥叶喷园对果树新梢生长的影响

表5 沼肥叶喷园对果树新病虫害的影响

3.3 建窖集水

我市果区属干旱、半干旱地区，年降水量偏低，建窖集水可解决水源不足，果园无法灌溉的问题。集水窖要建在果园一端，毗连道路。建窖地址要有径流面积(一般为10 m2)，以确保夏秋季大雨过后，雨水通过地表径流汇集于水窖中。窖体要建成为既能蓄水、又能防冻和防蒸发的坛形状。建窖各项指标为：窑口直径0.8 m，窑口到窑低深6 m；窑口到贮水段1.5 m，贮水段深5 m，顶部直径5 m，低部3 m，这样的窖体可贮水约20 m3。窑水果园灌溉可采用穴灌或渗灌的方式，把窖水灌到土壤深层供给根系吸收利用。窖水灌溉三叶草可采用滴灌的方式进行，以保证窖水灌到草体上促进茎叶生长，增加三叶草产量。

4 结论

“果-畜-沼-窖-草”循环利用正确处理了“环境保护、节约能源、无害生产”三者之间的关系，将“环保、节能、生产”有效地统一起来，解决了当前果园生产普遍存在的“化肥使用量大、有机肥使用少、化肥污染严重”等诸多问题，大幅增加了果园有机肥使用量，达到了无害化生产，提高了果品质量，满足了人们对无害化果品的需求，而且显著提高了果园生产的经济效益。我们通过三年的试验示范，三年累计生产沼肥6.62亿 kg，667 m2降低化肥成本450元；可实现667 m2均产量由实施前的1 760 kg提高到2 103 kg，667 m2产提高了343 kg。无公害绿色果品比一般果品价格高30%～40%，市场需求旺盛，利用该模式可实现667 m2产优质果1 500 kg，单价按市场均价3.00元·kg-1计算，667 m2产值可达4 500元，较一般常规果园667 m2效益增加1 200～1 500元；优质果率由69%提高到75%，提高了6个百分点，农民得益率为2.18，科技得益率为9.0，投入产出比为1∶3.80，实现了经济效益、社会效益、生态效益三方面共赢。