韓 玉，隋 鵬，顧時(shí)貴，陳源泉

（1.石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院，河北石家莊050035；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，北京100193；3.國(guó)家半干旱農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，河北石家莊050051）

循環(huán)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為當(dāng)今世界許多國(guó)家積極探索和實(shí)踐的可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。循環(huán)農(nóng)業(yè)是按照循環(huán)化（Recycle）、再利用（Reuse）、減量化（Reduce）和可控化（Regulation）的“4R”原理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“一高兩低”（資源利用的高效率、資源的低消耗、污染物的低排放）的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展與生態(tài)平衡的協(xié)調(diào)以及農(nóng)業(yè)資源的可持續(xù)利用[1]。2006—2012年的中央一號(hào)文件均強(qiáng)調(diào)，鼓勵(lì)發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)。十八大報(bào)告指出，堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，著力推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)是建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)的重大需求，也是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)不可或缺的重要組成部分[2-5]。

河北省地處環(huán)渤海中心區(qū)域、環(huán)京津2大國(guó)際都市，國(guó)土面積和人口在京津冀都市圈內(nèi)分別占84.5%和65.9%[6]，既是京津產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的承接地，又是華北地區(qū)物資集散地和中轉(zhuǎn)站，更是京津冀都市圈重要的生態(tài)保障區(qū)。同時(shí)，河北省是我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)大省，當(dāng)前總體上處在機(jī)械化為特征、資金驅(qū)動(dòng)型發(fā)展方式的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段[7]。發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)是推進(jìn)河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。

筆者重點(diǎn)針對(duì)河北省平原區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)題，探討了河北省發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的需求以及技術(shù)重點(diǎn)。

1 河北平原農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與需求

1.1 河北是我國(guó)種植業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)域之一，秸稈資源豐富但利用效益低，迫切需要加大秸稈資源高效利用

河北省是我國(guó)重要的種植業(yè)生產(chǎn)區(qū)域，主要種植糧食作物和蔬菜。2011年糧食作物播種面積占農(nóng)作物播種面積的71.6%，其中，小麥和玉米的播種面積分別為239.6萬(wàn)，303.6萬(wàn)hm2，總產(chǎn)分別為1 276.1萬(wàn)，1 639.6萬(wàn)t。蔬菜113.9萬(wàn)hm2，占農(nóng)作物播種面積的13.1%，總產(chǎn)量7 384.3萬(wàn)t，其中，設(shè)施蔬菜面積占蔬菜播種面積的40%以上。種植業(yè)產(chǎn)生的大量秸稈等廢棄物資源沒(méi)有得到很好的利用，循環(huán)利用率低下。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)調(diào)查，河北秸稈直接還田的比例約為46%，以干秸稈作粗飼料直接飼喂家畜的比例為26.8%、堆放用作取火燃料的比例為19%。此外，在蔬菜產(chǎn)區(qū)，大量產(chǎn)出的蔬菜秸稈、藤蔓等大部分隨意丟棄或堆放在地頭、路旁，成為蔬菜病蟲(chóng)害繁殖的載體和傳播源。因此，需要按照循環(huán)農(nóng)業(yè)的循環(huán)化（Recycle）原理，促進(jìn)秸稈資源高效利用。

1.2 河北是我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)大區(qū)， 大量畜禽糞便對(duì)環(huán)境潛在影響日益突出，迫切需要解決畜禽廢棄物資源化利用

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年河北生豬出欄量達(dá)3235.8萬(wàn)頭，蛋雞和肉雞的規(guī)?；曫B(yǎng)程度較高，均占到飼養(yǎng)數(shù)量的74%～75%。蛋、奶、肉產(chǎn)量持續(xù)位列全國(guó)第1、第3和第5位，畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的34%。但是據(jù)估算，河北省畜禽養(yǎng)殖的糞尿排放量約為14 509萬(wàn)t，養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的收集利用率卻不足50%，無(wú)害化處理率不足30%，畜禽養(yǎng)殖造成的污染危害日漸突出。自2002年以來(lái)，以石家莊市為代表的部分地區(qū)，雖然采用政策補(bǔ)貼，有力推動(dòng)了發(fā)酵有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但由于產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、成本高，加上農(nóng)民對(duì)發(fā)酵有機(jī)肥的認(rèn)識(shí)不足，大部分產(chǎn)品銷(xiāo)售不暢，目前的開(kāi)工率不足10%。因此，需要按照循環(huán)農(nóng)業(yè)的再利用（Reuse）原理，進(jìn)一步加強(qiáng)畜禽廢棄物資源化利用。

1.3 河北農(nóng)業(yè)資源消耗量大，能耗高居不下，急需解決農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)節(jié)能減排

河北是我國(guó)糧食生產(chǎn)與水資源危機(jī)矛盾最突出的地區(qū)。1956—2003年，全省的水資源總量呈不斷下降的趨勢(shì)，地表水資源量減少了75.67%[8]。與此同時(shí)，地下水資源超采利用狀況不斷加劇，特別在黑龍港地區(qū)淺層地下水以每年1 m左右、深層地下水以每年2～3 m的速度下降。以欒城縣為例，每年超采的地下水資源總成本平均為7 987.6萬(wàn)元，相當(dāng)于農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的3.7%[9]。此外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，化肥、農(nóng)藥、機(jī)械的投入量也呈逐年加大趨勢(shì)。欒城縣近20 a來(lái)農(nóng)田生產(chǎn)的生態(tài)效率總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，生態(tài)代價(jià)逐漸加大，農(nóng)田直接耗能顯著增加，水資源代價(jià)居于首位。灌溉、肥料、農(nóng)藥、農(nóng)機(jī)具4項(xiàng)生態(tài)成本占農(nóng)田生產(chǎn)總生態(tài)成本的88%以上，并呈不斷上升趨勢(shì)，僅灌溉一項(xiàng)占生態(tài)成本的1/2左右[10]。這種高投入、高產(chǎn)出的生產(chǎn)模式帶來(lái)了肥料利用率低、面源污染嚴(yán)重等問(wèn)題。因此，需要按照循環(huán)農(nóng)業(yè)的減量化（Reduce）和可控化（Regulation）原理，研究推進(jìn)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排。

2 河北平原發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的思路

針對(duì)河北平原種植業(yè)和規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展帶來(lái)的資源浪費(fèi)、能量高耗、環(huán)境污染、產(chǎn)業(yè)循環(huán)割裂等關(guān)鍵問(wèn)題，河北省平原區(qū)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展要按照循環(huán)農(nóng)業(yè)的循環(huán)化、再利用、減量化和可控化“4R”原理[1]，立足區(qū)域農(nóng)業(yè)資源基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)需求，耦合農(nóng)田、菜地與畜牧業(yè)系統(tǒng)，接口技術(shù)和循環(huán)模式有機(jī)結(jié)合，建立物能循環(huán)高效的產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)糧（棉、蔬菜）-牧業(yè)（菌業(yè)）產(chǎn)業(yè)鏈形成，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自然資源利用效率最大化、農(nóng)業(yè)購(gòu)買(mǎi)性資源投入減量化、農(nóng)業(yè)可再生資源高效循環(huán)化、農(nóng)業(yè)有害生物和污染物排放最少化（圖1）。

在重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)上，針對(duì)糧食、棉花、蔬菜等主要大田農(nóng)作物，重點(diǎn)要通過(guò)農(nóng)田秸稈資源綜合利用實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈資源的再利用，同時(shí)起到購(gòu)買(mǎi)性資源的投入減量化；通過(guò)大田農(nóng)作物的優(yōu)化復(fù)合高效配置，實(shí)現(xiàn)大田生產(chǎn)對(duì)光熱等自然資源的利用效率最大化。針對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)，重點(diǎn)要研究設(shè)施蔬菜的循環(huán)生產(chǎn)模式。針對(duì)集約化養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)要通過(guò)畜禽糞便的無(wú)害化處理和循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)廢棄物的高值利用和污染物控制。

在技術(shù)研究與推廣上，要突出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、成果產(chǎn)業(yè)化、示范集中化；典型循環(huán)農(nóng)業(yè)模式示范強(qiáng)調(diào)集中整體設(shè)計(jì)，突出不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的接口技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)集成，突出顯示度，擴(kuò)大示范效果；注重與企業(yè)、區(qū)域示范的結(jié)合，建立循環(huán)農(nóng)業(yè)示范模式，帶動(dòng)農(nóng)業(yè)企業(yè)發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)民增收，注重經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益協(xié)調(diào)。

3 河北平原循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展技術(shù)重點(diǎn)

3.1 高強(qiáng)度秸稈還田條件下的物質(zhì)循環(huán)調(diào)控技術(shù)

多年實(shí)踐證明，河北平原麥玉兩熟高產(chǎn)農(nóng)田的秸稈全量直接還田是節(jié)能、節(jié)水、增效、防燒和減污的有效循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)途徑。但是全量秸稈直接還田技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中還存在許多問(wèn)題亟待解決。比如適合大量秸稈還田條件的控釋肥開(kāi)發(fā)與定量施肥技術(shù)、節(jié)水灌溉與減蒸技術(shù)、快速腐熟菌劑開(kāi)發(fā)與施用技術(shù)以及研發(fā)簡(jiǎn)便聯(lián)合作業(yè)農(nóng)機(jī)具等[11-13]。因此，需要進(jìn)一步研究秸稈全量還田模式配套機(jī)具與應(yīng)用，重點(diǎn)研制玉米秸稈粉碎-氮素噴施一體機(jī)、穗莖兼收玉米聯(lián)合作業(yè)機(jī)，解決河北農(nóng)田玉米生產(chǎn)機(jī)械化程度低、機(jī)具性能單一、作業(yè)環(huán)節(jié)多、效率低等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)玉米收獲機(jī)械化、秸稈機(jī)械粉碎、滅茬等配套機(jī)具技術(shù)集成與提升。秸稈全量還田條件下的減量高效農(nóng)機(jī)農(nóng)藝配套技術(shù)的集成，重點(diǎn)開(kāi)展小麥-玉米作物周年氮肥需求靶向釋放、減蒸限量循環(huán)灌溉以及土壤固碳技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)作物周年養(yǎng)分與水分高效調(diào)控與固碳減排。

3.2 農(nóng)田復(fù)合生物循環(huán)生產(chǎn)模式與關(guān)鍵技術(shù)

以提高農(nóng)田光、熱、水、養(yǎng)分資源周年循環(huán)利用效率為目標(biāo)，創(chuàng)新農(nóng)田生物空間復(fù)合配置，并研究改進(jìn)配套耕作、收獲機(jī)具（機(jī)型），集成技術(shù)形成簡(jiǎn)便化、物能高效循環(huán)利用、肥藥減投的糧豆間作、棉菜（瓜）、棉牧草、棉薯（菜）復(fù)合、林-糧（草、菌）循環(huán)模式；針對(duì)各種新型模式，以提高河北高產(chǎn)農(nóng)田氮、磷養(yǎng)分利用效率，減少化肥投入為目標(biāo)，開(kāi)展農(nóng)田復(fù)合共生循環(huán)模式微生物調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)，促進(jìn)農(nóng)田養(yǎng)分的內(nèi)生循環(huán)。

3.3 設(shè)施蔬菜循環(huán)生產(chǎn)體系關(guān)鍵技術(shù)集成

針對(duì)設(shè)施蔬菜的肥藥高投入、高污染風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題[14-15]，重點(diǎn)開(kāi)展：（1）牛糞、雞糞、豬糞等有機(jī)物料循環(huán)利用技術(shù)。針對(duì)不同來(lái)源的有機(jī)肥及其加工產(chǎn)品的特點(diǎn)，研究形成有機(jī)肥菜田高效施用技術(shù)與規(guī)范，降低有機(jī)肥菜田施用風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)結(jié)合配套施肥技術(shù)，形成適合于河北地區(qū)的有機(jī)肥和相關(guān)產(chǎn)品的農(nóng)田安全施用技術(shù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的肥藥減量化控制；（2）蔬菜秸稈資源化處理及循環(huán)利用技術(shù)。根據(jù)蔬菜秸稈的物質(zhì)特性，開(kāi)展不同蔬菜秸稈、不同利用方式發(fā)酵適用菌劑的篩選及資源化處理模式研究，優(yōu)化其資源化處理的技術(shù)參數(shù)，構(gòu)建蔬菜秸稈資源化利用處理技術(shù)，在農(nóng)田或菜田進(jìn)行技術(shù)集成與示范。

3.4 規(guī)?；B(yǎng)殖廢棄物循環(huán)利用技術(shù)

針對(duì)規(guī)模化養(yǎng)殖帶來(lái)的大量廢棄物問(wèn)題，重點(diǎn)開(kāi)展[16-21]：（1）廢棄物無(wú)害化發(fā)酵工藝和處理技術(shù)優(yōu)化。以發(fā)酵工程、酶工程等現(xiàn)有的高新生物技術(shù)為依托，結(jié)合快速堆肥腐熟關(guān)鍵技術(shù)與新設(shè)備，形成廢棄物無(wú)害化處理與綜合利用技術(shù)體系；（2）有機(jī)肥及其相關(guān)產(chǎn)品加工技術(shù)提升。研究集約化種養(yǎng)廢棄物商品有機(jī)肥及其產(chǎn)品、制品的生產(chǎn)及加工工藝優(yōu)化，形成有機(jī)肥和有機(jī)肥系列產(chǎn)品；（3）有機(jī)廢棄物高效產(chǎn)沼氣技術(shù)；（4）有機(jī)肥農(nóng)田施用技術(shù)。研究有機(jī)肥及其加工產(chǎn)品農(nóng)田高效施用技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)控制，形成適合于河北地區(qū)的有機(jī)肥和相關(guān)產(chǎn)品的農(nóng)田安全施用技術(shù)規(guī)范。

3.5 循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與體系優(yōu)化

針對(duì)河北平原區(qū)循環(huán)模式粗放、無(wú)標(biāo)生產(chǎn)、質(zhì)量不定、效益不穩(wěn)、技術(shù)參數(shù)不清以及農(nóng)業(yè)循環(huán)產(chǎn)業(yè)之間缺乏有效鏈接和產(chǎn)業(yè)化服務(wù)體系等問(wèn)題，急需研究構(gòu)建不同循環(huán)產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)耦合和社會(huì)化服務(wù)支撐體系。重點(diǎn)開(kāi)展不同地區(qū)的農(nóng)牧業(yè)廢棄物資源調(diào)查分析研究，統(tǒng)籌地區(qū)資源，優(yōu)化配置；研究循環(huán)農(nóng)業(yè)模式產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的規(guī)范化途徑，制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；研究闡明不同循環(huán)農(nóng)業(yè)模式中各環(huán)節(jié)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的關(guān)鍵科學(xué)參數(shù)和利用轉(zhuǎn)換效率；研究循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)生命周期管理模式與控制途徑，推行循環(huán)農(nóng)業(yè)企業(yè)生命周期控制，保證循環(huán)農(nóng)業(yè)模式技術(shù)能夠得到有效的推廣和應(yīng)用；研究區(qū)域循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的社會(huì)服務(wù)體系并提出技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策方案，為區(qū)域循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展構(gòu)建“軟環(huán)境”支撐系統(tǒng)。

［1］高旺盛，陳源泉，梁龍.論發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的基本原理與技術(shù)體系[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2007，28（6）：731-734.

［2］高旺盛.堅(jiān)持走中國(guó)特色的循環(huán)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新之路[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2010，31（2）：129-133.

［3］高旺盛，陳源泉，董文.發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)是低碳經(jīng)濟(jì)的重要途徑[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，18（5）：1106-1109.

［4］高旺盛，賈敬敦.中國(guó)循環(huán)農(nóng)業(yè)科技研究進(jìn)展：第1輯[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2010.

［5］尹昌斌，周穎，劉利花.我國(guó)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展理論與實(shí)踐[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，21（1）：47-53.

［6］周文夫.關(guān)于河北在環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈中發(fā)展定位的思考[J].河北學(xué)刊，2007，27（2）：219-221.

［7］李保平.河北農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變基礎(chǔ)再造的思考[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2010，27（4）：55-57.

［8］韓玉，顧時(shí)貴.河北太行山區(qū)水資源結(jié)構(gòu)與時(shí)空變化分析[M]//中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)耕作制度分會(huì).中國(guó)農(nóng)作制度研究進(jìn)展.沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版，2008：120-124.

［9］隋鵬，陳素英，陳源泉，等.黃淮海地下水虧水區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水生態(tài)代價(jià)評(píng)估：以河北省欒城縣為例[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，15（5）：178-181.

［10］陳冬冬.基于生態(tài)足跡的農(nóng)業(yè)生態(tài)代價(jià)評(píng)估方法構(gòu)建與實(shí)證研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

［11］張玉銘，胡春勝，毛任釗，等.華北太行山前平原農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中氮、磷、鉀循環(huán)與平衡研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，14（11）：1863-1867.

［12］張玉銘，胡春勝，張佳寶，等.農(nóng)田土壤主要溫室氣體（CO2，CH4，N2O）的源/匯強(qiáng)度及其溫室效應(yīng)研究進(jìn)展[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，19（4）：966-975.

［13］董文旭，陳素英，胡春勝，等.少免耕模式對(duì)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量性狀的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2007，22（2）：141-144.

［14］龔建英，田鎖霞，王智中，等.微生物菌劑和雞糞對(duì)蔬菜廢棄物堆肥化處理的影響[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2012，6（8）：2813-2817.

［15］郝永娟，王萬(wàn)立，劉春艷，等.設(shè)施蔬菜土傳病害的綜合調(diào)控及防治進(jìn)展[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，12（1）：31-34.

［16］孫永明，李國(guó)學(xué)，張夫道，等.中國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，21（8）：169-173.

［17］李鵬，王文杰.我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源的利用現(xiàn)狀及開(kāi)發(fā)前景[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，15（3）：46-49.

［18］張翠綿，王占武，李洪濤.固態(tài)畜禽廢棄物利用現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，8（2）：100-103.

［19］羅一鳴，李國(guó)學(xué)，F(xiàn)rank Schuchardt，等.過(guò)磷酸鈣添加劑對(duì)豬糞堆肥溫室氣體和氨氣減排的作用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（22）：235-242.

［20］周可，謝鳳性，李亞玲，等.不同微生物菌劑處理對(duì)雞糞堆肥發(fā)酵的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，15（3）：10-13.

［21］胡彩琴，李淑英.論沼氣在新農(nóng)村建設(shè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2007（6）：27-28.