那 偉，張永峰，祝延立

(吉林省農業(yè)科學院農村能源研究所，吉林長春 130033)

2002年，我國學者陳德敏首次提出了“循環(huán)農業(yè)”這一術語，認為循環(huán)農業(yè)適合我國國情，應運用循環(huán)經濟理論發(fā)展循環(huán)農業(yè)［1］。目前，中國循環(huán)農業(yè)的研究無論從理論還是技術方面，都還處于初級階段。循環(huán)農業(yè)內涵特征、技術模式等方面，政府和學術理論界存在著不同的理解［2-5］，許多學者多從自身學科角度認識循環(huán)農業(yè)，未能全面系統(tǒng)地把握循環(huán)農業(yè)。因此，如何進一步從理論和技術上全面把握循環(huán)農業(yè)，對指導循環(huán)農業(yè)發(fā)展顯得十分重要。結合相關學者研究成果，根據(jù)國家科技支撐計劃項目“農田循環(huán)高效生產模式關鍵技術研究與集成示范”的界定，循環(huán)農業(yè)應該是按照循環(huán)經濟理念，通過農業(yè)系統(tǒng)的設計和管理，實現(xiàn)農業(yè)系統(tǒng)的“光熱自然資源利用效率最大、購買性資源投入最低、可再生廢棄資源利用最多、有害污染物排放最少”目標的農業(yè)模式［6］。循環(huán)農業(yè)的技術目標是“一高兩低”:資源利用高效率、物能投入低消耗、污染物輸出低排放。循環(huán)農業(yè)是按照循環(huán)化 (Recycle)、再利用 (Reuse)、減量化 (Reduce)、可控化 (Regulate)的4R原則，遵循能量高效轉化原理、生物互作循環(huán)原理、物質高效循環(huán)原理、產業(yè)鏈接循環(huán)原理和生態(tài)經濟協(xié)調原理的高效農業(yè)模式。與傳統(tǒng)農業(yè)相比，循環(huán)農業(yè)在產業(yè)發(fā)展理念上提倡農業(yè)生產全過程和農產品生命周期的過程控制;在生產方式上注重實現(xiàn)資源利用高效率、外部投入最低化、污染排放最小化的目標;產業(yè)模式上從整體角度構建大農業(yè)物質循環(huán)產業(yè)體系［7］。

松遼平原是我國的糧食生產和畜牧業(yè)基地，在國家農業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中居于重要地位。長期以來，傳統(tǒng)農業(yè)生產方式帶來的資源短缺、生態(tài)破壞和環(huán)境污染等問題日益突出，資源缺乏和能源危機嚴重制約著農業(yè)經濟的增長，使松遼平原實施農業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略面臨前所未有的困境。循環(huán)農業(yè)為松遼平原農業(yè)提供了新的發(fā)展理念，自身具有發(fā)展循環(huán)農業(yè)的天然優(yōu)勢和農業(yè)升級換代的要求。因此，循環(huán)農業(yè)是松遼平原實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。

1 松遼平原發(fā)展循環(huán)農業(yè)的必要性

1.1 循環(huán)農業(yè)是松遼平原實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略選擇

黨的十七大報告明確提出建設有中國特色的農業(yè)現(xiàn)代化。近年來，國家將加快發(fā)展循環(huán)農業(yè)作為推進現(xiàn)代農業(yè)建設，強化社會主義新農村建設的產業(yè)突破口，提出大力開發(fā)節(jié)約資源和保護環(huán)境、廢棄物綜合利用、相關產業(yè)鏈接、可再生能源開發(fā)利用等農業(yè)技術，鼓勵積極發(fā)展循環(huán)農業(yè)，強調要提高農業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。松遼平原自然條件優(yōu)越，雨熱同季，土壤肥沃，境內種植業(yè)和畜牧業(yè)較為發(fā)達。據(jù)統(tǒng)計，2008年，松遼平原糧食產量占全國15.4%，農業(yè)產值占全國10%，牧業(yè)產值占全國13%。但是松遼平原的高產出是傳統(tǒng)方式下的高投入、高消耗的結果，因此需要按照循環(huán)農業(yè)的理念，轉變農業(yè)生產方式，延伸農業(yè)產業(yè)鏈，拓展農業(yè)發(fā)展空間，通過資源的節(jié)約保護和廢棄物的綜合利用，實現(xiàn)經濟穩(wěn)步增長和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1.2 種植業(yè)生產過程中外源購買性物資投入大，能源消耗大，生產成本高

松遼平原區(qū)糧食生產過程中化肥、農藥、農膜、農機等現(xiàn)代人工能量的大量投入，大大加速了農業(yè)生產的發(fā)展水平，也擴大了對化石能源消耗，增加了農業(yè)生產成本。同時大量不合理使用化肥、農藥等造成農田生態(tài)環(huán)境自我平衡能力日益衰退，使農業(yè)生產對農藥等化學物質過度依賴。不僅污染了農業(yè)生態(tài)環(huán)境和農畜產品，而且導致黑土層變薄，土壤有機質減少，地力下降。據(jù)統(tǒng)計，從1990年到2007年，化肥投入量由242.6萬t增加到457.1萬t(折純量)，農藥從3.497 2萬t增加到16.975 5萬t，農膜從11.33萬t增加到22.32萬t，農機總動力從2 762.7萬kW增加到6 405.3萬kW。2007年每公頃化肥使用量是1990年的1.58倍，每公頃農藥使用量是1990年的3.83倍。這種高投入、高消耗、高產出的農業(yè)生產方式嚴重制約了松遼平原農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，松遼平原需按照農田生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)原理，開發(fā)節(jié)能、節(jié)肥、節(jié)藥等種植業(yè)技術模式，降低外部資源投入消耗，減少農民支出。

1.3 種養(yǎng)業(yè)廢棄物資源產量巨大，利用率低，浪費嚴重，制約農業(yè)整體效益

在松遼平原農牧業(yè)不斷發(fā)展過程中，種養(yǎng)業(yè)廢棄物逐年增加，數(shù)量巨大。據(jù)統(tǒng)計，2008年松遼平原地區(qū)產秸稈約1.23億 t，其中農民家庭直接燃用7 599.9萬 t，占61.5%;廢棄焚燒2 853.6萬 t，占23.2%。大部分秸稈被直接焚燒和廢棄，造成資源浪費和環(huán)境污染。松遼平原的畜牧業(yè)發(fā)展迅速，規(guī)模化養(yǎng)殖不斷擴大，產生大量的畜禽糞便，據(jù)估計，松遼平原年產牲畜糞便約為1.96億t，資源化利用率僅為30%，大部分被直接排放到農村環(huán)境，既造成養(yǎng)分流失又造成農村環(huán)境污染。目前松遼平原地區(qū)秸稈和畜禽糞便循環(huán)利用及增值技術水平偏低，生物質能產業(yè)發(fā)展緩慢，難以形成規(guī)?；目稍偕茉串a業(yè)鏈，制約了農業(yè)整體效益。因此，研究松遼平原農作物廢棄物直接還田、堆肥還田等技術以及種植業(yè)產業(yè)鏈延伸技術，加強種養(yǎng)業(yè)廢棄物安全還田技術研究，是實現(xiàn)生產過程廢棄物“資源化”循環(huán)利用的迫切需要。

1.4 循環(huán)農業(yè)可以有效降低農田的溫室氣體，改善農田化學元素的循環(huán)

松遼平原地區(qū)農業(yè)耕作土壤在高強度利用和高化學投入下，不合理的農田種植、翻耕、施肥、灌溉等管理措施，使農業(yè)在生產過程中產生大量農田溫室氣體，不僅改變了農田生態(tài)系統(tǒng)的化學元素循環(huán)，而且給氣候變化造成了影響。目前松遼平原地區(qū)的CH4等溫室氣體主要來自農業(yè)活動，農業(yè)活動排放占全部50%以上，另外，N2O占全部排放的60%以上。因此，需要通過秸稈還田、科學施肥、少免耕等循環(huán)生產技術提高農田的固碳能力，減少溫室氣體排放，改善農田化學元素的循環(huán)，改善農村大氣環(huán)境。

2 松遼平原農牧結合循環(huán)農業(yè)主要技術模式

近年來，國家對發(fā)展循環(huán)農業(yè)日益重視，2006年中央一號文件明確提出要發(fā)展循環(huán)農業(yè)。2007年、2008年的中央一號文件繼續(xù)強調鼓勵發(fā)展循環(huán)農業(yè)。2008年科技部啟動了“農田循環(huán)高效生產模式關鍵技術集成研究與示范”重點項目，松遼平原作為全國14個示范區(qū)之一，建立了以農牧結合為主的多種循環(huán)農業(yè)技術模式，開展了循環(huán)農業(yè)技術示范推廣，建立示范區(qū)1萬hm2，輻射帶動耕地15萬hm2。示范區(qū)農田能量效率提高10%以上，節(jié)約成本增效5%～15%，肥料減少5%～15%，農藥減少20%～30%，秸稈利用率達到80%以上，農民增收、農業(yè)增效、節(jié)能減排效果十分明顯，在技術模式推廣過程中進一步明確了循環(huán)農業(yè)的重要作用。目前，初步形成了適合松遼平原地區(qū)的農牧結合循環(huán)農業(yè)技術模式3種:一是玉米秸稈直接還田循環(huán)利用模式，二是種養(yǎng)一體化循環(huán)生產模式，三是種養(yǎng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用模式。

2.1 玉米秸稈田間直接循環(huán)利用模式

針對松遼平原地區(qū)大量秸稈資源利用比例低，生產效益不高的問題，以機械化和半機械化耕作條件下玉米秸稈直接還田循環(huán)技術為重點，建立留高茬、條帶深松高茬高效還田技術;機械化半秸稈還田、全秸稈粉碎還田技術;高茬條帶覆蓋自然腐爛還田技術等直接循環(huán)利用還田模式。實踐證明，秸稈還田新技術較常規(guī)技術自然降水利用效率提高10%以上，保苗率提高5% ～10%上，土壤有機質年提高0.028%，種植成本降低225～300元/hm2，產量提高5%～14%，綜合效益提高10%以上，是松遼平原地區(qū)秸稈循環(huán)利用、提高農田效益、改善土壤的重要模式。

2.2 種養(yǎng)一體化循環(huán)生產模式

針對松遼平原養(yǎng)殖業(yè)效益低、秸稈利用粗放的現(xiàn)狀，以秸稈飼料化，提高牲畜育肥循環(huán)利用技術為重點，研究建立了秸稈纖維素快速降解處理技術，形成了以玉米秸圓柱飼料塊、皮穰飼料塊、顆粒飼料和苜蓿塊生產工藝技術為主的秸稈清潔飼料化技術體系。實踐證明，新技術改善了秸稈青貯和黃貯效果，提高秸稈飼料喂養(yǎng)率30%，畜禽育肥提高4.6%，經濟效益提高21%，該技術是松遼平原提高秸稈循環(huán)利用率，增強養(yǎng)殖業(yè)效益的可行性模式。

2.3 養(yǎng)殖業(yè)廢棄物還田循環(huán)利用模式

針對松遼平原土壤有機質含量降低，地力衰退，大量養(yǎng)殖業(yè)廢棄物利用粗放，污染嚴重現(xiàn)狀，以養(yǎng)殖業(yè)廢棄物為研究對象，建立畜禽糞便—堆肥直接還田、畜禽糞便—精加工 (有機和無機肥)高效還田、畜禽糞便—沼氣—沼肥還田等循環(huán)利用模式。以沼氣為紐帶，將種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)以及加工業(yè)聯(lián)系在一起，通過加工畜禽糞便和厭氧發(fā)酵，將傳統(tǒng)種植、飼養(yǎng)以及廢棄物綜合利用有機地結合起來，在農業(yè)系統(tǒng)內做到能量多級利用、物質良性循環(huán)，達到高產、優(yōu)質、高效、低耗的目的。實踐證明，該模式使農田整體效益提高15%，減少化肥施用40%，減少農民支出800元。

3 松遼平原農牧結合循環(huán)農業(yè)技術研究展望

3.1 促進農牧業(yè)內部和產業(yè)間循環(huán)生產關鍵技術創(chuàng)新升級

推進以玉米秸稈為主體的種植業(yè)循環(huán)利用技術創(chuàng)新升級，應重點研究可持續(xù)的農田減量減排物質循環(huán)利用技術、秸稈還田條件下優(yōu)化減量施肥技術，加強秸稈還田病蟲草害發(fā)生規(guī)律及防治技術開研究，提出秸稈直接循環(huán)后作物病蟲草害防治技術;開展秸稈直接循環(huán)利用模式配套機具研制與開發(fā)。

種養(yǎng)一體化循環(huán)利用技術重點開展農牧結合系統(tǒng)能量流與物質循環(huán)平衡的研究，分析松遼平原地區(qū)形成全混合日糧 (TMR)關鍵技術體系，開展草食家畜生產碳、氮減排綜合技術的研究，研究草食家畜粗飼料日糧優(yōu)化組合的最佳模式，對種養(yǎng)一體化循環(huán)生產技術集成與示范模式進行技術升級。

養(yǎng)殖業(yè)廢棄物循環(huán)利用模式重點研究種養(yǎng)廢棄物“溫室氣體”排放檢測、監(jiān)測和減排技術，研究土壤有機質碳固持技術，種養(yǎng)廢棄物育苗基質加工技術與設備研制，玉米秸稈緩沖包裝材料技術與設備研制，研究種養(yǎng)廢棄物生產“秸稈煤”、“牛糞煤”、“蚯蚓肥”技術，研究以沼氣為動力集約化種養(yǎng)廢棄物商品有機肥生產及加工工藝，有機—無機復混肥生產增值技術及處理工藝，有機肥及其加工產品農田施用技術。

3.2 推動農牧結合循環(huán)農業(yè)園區(qū)建設

將松遼平原農牧結合循環(huán)農業(yè)工程技術進行整合完善，選擇大中型養(yǎng)殖場和種植業(yè)基地等典型鄉(xiāng)村地域建立循環(huán)農業(yè)園區(qū)。園區(qū)以種養(yǎng)廢棄物節(jié)能減排、增值化和產業(yè)化技術整合集成為重點的產業(yè)鏈網絡模式，將種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)、農副產品綜合利用等產業(yè)通過不同農業(yè)資源進行鏈接，研究農戶與企業(yè)之間、產業(yè)之間的循環(huán)鏈接途徑，創(chuàng)建種養(yǎng)業(yè)廢棄物資源在不同組織之間和不同產業(yè)之間實現(xiàn)資源最充分利用的農牧結合循環(huán)農業(yè)工程技術模式，以及推動資源再利用和再循環(huán)為核心的農業(yè)循環(huán)經濟機制及制度創(chuàng)新。循環(huán)農業(yè)園區(qū)重點建設兩種模式。一是生態(tài)環(huán)境保護治理與優(yōu)質農產品生產于一體的生態(tài)園區(qū)。二是資源循環(huán)利用與農業(yè)多功能性開發(fā)于一體的園區(qū)。

3.3 加強循環(huán)農業(yè)“軟技術”研究

循環(huán)農業(yè)中的“軟技術”研究為區(qū)域循環(huán)農業(yè)宏觀發(fā)展、模式選擇、推廣機制、政府決策提供參考依據(jù)，在循環(huán)農業(yè)發(fā)展過程中發(fā)揮重要指導作用［6］。針對松遼平原地區(qū)循環(huán)農業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，具體從以下幾方面開展研究。首先，重點推廣“3S”技術、數(shù)理模型、網絡技術在區(qū)域循環(huán)農業(yè)發(fā)展中的應用，優(yōu)化發(fā)展模式和空間布局，編制科學合理、針對性和操作性強的區(qū)域循環(huán)農業(yè)發(fā)展規(guī)劃，為未來循環(huán)農業(yè)發(fā)展提供方向;其次，對松遼平原整體循環(huán)農業(yè)發(fā)展水平模式進行綜合評價，整合生態(tài)經濟學、社會學方法在評價中的應用，為區(qū)域循環(huán)農業(yè)技術和模式選擇提供決策依據(jù);最后，研究建立科技成果的轉化與推廣機制，循環(huán)農業(yè)發(fā)展的相關配套政策、法律，這是將先進農業(yè)科技運用于農業(yè)生產、保障循環(huán)農業(yè)健康有序發(fā)展的關鍵。

4 結語

發(fā)展循環(huán)農業(yè)是松遼平原實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化重要戰(zhàn)略選擇。它是一項系統(tǒng)工程，需要進行長期深入研究，在進行循環(huán)農業(yè)實踐過程中，需要運用現(xiàn)代科學技術和理念不斷完善循環(huán)農業(yè)技術體系。從松遼平原農業(yè)發(fā)展的科技需求上看，循環(huán)農業(yè)必須從理念設計、概念討論迅速轉向應用于生產實際，研究循環(huán)農業(yè)實踐技術和模式，及時應用于農業(yè)企業(yè)發(fā)展，推動農業(yè)經濟健康快速發(fā)展。松遼平原循環(huán)農業(yè)發(fā)展既要立足于本國國情，又要滿足松遼平原循環(huán)農業(yè)發(fā)展的區(qū)域性和差異性特征。因此，一方面要借鑒國外關于循環(huán)經濟、低碳經濟、生態(tài)農業(yè)理論，同時要發(fā)展適合本地區(qū)發(fā)展的經濟效益和生態(tài)效益統(tǒng)一的循環(huán)農業(yè)。

1 陳德敏，王文獻.循環(huán)農業(yè)一中國未來農業(yè)的發(fā)展模式.經濟師，2002，(11):8～9

2 陳紅兵，盧進登，趙麗婭，等.循環(huán)農業(yè)的由來及發(fā)展現(xiàn)狀.中國農業(yè)資源與區(qū)劃，2007，28，(6):65～69

3 尹昌斌，唐華俊，周穎.循環(huán)農業(yè)內涵、發(fā)展途徑與政策建議.中國農業(yè)資源與區(qū)劃，2006，7，(1):4～8

4 周震蜂，王軍.關于發(fā)展循環(huán)型農業(yè)的思考.農業(yè)現(xiàn)代化研究.2004，25，(5):348～351

5 宣亞南.循環(huán)型農業(yè)的含義、經濟學解讀及其政策含義.中國人口資源與環(huán)境2005，15，(2):27～31

6 高旺盛.堅持走中國特色的循環(huán)農業(yè)科技創(chuàng)新之路.農業(yè)現(xiàn)代化研究，2010，31，(2):129～134

7 高旺盛，陳源泉，梁龍.論發(fā)展循環(huán)農業(yè)的基本原理與技術體系.農業(yè)現(xiàn)代化研究，2007，28，(6):731～735