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《中國農業科技導報》2014年第四期

1農業循環產業及產業鏈技術的內涵

農業生產活動由植物栽培(種植業、林業等)和動物飼養(畜牧業、漁業等)兩大產業部門構成。農業循環產業就是將循環經濟的理念引入農業生產領域中，使農業產品生產的每一環節所產生的副產物成為下一環節可利用“原料”，形成不同層次的循環利用途徑，最大限度地降低污染。農業循環產業鏈是將種植業、林業、漁業、畜牧業及其延伸的各個產業，通過副產物循環利用與物質交換的方式建立起來的能量流動、要素耦合和產業聯接的農業產業化網絡體系。這種網絡體系使農業生產方式由“資源－產品－廢棄物”的傳統經濟方式向“資源－產品－再生資源－產品”的循環經濟方式轉變，實現資源利用節約化、生產過程潔凈化、產業鏈接生態化、廢物循環再生化和大眾消費綠色化的技術體系。

2農業循環產業鏈技術體系

2．1畜禽養殖業污染控制產業鏈技術體系

隨著畜禽養殖業的快速發展，其帶來的面源污染問題日漸突出。養殖業面源污染貢獻的COD、TN和TP分別占到面源總污染排放量的96%、38%和56%，成為面源污染源之首。目前主要的畜禽養殖業污染控制產業鏈技術有以下幾種:

2．1．1無公害的生態飼料生產與飼喂技術為了實現高效養殖與防病的目的，養殖戶亂用和濫用抗生素、違禁藥物、重金屬和促生長劑等的現象普遍存在。這些物質隨糞便一起排入土壤、河水中，從而造成周圍環境的污染。要解決這些污染問題就要通過使用生態飼料替代傳統養殖飼料，從飼喂源頭上避免有毒有害物質進入生態循環鏈條。生態飼料是指從飼料原料的選購、配方設計到加工飼喂等過程，進行嚴格質量控制和實施動物營養系統調控，以改變、控制可能發生的畜產品公害和環境污染，使飼料達到低成本、高效益和低污染的效果的飼料。生態飼料可獲得最大營養物利用率和最佳動物生產性能。多項研究結果表明，生態飼料具有維持體內微生物菌群平衡、增強機體免疫能力、促進營養消化吸收和防病治病的能力。另外，生態飼料能提供飼養動物、生產者、消費者和環境(主要是土壤、水資源)的安全性，促進生態和諧。

2．1．2低污染零排放的微生物發酵床生態養殖技術生態養殖是指以低消耗、低排放、高效率為基本特征的可持續畜牧業發展模式。微生物發酵床養殖技術是結合現代微生物發酵技術提出的一種環保、安全、有效的生態養殖技術，具有省水、省工、省料、省藥和省電的特點。其基本模式就是將鋸末、谷殼、玉米秸稈以及少量米糠或麥麩等農業副產品作為墊料，利用固體發酵劑對墊料建堆發酵，然后鋪進養殖舍形成墊床。畜禽糞尿直接排放在墊料上，能夠迅速地被墊料中的有益微生物分解轉化，整個飼養過程對外達到零排放、無臭味、無污染。因此，發酵床養殖模式是經濟效益與環保效益俱佳的新型養殖模式。此外，近年來利用飼養動物與發酵床分離的異位發酵床養殖模式解決養殖污染問題也受到了一定的關注。

2．1．3以發酵墊料為主要原料的生物腐殖酸肥料加工技術廢棄墊料資源化利用的原則是“因地制宜、因量選型”，可以作為食用菌基質的主料或經簡單粉碎加工作為有機肥。廢棄墊料富含腐植酸、有益微生物和作物所需的營養成分(N+P2O5+K2O≥7%)，是一種具有潛在價值的資源。將發酵床墊料堆肥30d腐熟后，各項指標均可以滿足我國農業行業標準中關于有機肥料的相關規定，因此廢棄的發酵床墊料是一種可生產有機肥的安全肥源。經規范化工藝制作廢舊墊料可以轉化為生物腐植酸有機肥。如將墊料、蘑菇渣等廢棄物混合均勻，加入生物腐植酸發酵劑混入物料后建堆肥，堆料升溫快，最高溫度達65～75℃，中間不用翻堆，7～8d即完成發酵過程。

2．2種植業污染控制產業鏈技術體系

我國種植業生產中化肥使用強度大、當季農田利用率只有30%～35%，施肥技術落后和養分不平衡導致了肥料利用效率低下，造成肥料大量流失引起水體的富營養化。另外，農藥及地膜等農用投入品的不合理使用導致殘留的農業化學投入品通過農田地表徑流和農田排水進入地表水體。目前種植業污染控制產業鏈技術主要有以下幾種:

2．2．1控制坡耕地水土流失及其流失尾水的回用技術對于坡耕地，可以通過改變農藝措施，采取坡耕地有限順坡耕作技術、地埂植物籬坡式梯地構建技術、坡面徑流蓄排優化調控技術以及復合立體生態農業技術等，通過梯級網絡化調控體系，減少耕地水土流失量，通過保護、改良與合理利用農田水土資源，提高水資源利用效率。此技術對農田徑流中顆粒態磷、可溶態磷、TN和COD都有很好的去除效果。

2．2．2大田作物氮磷減量控制栽培技術在測土配方施肥的基礎上，通過減量施肥、緩控釋肥、優化栽培、生物農藥替代和農藥生物降解等技術，在保證作物不減產的同時，可實現減少肥料用量20%～25%，減少化學農藥施用量25%，農藥利用率提高5%～10%，肥料利用率提高6．5%～7．8%，削減因農田徑流對河道水體氮、磷等污染負荷排放17%～31．2%。

2．2．3適合坡臺地的“固土控蝕”農作系統集成技術通過保護性耕作技術、菜－糧輪作技術、減量施肥技術、植保綜合技術和集水補灌技術等技術集成，可以形成有效削減坡臺地雨水農田面源污染負荷輸出。通過穩產高產的“固土控蝕”農作系統集成技術，可以實現水土資源利用率的有效提高。

2．2．4秸稈綜合利用技術秸稈的綜合利用技術是削減種植業面源污染的重要手段。秸稈粉碎還田對優化土壤理化性狀，改善土壤蓄水保墑性能，增加土壤有機質有重要作用。通過秸稈氨化技術、青貯飼料技術、微生物發酵貯存技術、飼料壓塊技術和揉搓加工技術等可以實現秸稈的飼料化生產。秸稈經粉碎后作為培養基可以用于食用菌的生產，如玉米梗、花生殼是最理想的食用菌生產材料。秸稈氣化產生的一氧化碳、氫氣和甲烷等可燃氣體可以解決農戶的能源問題。秸稈的綜合利用可以促進農村經濟發展，并幫助農民致富，同時對實現種植業的良性發展具有重要意義。

2．2．5地膜污染綜合防治技術殘留在土壤中的地膜污染土壤環境，影響農業經濟的健康發展。要組織人力，加大殘留地膜的回收力度。積極推廣淺埋式滲灌技術，頭水前揭膜回收是防止地膜污染的一項有力措施。鼓勵開發無污染可降解的生物地膜，替代聚乙烯農膜。可降解膜通過在農膜中添加光敏劑或能被微生物分解的成分把地膜制做成易被微生物降解從而降低殘留量的新型薄膜，在自然條件下它能自動降解成小碎片、CO2和水進入土壤，從而避免了殘留危害。

2．3農村生活污水污染控制產業鏈技術體系我國農村人口居住特點多樣，農村生活污水收集處理設施缺乏，處理率低。同時農村生活污水處理上缺乏低成本、可持續的運行模式，導致處理技術難以大規模推廣，從而不能有效的削減農村生活污水對河流、湖泊形成的污染負荷。目前農村生活污水污染控制產業鏈技術主要有以下幾種:

2．3．1生活污水多介質土壤層耦合處理技術通過鋪設通水層、凈化層，在多介質土壤層系統內形成多個好氧、厭氧環境，利用物理化學吸附、微生物分解的作用，實現生活污水中的有機物、氨氮和磷酸鹽等污染物的去除。此技術突破了面積負荷低、脫氮效率不穩定、在實際運行水力負荷與最佳水力負荷難以匹配等瓶頸。此技術無需動力和藥劑消耗，適用處理規模為1～300戶農居產生的生活污水。

2．3．2農村生活污水三級塘生物生態處理強化技術將農村廢棄溝塘改造成厭氧塘－兼性塘－生物塘三級塘，利用生物生態原理處理生活污水。其中厭氧段應用人工生物基質原位固定化脫氮微生物技術和耐污水植物修復技術對生活污水強化處理;兼性塘應用塘內水體強化循環無動力復氧技術，增加水體中溶解氧的含量;生物塘采用人工浮床、水生植物島、水生植物沉床等技術，進一步強化去除水體氮磷，并在塘圍采用降雨徑流生態攔截技術，削減降雨徑流產生的沖擊負荷。2期耿兵等:加快發展農業循環產業，促進農業面源污染治理112．3．3高效水解－生物濾池(多級礫石床)－強化自然增氧滲濾式土壤凈化槽技術通過采用厭氧折流板反應器(ABR)型高效厭氧池，并在池內布裝厭氧生物膜載體，增強了厭氧處理效果;通過太陽能板直接與直流充氧泵連接，充氧泵能可同時用來曝氣和回流，提高了能量利用效率，減少了現有技術設備數量，降低了基建投資;通過對生物濾池進行分層，有效促進了生物膜與大氣的接觸，克服了傳統濾池易堵塞的缺點，有效保證了系統長時間的穩定運行;通過對自然增氧滲濾式土壤凈化槽布水、集水的主、支管道的優化，強化了自然復氧，并選用透水性能和氮磷吸附性能更好的土壤填料，提高了土壤凈化槽整體脫氮除磷效果。

2．4“種養加生”循環一體化農業產業園區規劃與建設思路

利用循環農業產業鏈技術構建生態環保產業園區，在“種養加生”循環一體化的產業鏈技術體系中實現養分流動與食物鏈的循環延伸。園區以微生物發酵床養殖模式為核心，創新大通欄養殖模式;以生產動物性肉產品和廢舊墊料人工腐殖質產品為目標，改變傳統養殖觀念;將廢舊墊料人工腐殖質作為生產原料，加工成為高端有機肥;以廢舊墊料人工腐殖質替代食用菌(部分)基質，種植食用菌;以高端有機肥和基質生產為依托建立果樹、花卉和蔬菜種植基地，實現增值創收。園區創新了經濟增長模式，通過養殖業副產物的資源化利用實現養殖污染的有效控制，實現了環境與經濟效益雙贏的目標。“種養加生”循環一體化生態農業產業鏈技術是一種控制農業面源污染的有效途徑。

3加快我國農業循環產業體系建設與促進農業面源污染治理的建議

3．1加強政府引導與完善國家頂層設計

農業循環產業體系的建設和農業面源污染的治理是一項長期而且復雜的工程，必須從國家層面進行精心設計和部署。第一，中央各部委和各級政府應該加強協調配合，把農業生態環境保護納入民生工程，出臺一系列的支撐生態農業循環產業發展的政策，提高生態產業鏈園區建設公益性資金的支持力度。第二，探索發展農業循環產業資金投入的長效機制，通過政府投資、社會融資等多元渠道籌集農業循環產業建設資金，積極發揮市場對資源配置的決定性作用。第三，各級政府要積極健全和完善農業循環產業發展的法律法規體系，調節和規范農業循環產業經營主體的法律行為。如2014年1月1日起施行的《畜禽規模養殖污染防治條例》明確了畜禽養殖者的污染防治義務和畜禽養殖廢棄物綜合利用的規范和要求，也提出了畜禽養殖污染防治和綜合利用的激勵機制。

3．2創新農業循環產業鏈技術體系

農業面源污染的治理要摒棄“末端治理”的思路，加強農業面源污染“源頭控制”、“過程阻斷”及循環利用技術的研究。加強農業循環產業鏈技術因地制宜、適用技術的研究，保護農業生態環境的同時，保障人口的糧食安全。通過生態飼料、生物肥料和生物農藥等綠色農業投入品的使用實現農業生產的源頭無害化。大力發展農業廢棄物肥料化、基質化、高值飼料化等資源化利用技術實現農業生產過程的副產物資源化。在污染的末端治理上推廣生態處理與處置方法，如生物吸附、生物降解及生物修復。通過園區化的模式進行技術推廣，建立規模化的控制區域，如以鄉鎮為控制單元，通過政府支持、企業化管理和農民參與實現污染治理與經濟效益統一，農業增產與環境保護統一，生態環境與食品安全統一。

3．3推廣園區化的農業循環產業發展模式

建立“政府－科研－企業－農民”協作機制，大力發展農場制、園區企業化制管理模式，保障農業生產與環境保護的協調發展。園區以市場需求為導向，以實施農業循環產業鏈技術研發與應用、重大技術裝備及產品產業化為重點，圍繞產業鏈技術創新，運用市場機制集聚創新資源，實現政府、企業、高校、科研機構及農民等在戰略層面的聯合。園區的建設有助于農業循環產業鏈技術在地區范圍內的推廣應用，帶動環保產業發展，為農業面源污染的治理及地區環境的綜合整治提供強大的支撐。

作者：耿兵劉雪葉婧紅娜朱昌雄單位：中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所