“果-畜-沼-窖-草”循環利用技術研究與示范

趙忠義，呂會霞

(1.寶雞市科技創新交流服務中心，寶雞市農業信息中心, 陜西 寶雞 721000；2. 寶雞市渭濱區農業技術推廣服務中心，陜西 寶雞 721006)

農業是基礎產業，農業對于促進二、三產業發展、穩定社會、保障社會各方面有序運行具有極其重要的戰略意義。為此，我國把加快農業發展，解決“三農問題”放在了極其顯著的位置。然而，在很長一段歷史時期內，單一、粗放經營在我國農業生產中占據了主導地位。這種單一的粗放式生產經營大幅消耗了農業資源，破壞了農業生態平衡系統，特別是隨著我國人口數量的持續增多，人多地少、農業資源人均占有率低下、農業經濟發展質量與效益不高、成本支出巨大等問題日漸突出。筆者研究的“果-畜-沼-窖-草”循環利用技術，其目的就是示范推廣此項技術，以解決上述問題，提高農業生產資源利用率。

1 基礎條件及現狀

1.1 基礎條件

寶雞區域氣候差別大。年均氣溫7～13℃，降雨量590～1 000 mm，無霜期158～220 d。寶雞蘋果主產區年無霜期210 d，年日照1 925 h,光、熱 、水資源豐富，區內無三廢污染，是栽植蘋果的最佳優生區。扶風、岐山、鳳翔、千陽和隴縣地處渭北旱塬區和丘陵溝壑區，域內光照充裕，降水量適中，晝夜溫差明顯，工業污染極少，是陜西重要的蘋果生產基地。寶雞奶牛存欄17．7萬頭，生豬存欄98．6萬頭[1]，建成了奶山羊生產基地，有上東大成、華龍牧業50萬套肉種雞，有機肥來源廣，產出量大，發展沼氣原材料豐富。

1.2 現狀分析

“果-畜-沼-窖-草”循環利用生產模式屬于農業循環經濟。目前，我國農業循環經濟在理論研究方面還沒有形成系統性的、成熟的理論體系。國內多數學者以為農業循環經濟須遵照“4R”原則(即“減量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循環(Recycle)、再思考(Rethink)的行為原則”)[2]。近幾年來，一些地區研究出了各種農業循環生產模式。如中部地區探索和發展以沼氣為紐帶的系統模式。西北干旱地區探索和發展以“沼氣池、果園、暖圈、蓄水窖和看營房”為組合的 “五配套”模式[3]。就技術而言，總體上國內循環農業有比較成熟的技術做支撐，已經形成了符合我國國情，能夠真正形成經濟、環境和生態效益共贏的多種模式，大致可分為三類：一是種植、養殖和加工業相結合的局部循環模式；二是廢棄物的多級循環利用模式；三是以循環農業園區建設為方向的整體循環模式[4]。從相關報道來看， “果-畜-沼-窖-草”循環利用模式在我省系首創，近幾年先后在全省27個蘋果基地縣不同程度地進行了試驗，總結出了“五配套”生態園模式。據相關研究顯示，此模式戶年均凈現值5 927元，比非模式戶高46.8%[5]。雖然我省渭北高原部分地區推廣了“五配套”生態模式，但尚未研究出“果-畜-沼-窖-草”循環利用的系列配套技術。本文依據“4R”理論，在連續三年試驗總結的基礎上，對“果-畜-沼-窖-草”循環利技術進行了分析研究，以指導生產實際，促進果品生產無害化。

2 技術路線及研究方法

采取“果園種草養家畜、家畜產糞生沼肥、沼肥兩施(灌根、噴施)促果園”的技術路線，形成“以草養畜、以畜促沼、以沼增果”的良性農業種養生態循環模式，并研究出各階段相應的配套技術。

采用布點試驗、數據采集、統計分析等研究方法進行分析。

3 主要技術分析

3.1 果園植草

寶雞地區年降雨量相對較少，冬春季比較干旱，夏秋季雨量較為集中，蘋果主產區年均降雨量大約為653 mm，因此，我們選用耐干旱的白三葉草進行植草試驗。

3.1.1 果園植草對土壤養分的影響 通過種植三葉草，果園土壤中的有機質含量增加明顯,特別是種草的前五年,土壤有機質含量由原來的0.87%(8.7 g·kg-1)提高到1.17%(117.1 g·kg-1),提高了近一倍,增幅達到了0.84%(8.4 g·kg-1)。 2016年土壤有機質含量提高到1.98%(19.8 g·kg-1)，與國外發達國家的土壤有機質含量2%(20 g·kg-1)基本接近，達到了較高的水平。土壤有機質含量的提高，顯著提高了土壤自身的持續供肥能力，可以減少化學肥料的施用量，有效解決果園有機肥施用總量不足、化肥施用量逐年加大的大問題(表1)。

3.1.2 果園植草對土壤保墑能力的影響 從表2中可以看出，土壤20～40 cm深度處種草園含水量增加，80～100 cm深度處，種草園比未種草園含水量增加了9.05%，果園土壤蓄水保墑能力顯著增強。因為矮化蘋果樹吸收根大多數集中在20～40 cm的土層深度內[6]，故果園種草對矮化果樹生長極為有利。

表1 果園生草對土壤有機質含量和速效養分的影響

表2 果園含水量測定

試驗證明，果園種植三葉草，可以形成改善土壤理化性狀的小氣候，這種小氣候對蘋果樹體生長發育非常有利。據觀察和測定，有利之處有以下三個方面：一是可以形成抑制蟲害發生的良好生態環境。果園種草形成的小氣候，使瓢蟲、草蛉、撲食螨等天敵數量增加20%，可以有效抑制果園蟲害發生，減少農藥使用量，降低農藥污染。種草園與不種草園相比，種草園噴藥次數可減少2～3次，農藥投資可減少100～120元·667m-2。二是種草果園果樹的座果率可提高10%～15%，在同一生長期內，水果著色率可增加30%以上，套袋果去袋后日燒病降低了14%，僅為1%。三是省勞省工。果園種草后，由于有機肥及土壤理化形狀的改變，可降低土壤深翻次數。免耕翻土3～4次，免除草3～4次，每667 m2可節省勞動力費用140元。

3.2 沼肥入園

3.2.1 沼肥葉噴 與對照果園對比，沼肥葉噴可以促使果樹葉片葉色加深，葉片增厚。經試驗，沼肥葉噴可使百葉鮮重比對照增加7.1 g，百葉干重比對照增加0.66 g，百葉平均厚度比對照增加0.18 cm。這三個指標的增加，可有效提高果樹葉片的葉綠素含量，進而增強果樹的光合作用(表3)。

與對照果園對比，沼肥葉噴還可使果樹春梢長度增加3.39 cm，粗度增加0.03 cm；秋梢長度減少4.62 cm，長枝數量增加5.2個，中枝增加1.2個，短枝增加4.2個，頂花芽增加9%(表4)。

3.2.2 沼肥防治病蟲害 與對照果園對比，沼肥葉噴可增強果樹抗性，減輕病蟲危害。從表5可以看出，沼肥葉噴與對照相比，蚜蟲、紅蜘蛛和腐爛病受害株率明顯降低。蚜蟲防治效果達到95%，紅蜘蛛防治效果達到98%，腐爛病防治效果達到98%，根腐病防治效果達到94%(表5)。

表3 沼肥葉噴對果園果樹葉片的影響

表4 沼肥葉噴園對果樹新梢生長的影響

表5 沼肥葉噴園對果樹新病蟲害的影響

3.3 建窖集水

我市果區屬干旱、半干旱地區，年降水量偏低，建窖集水可解決水源不足，果園無法灌溉的問題。集水窖要建在果園一端，毗連道路。建窖地址要有徑流面積(一般為10 m2)，以確保夏秋季大雨過后，雨水通過地表徑流匯集于水窖中。窖體要建成為既能蓄水、又能防凍和防蒸發的壇形狀。建窖各項指標為：窯口直徑0.8 m，窯口到窯低深6 m；窯口到貯水段1.5 m，貯水段深5 m，頂部直徑5 m，低部3 m，這樣的窖體可貯水約20 m3。窯水果園灌溉可采用穴灌或滲灌的方式，把窖水灌到土壤深層供給根系吸收利用。窖水灌溉三葉草可采用滴灌的方式進行，以保證窖水灌到草體上促進莖葉生長，增加三葉草產量。

4 結論

“果-畜-沼-窖-草”循環利用正確處理了“環境保護、節約能源、無害生產”三者之間的關系，將“環保、節能、生產”有效地統一起來，解決了當前果園生產普遍存在的“化肥使用量大、有機肥使用少、化肥污染嚴重”等諸多問題，大幅增加了果園有機肥使用量，達到了無害化生產，提高了果品質量，滿足了人們對無害化果品的需求，而且顯著提高了果園生產的經濟效益。我們通過三年的試驗示范，三年累計生產沼肥6.62億 kg，667 m2降低化肥成本450元；可實現667 m2均產量由實施前的1 760 kg提高到2 103 kg，667 m2產提高了343 kg。無公害綠色果品比一般果品價格高30%～40%，市場需求旺盛，利用該模式可實現667 m2產優質果1 500 kg，單價按市場均價3.00元·kg-1計算，667 m2產值可達4 500元，較一般常規果園667 m2效益增加1 200～1 500元；優質果率由69%提高到75%，提高了6個百分點，農民得益率為2.18，科技得益率為9.0，投入產出比為1∶3.80，實現了經濟效益、社會效益、生態效益三方面共贏。