鄭青煥,李拴柱,*,宋江春,王建玉,張秀閣,楊玉華,馬 瑜,趙 昭,朱 旭,賈毛毛,時曼麗

(1.河南省花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系南陽試驗站/南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南 南陽 473008;2.南陽市雅民農(nóng)牧有限公司 )

近年來,我國養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展,禽畜糞便排放的增加也成為了養(yǎng)殖業(yè)的痛點,給生態(tài)環(huán)境帶來了沉重的負擔(dān),嚴重阻礙了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的腳步。我國對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展高度重視,農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2015—2030年)》中指出“優(yōu)化調(diào)整種養(yǎng)業(yè)結(jié)構(gòu),促進種養(yǎng)循環(huán),推進生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展”。2018年中央一號文件指出“以綠色發(fā)展引領(lǐng)鄉(xiāng)村振興,推進有機肥代替化肥、禽畜糞污處理”。2019年中央一號文件進一步提出“加大農(nóng)業(yè)面源污染治理力度,發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè),推進畜禽廢棄物等農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用,實現(xiàn)畜牧業(yè)養(yǎng)殖大縣糞污資源化利用整縣治理全覆蓋”。因此種養(yǎng)結(jié)合的農(nóng)業(yè)模式迅速成為畜牧養(yǎng)殖業(yè)新的突破點,但是也存在一些養(yǎng)殖大戶受經(jīng)濟效益和專業(yè)技術(shù)的限制,對農(nóng)業(yè)廢棄物的利用還不夠充分,種養(yǎng)不平衡,做不到綠色生產(chǎn),從而導(dǎo)致一系列的環(huán)境問題,成為畜牧業(yè)新的發(fā)展瓶頸。只有探索出種養(yǎng)結(jié)合的科學(xué)模式,才能走可持續(xù)發(fā)展的道路,才能滿足人類日益變化的生活需求,同時保護我們的金山銀山。

目前國內(nèi)很多學(xué)者因地制宜設(shè)計了多樣化的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式,獲得了極好的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)建立起一種集種、養(yǎng)、加、產(chǎn)、銷為一體的產(chǎn)業(yè)化鏈條,實現(xiàn)立體“種、養(yǎng)、加”相結(jié)合提高了資源利用率。南陽市雅民農(nóng)牧有限公司在遵循這一原則的基礎(chǔ)上,結(jié)合南召縣太山廟鄉(xiāng)的氣候特征,摸索出了一條新的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)之路,即“黃牛-農(nóng)作物-食用菌”。該模式構(gòu)建了以黃牛養(yǎng)殖、玉米種植、雙孢菇栽培、蚯蚓養(yǎng)殖、廢棄物無害化處理再利用為主的微型循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。本研究以南陽雅民農(nóng)牧作為典型案例進行分析,梳理這一循環(huán)模式的基本原理,并探討其現(xiàn)實實踐路徑,以期進一步完善種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)模式理論,為具有相似生態(tài)環(huán)境特點地區(qū)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 “黃牛-農(nóng)作物-食用菌”立體循環(huán)模式的生產(chǎn)流程與循環(huán)路徑

該模式根據(jù)生態(tài)平衡理論以及多學(xué)科交叉理論,以家畜養(yǎng)殖為基礎(chǔ),設(shè)計了由黃牛、青貯玉米、食用菌、蚯蚓等多生物組成的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式,通過廢物的交互利用、要素耦合、資源循環(huán)再利用實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。

1.1 生產(chǎn)環(huán)節(jié)和流程

1.1.1 黃牛養(yǎng)殖 黃牛養(yǎng)殖是整個循環(huán)的核心。南陽黃牛是全國五大良種黃牛之一,其特征主要體現(xiàn)在:體干高大,力量大,耐力強,肉質(zhì)細嫩,口感一流,具有明顯大理石花紋。南召縣太山廟鄉(xiāng)馮莊村屬于淺山丘陵地區(qū),伏牛山的南麓,地處亞熱帶到暖溫帶過渡區(qū),南陽盆地優(yōu)越的生態(tài)區(qū)位和自然資源,相對獨立的地理單元,為飼養(yǎng)黃牛提供了先天優(yōu)勢。育肥牛的生長過程中,需要合理的精粗料配比,通常是2∶1～4∶1。根據(jù)吳海船和孫雪麗的試驗結(jié)果以及對養(yǎng)牛大戶的調(diào)研發(fā)現(xiàn),青貯玉米飼養(yǎng)肉牛的育肥效果和經(jīng)濟效益最好。一頭肉牛一天的糞尿排泄量約19 kg,以1 000頭規(guī)模的肉牛養(yǎng)殖場計算,每年肉牛的糞尿排泄量大約有7 000 t,數(shù)量巨大,如果能夠“變廢為寶”,將獲得可觀的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

1.1.2 青貯玉米種植 玉米青貯料營養(yǎng)含量豐富、柔軟適口、氣味清新,鮮樣中粗蛋白含量可達3%以上,同時糖類的含量也很多樣化,是一種高產(chǎn)量、高營養(yǎng)的飼料。每667 m2青貯玉米的產(chǎn)量飼喂牛羊相當(dāng)于1 500 m2左右糧食玉米的產(chǎn)量。通過喂養(yǎng)青貯玉米,可以減少一大部分精飼料的投入,解決了人畜爭糧問題。青貯玉米綠色秸稈含有的酸性洗滌纖維(ADF)低于干秸稈,ADF影響動物的消化率,所以ADF越低越好,玉米青貯料可提高動物的消化率35%以上。青貯玉米一般四月底種植,六月下旬抽穗,玉米籽粒長至乳熟末期至蠟熟前期是最佳收割時期,機械整株收獲切段后運回青貯窖,一般每667 m2產(chǎn)3 t左右。每生產(chǎn)100 kg青貯玉米干物質(zhì)所需要的氮、磷、鉀量分別為0.57 kg、0.26 kg、1.58 kg,投入肥料成本約150元。

1.1.3 食用菌栽培 菌類是有機物的主要分解者,有研究表明利用牛糞栽培食用菌不僅可以廢物利用,降低對環(huán)境的污染,同時可以拓寬農(nóng)民增收途徑。雙孢菇屬中低溫型草腐菌,是栽培最悠久,栽培面積最大,消費人群最廣的食用菌,也被成為“世界菇”。宋俊芬等利用牛糞和秸稈混合發(fā)酵后栽培雙孢菇,每平米可消納牛糞 18 kg,生產(chǎn)雙孢菇 19 kg,;孫海清等將牛糞和秸稈按照1∶1 的比例混合之后進行堆肥發(fā)酵種植雙孢菇,每平方米可消納牛糞12.5 kg,生產(chǎn)雙孢菇菇 12.5～15.0 kg,凈利潤在 100元/m2以上;王胤晨等的研究表明每平方米栽培雙孢菇可消納干牛糞 14.75 kg,鮮牛糞約為 36.86 kg?？梢娕＜S栽培雙孢菇已經(jīng)很成熟了。

1.1.4 蚯蚓的養(yǎng)殖 將黃牛的糞尿直接用來養(yǎng)殖蚯蚓。蚯蚓又可作為餌料,蛋白含量高,營養(yǎng)成分豐富,可作為禽畜和高檔水產(chǎn)養(yǎng)殖的優(yōu)質(zhì)飼料,用蚯蚓作魚類和牛蛙等的飼料,能縮短這些水產(chǎn)品的攝食時間,減少飼料的浪費,對水質(zhì)污染小,水產(chǎn)品生長快,品質(zhì)佳,并且產(chǎn)生的蚯蚓糞還可以做配合飼料的組成原料。每667 m2土地在管理條件好的情況下,能產(chǎn)鮮蚯蚓 5 t,利用牛糞 62.5 t。

1.2 循環(huán)模式

該模式以牛糞資源化利用為紐帶,將青貯玉米種植、黃牛的養(yǎng)殖、雙孢菇栽培、蚯蚓飼養(yǎng)等相互連接,形成立體循環(huán)農(nóng)業(yè)鏈。一部分牛糞直接進入沼氣池消化分解,產(chǎn)生的沼氣可以用于生產(chǎn)的日常炊事和照明;一部分黃牛糞經(jīng)過發(fā)酵,與秸稈等混合之后作為基質(zhì)栽培雙孢菇,出菇品質(zhì)好,產(chǎn)量高;一部分牛糞經(jīng)處理后用來養(yǎng)殖蚯蚓,技術(shù)難度低,經(jīng)濟效益好。牛糞沼氣化產(chǎn)生的沼渣和沼液、雙孢菇收獲之后的菌渣和蚯蚓養(yǎng)殖產(chǎn)生的蚯蚓糞中都含有大量的有機質(zhì)和氮、磷、鉀、微量元素等,可以作為有機肥施入大田,既能增加土壤的有機質(zhì)含量,又能改善土壤的理化性質(zhì),還能提高青貯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì),降低肥料投入(如圖1)。這一生態(tài)鏈以共生共存的方式,在粗放型傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的條件下,對黃牛的糞便進行無害化處理,使家畜糞便轉(zhuǎn)化為種植業(yè)、菌菇栽培、蚯蚓養(yǎng)殖的原料,實現(xiàn)養(yǎng)殖糞便的隱形經(jīng)濟價值,同時達到養(yǎng)殖廢棄物的零排放和環(huán)境友好的目的,減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的投入、提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì),并且也提高了資源的綜合利用率,形成了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色可持續(xù),不僅提高了農(nóng)民的經(jīng)濟收入,而且還實現(xiàn)了多種生物的良性互動,極大提高了農(nóng)民種植和養(yǎng)殖的積極性

圖1 “黃牛-農(nóng)作物-食用菌”循環(huán)路徑

2 南陽市雅民農(nóng)牧有限公司具體實踐

2.1 實施現(xiàn)狀

南陽市雅民農(nóng)牧有限公司位于河南省南陽市南召縣太山廟鄉(xiāng)馮莊村,占地160 hm2。其中牛棚9個,占地約2 200 m2,菇棚13個占地約3 000 m2,配料間1個,發(fā)酵棚1個,蚯蚓養(yǎng)殖池50 000 m2,玉米種植80 hm2。通過“黃牛-農(nóng)作物-食用菌”立體循環(huán)農(nóng)業(yè)模式,年出欄肉牛2 000頭,年生產(chǎn)食用菌30萬kg,年產(chǎn)鮮蚯蚓12.6萬kg。

2.2 效益分析

2.2.1 經(jīng)濟效益 通過“禽畜-農(nóng)作物-食用菌”立體循環(huán)農(nóng)業(yè)栽培模式,年出欄肉牛2 000頭,實現(xiàn)銷售收入4 200萬元;年產(chǎn)雙孢菇4茬,實現(xiàn)銷售收入75萬元;年生產(chǎn)蚯蚓126 t,年銷售收入75.6萬元。通過這種循環(huán)農(nóng)業(yè)栽培模式,三項合計年收入4 350.6萬元。

該模式利用種植青貯玉米直接作為飼草,按照青貯玉米3 t/667 m2的產(chǎn)量,市價420元/t,年可節(jié)約精飼料費用151萬元;發(fā)酵后的牛糞作為養(yǎng)殖雙孢菇的原料,年消耗牛糞132 t,年節(jié)省原料投入約9萬元,發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣可以用作做飯、照明、取暖等日?；顒?菌渣和蚯蚓糞可以直接用來還田,年可以節(jié)約肥料成本18萬元;蚯蚓養(yǎng)殖年消耗牛糞與沼渣3840t,年節(jié)省原料費約30萬元。年總節(jié)省開支225萬元。

2.2.2 社會效益 這種循環(huán)模式對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化調(diào)整,極大提高了農(nóng)業(yè)資源的利用率和生產(chǎn)效率,推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的變革。通過示范帶動和聘請南陽市農(nóng)科院專家,為農(nóng)戶進行現(xiàn)場指導(dǎo)和技術(shù)答疑,解決農(nóng)民種地難題。農(nóng)民群眾通過接受技術(shù)培訓(xùn),能較快地提高自身的專業(yè)知識和種地水平。同時該模式的實施能大力示范帶動周邊農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,南陽雅民農(nóng)牧的這種循環(huán)模式輻射帶動了周邊3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)200多戶養(yǎng)牛、安排農(nóng)村勞動力300余人就業(yè),在農(nóng)忙季節(jié)可安排用工2 000人次,極大解決了農(nóng)村勞動力剩余的問題,農(nóng)戶無需外出務(wù)工,可以一定程度上解決農(nóng)村留守兒童問題;另外公司投資200萬元購買農(nóng)業(yè)機械成立農(nóng)機分部,農(nóng)忙時節(jié)為周邊農(nóng)戶提供全程機械化服務(wù),年深松土地1 333 hm2左右、收獲秸稈3 000 hm2左右,實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

2.2.3 生態(tài)效益 這種模式的特色在于資源的循環(huán)利用,該區(qū)域位于國家大Ⅰ型水庫鴨河口水庫的上游,水質(zhì)優(yōu)良,是南陽市區(qū)的主要飲用水源。黃牛排出的糞便全部資源化利用,青貯玉米作為飼草完全滿足家畜養(yǎng)殖的營養(yǎng)需求,食用菌下腳料和蚯蚓糞完全滿足青貯玉米所需的養(yǎng)分,實現(xiàn)了在同一塊土地空間的種養(yǎng)并舉,農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用,開源節(jié)流,增效創(chuàng)收,形成“農(nóng)作物種植-黃牛養(yǎng)殖-雙胞菇栽培-蚯蚓養(yǎng)殖-廢棄物再利用”的立體生態(tài)循環(huán)模式。該循環(huán)模式的實施不僅很大程度提高了資源利用率,而且改善了土壤的理化性質(zhì),更重要的是保護了生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)綠色循環(huán)發(fā)展。

3 種養(yǎng)結(jié)合生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)新模式前景廣闊

這種種養(yǎng)模式以黃牛養(yǎng)殖為核心,糧食作物種植、食用菌栽培、蚯蚓養(yǎng)殖為路徑,形成了循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,全稱“廢棄物”再利用,優(yōu)化了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了種養(yǎng)結(jié)合,解決了畜牧養(yǎng)殖高消耗、高排放的問題,將自然生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)流和能量流按照自然規(guī)律重新構(gòu)建經(jīng)濟系統(tǒng),使物質(zhì)和能量得到最大化的利用,從而降低對環(huán)境的負面影響。具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。

同時,再好的農(nóng)業(yè)循環(huán)模式也需要相應(yīng)的配套措施。要形成暢通的產(chǎn)業(yè)鏈,發(fā)揮食用菌、作物栽培在其中的關(guān)鍵作用,離不開專業(yè)的技術(shù)支持和成熟健全經(jīng)濟政策支持力度,這是發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵所在。因此要加大對循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)的研發(fā)投入,鼓勵專業(yè)技術(shù)人員對農(nóng)業(yè)循環(huán)路徑技術(shù)的深入研究,完善制度供給,從整個農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的角度出發(fā),先進的技術(shù)措施和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相對接,從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。