農業能源循環模式建立分析范文

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作者：廖承飛紀中華楊艷鮮拜得珍方海東單位：云南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所云南元謀

生態農業是一個可持續發展的生態產業鏈,它不局限于傳統農業體系的食物鏈和能量塔,也不受工業體系的影響。按照“整體、協調、循環和再生”的生態學原理,運用系統工程的方法。通過科學合理的構建生態農業產業鏈模式,可以有效推動農村農業資源的合理利用,提高農民的經濟收人水平,達到“科技興農、科技富民”的戰略目標。

農業產業化經營是農業國際化的基礎,現代化農業不單是生產,而且包括農產品加工、銷售、研發等各個環節組成的產業體系,中國農業要發展就得走中國生態農業可持續發展的道路,讓農民生產經營標準化、企業產品品牌化、市場格局國際化和利益聯結緊密化。

1背景

1.1地理位置元謀干熱河谷(此處指元謀全境,以下簡稱干熱區)地處滇中高原北部的金沙江一級支流一龍川江下游,它東鄰武定縣、南接祿豐縣、西南與大姚及牟定縣毗連、西北與永仁縣接壤、北與會理縣交界,介于東經101“35、102005‘、北緯25025‘一26007‘之間。土地總面積2021.47k。元謀屬大雪山山脈,其分支有三臺山脈、白草嶺山脈及魯南山脈。

1.2地理氣候

元謀干熱區多年平均氣溫21.7℃(元謀縣氣象站資料),最熱月(5月)均溫27.1℃。極端最高氣溫43℃,最冷月(12月)均溫14.9℃,極端最低氣溫一2.1一0.1℃;)ro℃的積溫7996℃,無霜期350~365d;年日照時數2550一2744h,日照百分率為60%;年降雨量623.95mm,主要集中在6一10月(雨季),占年降雨量的90%;年蒸發量3507.2mm,為降雨量的5.6倍。

1.3歷史機遇

云南人口眾多,農業資源豐富,但不適于機械化耕作。從根本上決定了云南農業要發展就必須提高科技含量,發展勞動密集型產業,充分發揮人力資源的優勢。伴隨著西部大開發的歷史機遇,生態農業的可持續發展是21世紀的唯一選擇,是農業可持續發展的基礎,是一個綜合性的農業產業結構體系。

2生態工程建設

生態農業自20世紀70年代末期提出來以后,已經得到了國家的極大重視。生態農業試點遍布縣、鄉、村及農場。農田覆蓋面積已超過了25k時以上,內陸水體76k澎,草地912k時。目前,已經取得了明顯的環境效益和經濟效益。它包括種植業、林業、畜牧業、水產養殖業等各個系統的相互交叉,涉及整個農業領域,也就是我們常說的大農業產業。

2.1立體種植業工程建設立體種植模式是系統對光能的多層利用;實行喬木、灌木和草本植物相結合,以充分利用太陽能、水分和礦物質營養元素,并建立了一個空間上多層次,時間上多序列的產業結構,從而獲得較高的經濟效益和生態效益。具體的種植模式及立體種植流程圖(見圖l)如下:

2.1.1農一林高效復合模式為了體現干熱區特殊物種資源優勢,獲得最大的經濟效益,模式中的“林”以熱帶亞熱帶經濟林為主,并結合當地果業結構調整,同時注重作物的歷史適應性,選擇出龍眼一臺灣青棗、甜羅望子一臺灣青棗、羅望子一龍眼、大棗一臺灣青棗、羅望子-余甘子、荔枝一臺灣青棗、龍眼一葡萄、羅望子一印株、龍眼一芒果8種模式。其中甜羅望子一臺灣青棗模式正在建設中,其它模式已建成。模式中心“農”以間作經濟效益較高的低稈作物,但由于退化生態系統土壤生產能力較弱,并且上半年氣候干熱,種植植物費工費水經濟效益不明顯,因此早季實行免耕免種。

2.1.2果一免耕一反季種植在干熱河谷水熱矛盾突出,特別在旱季,水不僅缺少而且水價昂貴,因此早季實行土地免耕。從9月份開始種植反季蔬菜或種植農作物,成本低而且經濟效益高。具體模式為:羅望子(龍眼、芒果)一免耕一玉米(馬鈴薯、瓜類)。

2.2立體養殖業工程建設

一個典型的農牧漁綜合養殖生態工程結構,也稱立體養殖工程。它包括自然條件、農業投人、農業技術、飼料加工、動物養殖技術、畜產品加工、銷售等環節,缺一不可。無論其中的哪一個環節出現問題都不可能對整個產業體系結構的運作造成較大的影響,可以對其進行解鏈或加鏈。一環接一環,環環相連,組成一個鏈式產業結構。生態經濟系統各要素間的相互結合,不僅是點的結合和單鏈條上的結合,而且也是錯綜復雜的網絡結合。近年來,隨著農業生態工程的發展,各種各樣的養殖業的生態工程模式不斷涌現,既合理地利用了自然資源,又解決了農村剩余的勞動力。在養殖生態過程中,生物種群的選擇與匹配是關鍵的一環lno它的組成是否合理與優劣直接影響整個工程的結構、生產和效益。系統地分為陸地養殖工程、水體養殖工程和水陸復合養殖工程三大類;每一類又可包括若干種模式。當前,中國的立體養殖工程模式主要以飼料能源的多層次利用為紐帶,以畜禽養殖為中心的種植、養殖、沼氣、水產等多產業相結合的不同循環類型的生態系統。立體養殖模式(見表2)如下:

2.2.1果一農一豬(羊)一沼氣一蛆洲沼氣在能源生態、物質循環利用上有極大作用:豬糞產生沼氣,用來節約能源,而沼液、沼渣的合理利用促進果園可持繼發展,果實產量品質極大提高。具體模式為:龍眼一白薯(玉米)、木薯-豬一沼氣、銀合歡一象草一羊一沼氣、羅望子一木豆一草一羊一沼氣一紙繃。

2.2.2果一農(草)一雞(鵝)一魚果園內放養雞、鵝,減少害蟲,雞、鵝糞便培肥土壤。果園內蓄水池用來養魚,養魚后的水用來澆灌果樹,形成良性的物質循環體系。具體模式為龍眼(芒果、荔枝)一木薯(玉米、牧草)一雞(鵝)一魚、羅望子一木豆(玉米)一雞一魚。

3農產品廢棄物利用工程

3.1秸稈的利用

元謀干熱河谷地區一年可種2一3季農作物,作物秸稈產量多,來源廣。可是對秸稈的利用率低,多采取丟棄或燒毀。既給空氣及環境造成嚴重的污染,也不利于土地合理高效的吸收利用。秸稈生態工業群具體包括生物能源工業、生物有機肥工業、生物農藥工業、生物蛋白飼料工業、微生物飼料添加劑工業等。用秸稈發酵飼料代替糧食是現代生物技術產業的重要任務,中國政府提出秸稈“過腹還田”的號召,就是基于草食動物體內微生物轉化,符合多層多級利用的生態工程原理。化肥是化學工業中較好的化學固氮方法,也是現代農業的主要支柱之一。但是秸稈中的木質素是生物與化學聯合固氮的最好載體,也是木質素最科學的利用途徑,特別是木質素在緩慢的微生物降解中,可產生植物生長激素,對苗木具有奇特的功效麥秸、玉米秸和稻草等很難消化,其營養價值很低,直接使用這類秸稈喂牲畜效果很差,產生的經濟效益也很低。經過氨化處理加工后的這類飼料,就能破壞其本身結構,提高消化率,改善適口性,增加牲畜的采食量,提高飼喂效果。具體的秸稈利用流程圖(見圖3)如下

3.2能源工程

元謀干熱區地理位置與氣候條件獨特,處于金沙江干熱河谷地區。日照時間長,光照強度充足,極適宜發展沼氣工程(見圖4)。沼氣池從儲氣方式上可劃分為水壓式和浮罩式、氣袋儲氣兩大類,以農戶生活和生產活動中的廢棄物為發酵原料,制取沼氣并取得多種厭氧消化產物,以此來改善生態環境,解決農戶生活用能及滿足生產活動中的某些需要。通過沼氣工程技術的推廣及運用,建立了不同的農村生態農業產業鏈模式。不同的區域環境及氣候條件,決定了使用相應的組合與配套養殖技術。

4結論

目前世界越來越多的國家在經濟發展中認識到:能源將成為未來社會經濟發展全局的主要制約因素。以不可再生的石化燃料為能源,一方面會導致能源耗竭;另一方面會導致嚴重的環境污染和生態破壞,特別是農業生態環境惡化問題的產生,其中一個重要因素是由于結構不合理。

近年來,隨著農村經濟的發展,農村能源的開發與利用已不能滿足廣大農村日益增長的能源消耗與需求。特別是能源消費結構和質量隨著人民生活水平的不斷提高,矛盾愈加尖銳;加快對新能源的開發與利用,將對促進中國農業和農村的全面發展具有十分重要的意義。

發展優質能源轉換技術和資源高效利用技術是今后農村能源發展可持續生態農業的唯一通道,如清潔方便的氣體燃料、電力技術閻和太陽能的長時間儲存技術等。同時農業生產廢棄物的能源轉化和多層次綜合利用將作為發展重點,以適應農村可持續發展的要求。