葡萄種植區(qū)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式探討——以北京市延慶縣為例

袁順全，韓 潔，李 鵬，馬 興，龐純偉

（北京城市系統(tǒng)工程研究中心，北京 100089）

循環(huán)農(nóng)業(yè)是北京發(fā)展都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個重要發(fā)展方向，是實(shí)現(xiàn)生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)功能地位的重要途徑。循環(huán)農(nóng)業(yè)的相關(guān)研究也成為近期學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)之一，學(xué)者分別從國家尺度[1]、省區(qū)尺度[2-3]、區(qū)縣尺度[4]、園區(qū)尺度[5-6]以及農(nóng)戶尺度[7-9]等方面進(jìn)行了有益的探索，對豐富和完善循環(huán)農(nóng)業(yè)的相關(guān)理論、指導(dǎo)循環(huán)農(nóng)業(yè)的實(shí)踐具有重要意義。循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有明顯的區(qū)域性特征，各地由常規(guī)農(nóng)業(yè)向循環(huán)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，必須立足當(dāng)?shù)啬壳暗耐恋乩妙愋秃同F(xiàn)狀，并結(jié)合有關(guān)規(guī)劃進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，才能逐步建立起適合本地發(fā)展的循環(huán)農(nóng)業(yè)的特有模式。但目前以土地利用類型為對象的研究未見相關(guān)報(bào)道，現(xiàn)以北京市延慶縣葡萄種植區(qū)為例，對葡萄種植區(qū)如何科學(xué)發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)進(jìn)行了探討。

1 延慶縣自然條件和葡萄業(yè)種植現(xiàn)狀

1.1 自然生態(tài)條件

延慶縣屬于北京生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)，地處永定河、潮白河水系上游，屬獨(dú)立水系，水資源豐富，水質(zhì)優(yōu)良。森林分布多，2007年底全縣林木綠化率達(dá)70%，空氣清新，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，是首都的生態(tài)屏障和重要水源保護(hù)區(qū)。延慶縣位于北京市西北部，地處東經(jīng) 115°44′～116°34′，北緯 40°16′～40°47′，距北京市區(qū)74 km，北、東、南三面環(huán)山，西鄰官廳水庫，地貌以山地和丘陵為主，山前臺地也有較大多分布。其中北山和南山山前坡地，土壤類型主要為碳酸鹽褐土，成土母質(zhì)多為洪積物及黃土母質(zhì)。這種土壤礦物質(zhì)豐富，質(zhì)地適中，非常適合葡萄生長。其氣候?qū)俅箨懶约撅L(fēng)半干旱氣候，夏季涼爽，年平均氣溫8.5℃，≥10℃的活動積溫為3 394.1℃，最熱月平均溫度為23.3℃；年降雨量441.9 mm，葡萄采收前1個月降雨量為51.2 mm，全年日照時(shí)數(shù)2 727.3 h，晝夜溫差大，8月份晝夜溫差10.1℃，9月份達(dá)13.7℃，這些條件完全符合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鮮食葡萄和優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄所需的生態(tài)條件[10-12]。

眾多專家的研究和多年的栽培實(shí)踐證明，延慶縣是適合栽培優(yōu)質(zhì)鮮食葡萄和優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄的區(qū)域，是北京地區(qū)綜合條件最具優(yōu)勢、最有市場前景的優(yōu)質(zhì)葡萄發(fā)展區(qū)域。2004年《全國葡萄優(yōu)勢區(qū)域發(fā)展規(guī)劃》中，延慶縣同河北省的懷來和涿鹿縣同被劃為全國葡萄發(fā)展優(yōu)勢地區(qū)[10]。

1.2 葡萄種植業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

延慶縣葡萄種植主要分布在縣西部北山和南山的沿山坡地區(qū)，包括張山營鎮(zhèn)、舊縣鎮(zhèn)、香營鄉(xiāng)、永寧鎮(zhèn)、八達(dá)嶺鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以張山營鎮(zhèn)的分布面積最大，最為集中。從種植面積看，目前延慶縣葡萄栽培總面積超過1 100 hm2,其中鮮食葡萄900 hm2，釀酒葡萄200 hm2。與該縣的優(yōu)質(zhì)葡萄適栽面積3 300 hm2還差很遠(yuǎn)，說明延慶縣葡萄種植有很大的發(fā)展空間。從葡萄的栽培品種看，延慶葡萄品種多樣，先后從國內(nèi)外引進(jìn)鮮食、釀酒葡萄品種多達(dá)60余個，如里扎瑪特、巨峰、紅地球、美人指、金星無核等，而且分早熟、中熟、晚熟等不同的品種系列，多樣化的品質(zhì)為延慶葡萄產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1.3 葡萄種植業(yè)中存在的問題

延慶縣葡萄種植，大多以農(nóng)戶為單位經(jīng)營種植，規(guī)模小，品種多，科技含量低，沒有統(tǒng)一的管理，各家投入差異大。沒有形成葡萄市場銷售體系，目前葡萄銷售60%～70%是通過商販，10%左右是采摘和單位采購，超市批發(fā)業(yè)僅占10%～20%[10]。葡萄產(chǎn)業(yè)鏈也未形成，產(chǎn)后處理流通環(huán)節(jié)薄弱，全縣至今沒有規(guī)模化的葡萄加工企業(yè)。葡萄產(chǎn)業(yè)的比較優(yōu)勢未能充分發(fā)揮，葡萄生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益的潛能未完全體現(xiàn)。

葡萄枝條是葡萄種植管理過程中必然產(chǎn)生的副產(chǎn)品，按Sanchez等推薦的辦法估算[13]，延慶縣目前種植的葡萄，每年將產(chǎn)生5 500 t的剪枝，這些剪枝多被焚燒或拋棄，未得到有效利用，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

2 葡萄產(chǎn)業(yè)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式設(shè)計(jì)

根據(jù)延慶縣的優(yōu)越生態(tài)條件、種植現(xiàn)狀和存在問題，結(jié)合區(qū)縣發(fā)展的生態(tài)功能地位，以循環(huán)農(nóng)業(yè)的理念設(shè)計(jì)了以葡萄產(chǎn)業(yè)鏈為主線的循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，模式的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。根據(jù)葡萄種植產(chǎn)生的主產(chǎn)物和副產(chǎn)物設(shè)計(jì)兩個產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)資源高效、環(huán)境清潔、產(chǎn)業(yè)升級的循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的新模式。

圖1 葡萄產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式結(jié)構(gòu)圖

2.1 “葡萄種植—食用菌栽培—有機(jī)肥生產(chǎn)—葡萄種植”產(chǎn)業(yè)鏈

根據(jù)循環(huán)農(nóng)業(yè)減量化的原則，根據(jù)葡萄種植以溝灌為主、普遍施用化肥農(nóng)藥的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)為滴灌+測土配方施肥+沼液利用。葡萄是多年生植物，設(shè)計(jì)滴灌的灌溉方式，可一勞永逸，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水和節(jié)約勞動力的雙重功效。為了減少化肥的使用量，采取測土配方施肥法，根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和不同品種葡萄生長發(fā)育對物質(zhì)的需求進(jìn)行合理配方，可有效減少化肥的施用，避免農(nóng)業(yè)的面源污染，提高資源的利用率。為了減少農(nóng)藥的施用量，除了選用低殘留、低毒農(nóng)藥，生物農(nóng)藥，物理防治法外，新的施藥技術(shù)可高農(nóng)藥的利用率，減少污染。同時(shí)，沼液施藥也有很好的防病蟲害的作用，試驗(yàn)表明：葡萄施用沼液可使果穗光澤度高、整齊度高、可溶性物含量高、可明顯提高葡萄的品質(zhì)，同時(shí)沼液對葡萄黑痘病、灰霉病、白腐病、霜霉病等均有不同程度的抑制作用，減少病蟲害的發(fā)生，可減少農(nóng)藥的使用，確保葡萄的質(zhì)量安全[14]。

根據(jù)葡萄種植中產(chǎn)生的剪枝副產(chǎn)物未被利用而造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的現(xiàn)狀，采用循環(huán)農(nóng)業(yè)再利用和資源化的理論，進(jìn)行副產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)鏈的延長設(shè)計(jì)，將原來的單純的葡萄種植設(shè)計(jì)為“葡萄種植—食用菌栽培—有機(jī)肥生產(chǎn)—葡萄種植”產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈。

關(guān)于葡萄種植過程中產(chǎn)生的剪枝副產(chǎn)物的利用研究，主要有表現(xiàn)在兩個方面：一是用作堆肥原料的試驗(yàn)研究，研究表明用葡萄剪枝作原料進(jìn)行堆肥，其堆肥產(chǎn)品的有機(jī)質(zhì)含量顯著高于我國堆肥產(chǎn)品質(zhì)量控制指標(biāo)，并且含有豐富的P、K和作物生長發(fā)育所需的多種微量元素，葡萄剪枝是一種理想的堆肥原料[15]；二是用作食用菌培養(yǎng)基的研究，試驗(yàn)研究表明葡萄枝條用來制作香菇的培養(yǎng)基，栽培香菇是可行的，不僅發(fā)菌快，產(chǎn)量高，而且香菇質(zhì)感致密[16]。學(xué)者用葡萄枝作原料栽培杏鮑菇的試驗(yàn)表明，葡萄枝完全可替代木屑作為主料栽培杏鮑菇[17]。因此，目前的技術(shù)可將葡萄剪枝用來堆肥或制作食用菌培養(yǎng)基栽培食用菌。按照物質(zhì)的多級循環(huán)利用和提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的原則，選擇葡萄剪枝制作食用菌培養(yǎng)基的利用方式。

延長產(chǎn)業(yè)鏈以后，在食用菌的栽培生產(chǎn)過程中除了生產(chǎn)主產(chǎn)物食用菌之外，同時(shí)又產(chǎn)生了另外一種副產(chǎn)物——菌糠（即栽培收獲后廢棄的菌棒）。學(xué)者的研究表明菌糠是一種很好的堆肥原料，因此，繼續(xù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈的延長設(shè)計(jì)，把食用菌栽培生產(chǎn)后的菌糠作為堆肥原料進(jìn)行有機(jī)肥的生產(chǎn)，這一環(huán)節(jié)把菌糠副產(chǎn)物全部無害化和資源化了，再沒有其他副產(chǎn)物了，生產(chǎn)的有機(jī)肥返還給葡萄種植基地，為葡萄種植提供優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，在清潔環(huán)保的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的多級循環(huán)利用，這樣就形成葡萄副產(chǎn)物的循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)鏈“葡萄種植—食用菌栽培—有機(jī)肥生產(chǎn)—葡萄種植”。

2.2 “葡萄種植—葡萄酒釀造—沼氣生產(chǎn)—葡萄種植”產(chǎn)業(yè)鏈

為改變目前葡萄種植的主產(chǎn)物葡萄以直接銷售為主的現(xiàn)狀，提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加葡萄附加值，將葡萄主產(chǎn)物進(jìn)行多級加工利用設(shè)計(jì)，形成“葡萄種植—葡萄酒釀造—沼氣生產(chǎn)—葡萄種植”的葡萄主產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)鏈。

葡萄酒酒精含量低、營養(yǎng)價(jià)值高，是當(dāng)今世界人類飲用最多的飲料酒之一，常飲對人的心、腦血管有很好的醫(yī)療保健作用，我國飲用葡萄酒的人也在不斷增多；同時(shí)，延慶具有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄的優(yōu)越生態(tài)條件，且在目前的種植中已有一定規(guī)模的釀酒葡萄。為提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加就業(yè)，延長設(shè)計(jì)出葡萄酒釀造這一環(huán)節(jié)。

葡萄酒在釀造過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)物酒糟，酒糟包括皮渣、籽渣和梗渣三部分，在一般的葡萄釀酒中，這部分副產(chǎn)物就當(dāng)作廢棄物了，但在循環(huán)農(nóng)業(yè)模式中，這些副產(chǎn)物將得到有效利用。目前，有關(guān)酒糟開發(fā)利用的研究表明酒糟具有多種用途，是一種寶貴的資源。韓樹民等[18]的試驗(yàn)研究表明利用葡萄釀酒后廢渣作原料，生產(chǎn)具有較高生物活性和多肥效的有機(jī)復(fù)混肥，其具有有機(jī)質(zhì)含量高，N、P、K養(yǎng)分全面均衡，可活化土壤P、K，促進(jìn)養(yǎng)分分解和吸收，肥效長、增強(qiáng)地力等特點(diǎn)。

葡萄酒糟可以提取高級脂肪醇作為新的食品添加劑，它具有強(qiáng)身健體、提高反應(yīng)靈敏性和應(yīng)急能力、降低膽固醇、血脂，提高機(jī)體新陳代謝等功能[19]。也可以提取葡萄紅色素，這是一種無毒、無害、色澤鮮艷的天然色素，可應(yīng)用于酸性食品和飲料中[20]。還可以榨取葡萄籽油，葡萄籽油含有大量的不飽和脂肪酸，還含有維生素P、E等，有明顯的保健和醫(yī)療效果，是一種貴重的油料資源，有很高的綜合利用價(jià)值[21]。葡萄酒糟除了以上利用外，還可以用來生產(chǎn)沼氣。為了使葡萄的主副產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)鏈相互銜接，循環(huán)利用，將葡萄釀酒的副產(chǎn)物酒糟設(shè)計(jì)用作生產(chǎn)沼氣的原料，增設(shè)沼氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)。產(chǎn)生的沼氣可以為葡萄酒的加工提供能源，可大大減少能源的利用，同時(shí)沼氣生產(chǎn)中產(chǎn)生的沼液為葡萄種植提供沼液肥料、減少化肥農(nóng)藥的施用，實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)。葡萄種植的主副產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)鏈密切聯(lián)系，共同形成了一個有機(jī)整體。

2.3 “觀光—休閑—科普—示范”產(chǎn)業(yè)鏈

目前的葡萄種植僅有零星的采摘，主副產(chǎn)業(yè)鏈形成后，還可以派生出觀光旅游、休閑農(nóng)業(yè)以及科普教育與示范產(chǎn)業(yè)。郊區(qū)觀光旅游是城市居民周末放松的一種理想方式，葡萄主副產(chǎn)業(yè)鏈形成后，將為居民提供一種新的旅游觀光形式。居民可根據(jù)個人的喜好有選擇的進(jìn)行部分或全部環(huán)節(jié)進(jìn)行游覽，可以欣賞環(huán)境優(yōu)美的葡萄種植、先進(jìn)的節(jié)水灌溉，參觀食用菌的生產(chǎn)、葡萄的釀造技術(shù)與工藝等。

隨著城市化水平的不斷提高，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人越來越少。生活在城市里的人就產(chǎn)生了一種體驗(yàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的愿望與興趣，休閑農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。休閑農(nóng)業(yè)是指利用田園景觀、自然生態(tài)及環(huán)境資源，結(jié)合農(nóng)林牧漁生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)經(jīng)營活動、農(nóng)村吻合及農(nóng)家生活開展的供人們休閑娛樂、體驗(yàn)“三農(nóng)”生活的新型經(jīng)營活動[22]。葡萄主副產(chǎn)業(yè)鏈形成后，居民休閑體驗(yàn)式的內(nèi)容就更加豐富了，由原來的簡單采摘變?yōu)槠咸旬a(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，大大豐富了人們的精神文化生活。

同時(shí)，為了促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)的大力發(fā)展，循環(huán)農(nóng)業(yè)的科普活動也成為當(dāng)前人們認(rèn)識和了解循環(huán)農(nóng)業(yè)的重要途徑。循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展典型案例的參觀考察，是科普活動的理想方式，對增加感性認(rèn)識具有重要意義，示范推廣效果也將隨之產(chǎn)生。

3 葡萄產(chǎn)業(yè)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的應(yīng)用前景

3.1 葡萄種植副產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用前景

食用菌是一種味美可口、營養(yǎng)豐富、防病抗癌的營養(yǎng)保健食品，備受人們的青睞[23]，具有較大的市場需求。同時(shí)，目前食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)非常成熟，其技術(shù)工藝簡單，投資成本較低。食用菌栽培后的菌糠生產(chǎn)有機(jī)肥，對減少化肥的使用及所導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，葡萄副產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展能有效改善生態(tài)環(huán)境、落實(shí)生態(tài)功能定位、提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、使資源高效循環(huán)利用，是葡萄種植區(qū)發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)當(dāng)前適宜推廣的重要模式。

3.2 葡萄種植主產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用前景

葡萄酒是世界通暢性飲料酒，其文化歷史源遠(yuǎn)流長，由于葡萄酒是全汁發(fā)酵，酒精含量低，營養(yǎng)價(jià)值高，是當(dāng)今世界除啤酒外人類飲用最多的飲料酒，葡萄酒代替白酒已是一種潮流，市場前景看好[24]。更重要的是，優(yōu)質(zhì)葡萄酒生產(chǎn)是一種高端產(chǎn)業(yè)，又是環(huán)境友好型的持續(xù)發(fā)展模式，發(fā)展葡萄種植主產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)鏈，與北京產(chǎn)業(yè)發(fā)展高端化的要求相吻合，符合生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)的功能定位要求，將得到相關(guān)政策的支持，具有廣闊的發(fā)展前景。

3.3 休閑觀光科普示范產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用前景

休閑農(nóng)業(yè)是當(dāng)前綠色旅游的新熱點(diǎn)，休閑農(nóng)業(yè)有著前所未有的發(fā)展機(jī)遇：一是人們收入水平的提高，增加了人們對休閑旅游的需求；二是國家關(guān)于假日和休假的規(guī)定，為發(fā)展休閑農(nóng)業(yè)提供了時(shí)間上的保障；三是高度緊張的工作生活使人們產(chǎn)生了渴望返樸歸真、崇尚自然的心態(tài)。因此，體驗(yàn)式的休閑農(nóng)業(yè)發(fā)展前景廣闊。同時(shí)，葡萄種植區(qū)與中小學(xué)、大中專院校、科研院所進(jìn)行合作，建立相關(guān)的實(shí)驗(yàn)基地、實(shí)習(xí)場所、科普基地等，將實(shí)現(xiàn)教學(xué)中的理論與實(shí)踐相結(jié)合、科研面向生產(chǎn)應(yīng)用，對推動科普教育、循環(huán)農(nóng)業(yè)的示范與推廣具有重要意義。

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