農牧光互補型生態循環農業技術模式

蔣廣潔　董夫英　任振峰　李超　鐘世軍

摘要? ? 本文介紹了以肉牛養殖為核心的農牧光互補組合生態循環農業技術新模式，以轉換新舊動能方式發展農業農村經濟新業態。其構成要素是利用肉牛規模養殖場棚頂安裝太陽能電池組件，開發應用光伏發電系統集成技術，生產綠色電能，就近并入國家電網;養殖棚內實施標準化肉牛養殖，生產特產肉牛;以沼氣工程為紐帶，對養殖糞污和部分作物秸稈實行資源化利用，沼氣用作發電和生產生活燃料，發酵后的沼渣、沼液進行干濕分離，沼渣用作生產有機肥的基料，沼液及有機肥產品作為生態循環農業示范種植基地的肥料，種植的作物（飼料）秸稈進行青貯作為肉牛飼料、沼氣池填料、粉碎直接還田，實現了企業生產系統內資源的循環利用，產生了良好的經濟、社會、生態效益，具有示范帶動作用。

關鍵詞? ? 肉牛養殖;農牧光互補;生態循環農業;技術模式

中圖分類號? ? X171.3? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）24-0182-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

自2014年以來，以市級農業龍頭企業棗莊市牧天牛養殖開發有限公司為基點，探索了以肉牛養殖為核心，以農牧光互補組合發展生態循環農業經濟技術模式，即在肉牛規模養殖場棚頂安裝太陽能電池組件，開發應用光伏發電系統集成技術，生產綠色電能，同時就近并入國家電網，產生發電收入;養殖棚內實施標準化肉牛養殖，生產中高端特產肉牛;以沼氣工程為紐帶，把養殖糞污和部分作物秸稈作為沼氣池填料實行資源化利用，產生的沼氣用作發電和生產生活燃料，對發酵后的沼渣、沼液進行干濕分離，沼渣用作生產有機肥的基料，沼液及有機肥作為生態循環示范基地種植作物的肥料;作物秸稈進行青貯（飼用、氨化或黃化）作為肉牛飼料或粉碎后直接還田，實現了企業生產系統內資源的循環利用，產生了良好的經濟、社會、生態效益，形成了示范帶動作用，創新了新舊動能轉換發展農業農村經濟的新型業態。

1? ? 自然區位與模式試驗概況

1.1? ? 自然區位

棗莊市地處魯中南低山丘陵南部地區，為黃淮沖擊平原，屬暖溫帶季風型大陸性氣候區，年均氣溫14.4 ℃、日照時數2 131 h、降水量787.3 mm，雨熱同期，自然條件優越。境內河流屬淮河流域運河水系，京航運河棗莊段全長39 km，橫穿棗莊市南部，共有大小河流24條，汪塘遍布，載譽“江北水鄉”城市名片;京滬高鐵、京福高速等國、省級干線交織，水陸通衢，區位獨特。曾南部隸屬西楚、中北部隸屬齊魯，現為山東省轄市，有“山東南大門”之稱[1]。

1.2? ? 模式創新的必要性與機遇

棗莊是一座煤炭資源城市，逾100年的工業化發展歷史，鑄就了“因煤而立”“因煤而興”的城市發展歷程，其曾是華東地區重要的能源基地，也是魯南地區重要城市之一;但是由于種種歷史因素制約，沒能充分利用煤炭的資源優勢而進一步發展成為經濟大市;隨著煤炭資源的日益枯竭，2009年棗莊被國務院確定為東部地區唯一的資源枯竭型城市，大量過剩的產業工人和因過度開采而造成的生態環境日趨惡化成為改革發展不可逾越的兩大難題[2]。秉持生態文明發展理念，“綠色崛起”成為了當前經濟社會轉型發展、可持續發展的現實選擇，從農村改革“試驗田”、現代農業“示范地”，再到農業可持續發展“示范區”，協同推進國家農村改革試驗區、現代農業示范區、農業可持續發展試驗示范區建設，成為全國唯一整建制推進“三區”建設的地級市，擔負著為全國農村改革探路子、為現代農業建設出經驗、為農業可持續發展創模式的重任[3]。

1.3? ? 模式試驗

棗莊市牧天牛養殖開發有限公司是市級農業龍頭企業，實行養殖場方式進行規模化肉牛養殖，為棗莊市提供優質特色畜產品，效益突出;但大量產生和排放的養殖糞污，制約著企業自身進一步擴張、地方水污染治理、農業可持續發展。針對存在的瓶頸問題，對農牧光互補發展生態循環農業關鍵技術進行了研究、試驗和示范，探索出了以肉牛養殖為核心，以農光互補、農牧結合組合發展生態循環農業經濟技術模式，即在肉牛規模養殖場棚頂安裝太陽能電池組件，開發應用光伏發電系統集成技術，生產綠色電能，同時就近并入國家電網，產生發電收入;養殖棚內實施標準化肉牛養殖，生產中高端特產肉牛;以沼氣工程為紐帶，對養殖糞污和部分作物秸稈作為沼氣池填料實行資源化利用，產生的沼氣用作發電和生產生活燃料，發酵后的沼渣沼液進行干濕分離，沼渣用作生產有機肥的基料，沼液及有機肥作為生態循環示范基地種植作物的肥料;作物（飼用）秸稈進行青貯（氨化或黃化）作為肉牛飼料，實現了系統內資源循環利用;配套建立了農牧光互補型生態循環農業技術模式操作規程，自2014年以來進行不斷地試驗、總結、完善、示范，適度引導農牧光互補型現代生態循環農業示范基地的規范建設，創新了新舊動能轉換發展農業農村經濟的新型業態，產生了良好的經濟、社會、生態效益和示范帶動作用，為山東省乃至全國該技術模式的推廣提供技術參考。

2? ? 模式要素組合與流程

2.1? ? 要素組合

農牧光互補型生態循環農業技術模式要素組合為規模化養殖場進行標準化肉牛養殖+棚頂架設光伏組件進行太陽能發電+大型沼氣工程+有機肥生產場所設施設備+生態循環農業種植示范基地+秸稈青貯等配套設施場所。

2.2? ? 流程

農牧光互補型生態循環農業技術模式流程如圖1所示。

3? ? 政策依據

棗莊市牧天牛養殖開發有限公司位于棗莊市轄臺兒莊區，2016年9月被國務院新增為國家重點生態功能區，根據國家重點生態功能區定位，要加強生態保護和修復，保持并提高生態產品供給能力[4]。2017年9月，《關于創新體制機制推進農業綠色發展的意見》頒布，要把農業綠色發展擺在生態文明建設全局的突出位置，全面建立以綠色生態為導向的制度體系，基本形成與資源環境承載力相匹配、與生產生活生態相協調的農業發展格局。到2020年，嚴守1.24萬hm2耕地紅線，主要農作物化肥、農藥使用量實現零增長，全國森林覆蓋率達到23%以上，全國糧食（谷物）綜合生產能力穩定在5.5億t以上，實現農業可持續發展、農民生活更加富裕、鄉村更加美麗宜居[5]。2017年12月，棗莊市被農業部等六部委聯合列為第一批啟動的國家農業可持續發展試驗示范區暨開展農業綠色發展先行先試工作，通過3年左右的努力，因地制宜地總結一批農業綠色發展模式和技術集成，提煉推廣一批農業綠色發展制度，努力形成農業綠色生產方式和綠色生活方式[6]。

國家鼓勵和支持利用可再生能源和清潔能源發電并網[7]，將可再生能源的開發利用列為能源發展的優先領域[8]，并將可再生能源開發利用的科學技術研究和產業化發展列為科技發展與高技術產業發展的優先領域[9]，從而確立了優先發展可再生能源的戰略地位。光伏發電、沼氣均屬于綠色清潔可再生能源，棗莊市牧天牛養殖開發有限公司承擔了中央預算內投資大中型沼氣工程（魯農生態字〔2012〕42號），對項目初步設計與概算進行了批復并下達了項目資金[10]。

耕地是農業生產的基礎。加快推進耕地質量提升，對保障糧食生產安全、農產品質量安全和農業生態環境安全具有長遠的戰略意義，對促進農業持續增產、農民持續增收、農村環境持續改善具有重要的現實意義。為進一步提升山東省耕地質量，規劃編制《山東省耕地質量提升規劃》（2014—2020年），旨在通過規范化、標準化使用化學投入品，無害化處理、資源化利用農業廢棄物，不斷增強耕地可持續生產能力，提高資源利用率和勞動生產率的過程。未經處理的畜禽糞便直接排入農田，不僅會造成耕地污染，還會引發動物疫病傳播和人畜共患疾病的發生。將秸稈未有效利用、畜禽糞便污染等問題列入耕地質量提升工程[11]。棗莊市牧天牛養殖開發有限公司申報、承擔了2017年耕地質量提升畜禽糞便治理工程項目（棗農字〔2017〕47號），對《2017年臺兒莊區耕地質量提升項目實施方案》進行了批復并下達了項目資金計劃[12]。

4? ? 技術工藝原理

4.1? ? 分布式光伏發電工藝流程

利用規模化肉牛養殖場棚頂安裝太陽能電池組件，將太陽能轉化成直流電能，通過匯流箱匯流，再通過并網逆變器將直流電逆變成三相交流電，就近并入國家電網。主要裝備包括太陽能晶硅電池組件、逆變器、匯流箱、電纜、配電、支架、監控檢測系統等。

4.2? ? 標準化肉牛規模養殖技術要領

中高檔肉牛育肥養殖是本模式的核心，養殖場面積3.33 hm2，常年肉牛養殖規模2 000頭;實行“基地+農戶”經營方式，聯合400多家肉牛養殖戶育肥牛4 000頭。實行標準化肉牛規模養殖是提高生產水平和經濟效益的技術支撐，為了給企業提供技術性指導，規范了養殖場各分區和設施設備的配置、魯西黃牛等優質肉牛良種的引進和運輸、飼料和日糧配制、飼養管理、母牛的繁殖、衛生和防疫、糞便和廢棄物處理、制度和檔案管理等技術要領。

4.3? ? 沼氣工程綜合效益顯著

以沼氣工程為紐帶，資源化有效利用畜禽糞污和農作物秸稈，促進農村能源轉型。按照大中型沼氣工程技術規范國家標準（GB/T 51063—2014）[13]，建設1 000 m3大型沼氣工程，因地制宜地應用中溫高濃度混合原料發酵工藝技術路線，資源化處理畜禽糞便和農作物秸稈，年產沼氣32.5萬m3，沼渣約2 000 t、沼液10 000 t以上，產生的沼氣進行發電或企業生產、生活自用，沼渣、沼液作為有機肥生產基料和生態循環基地種植肥料，沼氣工程綜合效益顯著。

利用畜禽糞便治理工程項目建設的有機肥生產線[14]，建設以綠色生態為導向的發展體系，實行種養互補科技示范，形成“牛-沼-菜（果、飼）”“水肥一體化”生產模式，精心實施生態循環農業建設項目，消納沼渣、沼液，以沼渣和作物秸稈為原料生產有機肥，年產粉狀、顆粒狀2種類型有機肥各10 000 t，可供66.67 hm2生態循環農業示范基地種植蔬菜、西瓜及果類等使用，在生產綠色（無公害）農產品供應社會的同時，減少以菜、果、飼等為重點的特色產業的化肥、農藥、灌溉用水和勞力的用量，降低農業生產投入成本，減輕對土壤的污染危害，提高農產品品質，增加農民收入，促進生態循環農業的可持續發展。

5? ? 參考文獻

[1] 棗莊市地方史志辦公室.棗莊年鑒2010[M].北京：長城出版社.

[2] 山東省人民政府辦公廳.山東省人民政府關于支持棗莊市做好資源枯竭城市轉型工作的意見：魯政發〔2009〕134號[A/OL].（2009-12-04）[2019-08-01].http：//www.shandong.gov.cn/sdxxgk/publi/message/detail.do？identifier=ml_0101-03-2009-000294.

[3] 中國山東網.棗莊：一座資源枯竭型城市的“綠色崛起”[N].農民日報，2017-11-06（001）.

[4] 國務院.國務院關于同意新增部分縣（市、區、旗）納入國家重點生態功能區的批復：國函〔2016〕161號[A/OL].（2016-09-28）[2019-08-01].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2016-09/28/content_5112925.htm.

[5] 中共中央辦公廳，國務院辦公廳.關于創新體制機制推進農業綠色發展的意見[A/OL].（2017-09-30）[2019-08-01].http：//www.gov.cn/zhengce/2017-09/30/content_5228960.htm.

[6] 農業部，國家發展改革委，科技部，財政部，國土資源部，環境保護部，水利部，國家林業局.關于啟動第一批國家農業可持續發展試驗示范區建設 開展農業綠色發展先行先試工作的通知：（農計發〔2017〕121號）[A/OL].（2017-12-13）[2019-08-01].http：//www.moa.gov.cn/govpublic/FZJHS/201712/t20171213_5978311.htm.

[7] 全國人民代表大會常務委員會.全國人民代表大會常務委員會關于修改《中華人民共和國電力法》等四部法律的決定（2018年12月29日第十三屆全國人民代表大會常務委員會第七次會議通過）[A/OL].（2018-12-30）[2019-08-01].http：//www.gov.cn/xinwen/2018-12/30/content_5353501.htm.

[8] 李俊峰，王仲穎，梁志鵬，等.我國未來可再生能源開發利用的戰略思考[J].中國能源，2004，26（3）：5-11.

[9] 國家發展和改革委員會.國家發展改革委關于印發《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》的通知：特急 發改價格[2006]7號[A/OL].（2006-01-04）[2019-08-01].http：//www.gov.cn/ztzl/2006-01/20/content_165910.htm.

[10] 蔣廣潔，韓航玲.關于棗莊市臺兒莊區發展光伏農業大棚的思考[J].現代農業科技，2014（13）：225.

[11] 山東省農業廳.關于2012年中央預算內投資大中型沼氣工程項目初步設計與概算的批復：魯農生態字〔2012〕42號[A/OL].（2012-12-14）[2019-08-01].http：//www.sdny.gov.cn/zwgk/tfwj/stc/201212/t20121 214_641709.html.

[12] 山東省人民政府辦公廳.關于印發山東省耕地質量提升規劃（2014—2020年）的通知：魯政辦發〔2014〕48號[A/OL].（2014-12-23）[2019-08-01].http：//www.shandong.gov.cn/art/2014/12/23/art_2259_ 24679.html.

[13] 住房城鄉建設部.關于發布國家標準《大中型沼氣工程技術規范》的公告：中華人民共和國住房和城鄉建設部公告第672號[A/OL].（2014-12-02）[2019-08-01].http：//www.mohurd.gov.cn/wjfb/201508/t20150830_224370.html.

[14] 山東省農業廳，山東省財政廳.關于組織實施2017年耕地質量提升和化肥減量增效補貼項目的通知：魯農財字〔2017〕67號[A/OL].（2017-07-28）[2019-08-01].http：//www.sdny.gov.cn/zwgk/tfwj/cwc_2294/201707/t20170728_598325.html.