簡介
我國農業長期以高產為目標,其技術體系總體上以增產增收為主導,在相當程度上是建立在犧牲生態環境與浪費資源的基礎之上的;我國也不具備已開發國家在實現農業現代化過程中所擁有極廉價的豐富能源、資源供應條件;對資源高效利用、生態環境治理和培育的技術儲備極其薄弱,這也是造成生態環境問題的人為原因。
我國農村經濟基礎薄弱,也承受不起已開發國家先污染、破壞、後治理的沉重代價,加上我國特有的農村勞力過剩等限制,因此要實現“生產發展、生活富裕、生態良好的可持續發展道路”,常規農業現代化策略與技術並不能完全適應我國農業實際,必須把自然資源和生態環境保護統籌在農業生產過程中,建立生態合理的新型農業發展模式,這就是生態農業模式,用以促進農業健康與可持續發展,適應21世紀我國農業進入一個新的歷史發展階段所面臨的結構調整、產業升級、農民增收、食物安全、生態環境治理、農產品國際市場競爭力提高等艱巨任務。生態農業模式的實施,必須通過具體配套技術來實現,換句話說,生態農業模式也可以說是發展生態農業的技術組裝圖紙。
特徵
生態農業是從生態經濟系統結構合理化入手,通過工程與生物措施強化生物資源的再生能力;通過改善農田景觀及農林複合系統建設,使種群結構的合理多樣化,恢復或完善了生態系統原有的生產者、消費者與分解者之間的連結,形成生態系統的良性循環結構及物質的循環利用;在種群結構調整中,依據生態適宜性原則,改善農業系統內生物多樣化,不但有利地促進了生態資源的保護與培育,也為產業的多樣化、良性循環的生態農業產業化打下了物質基礎;有利於提高綠色覆蓋,改善生態環境;有利於資源高效利用;有利於減少廢棄物排放造成的環境污染;有利於實現農業的清潔生產。生態農業技術體系的主要特徵體現在下面四個方面。
綜合性
生態農業是可持續發展的有效途徑,它既考慮生產的可持續性,又要考慮經濟與資源利用、生態的可持續性,實現多目標的要求決定了技術集成的系統設計是生態農業技術體系的主線。
一般而言,在生態農業建設初期要求對其原有的農業生產現狀進行詳盡調查與科學分析,對生產系統進行全面診斷及評價;在此基礎上,設計規範農民生產行為與方式的生態農業模式和相應的生態農業工程項目。但是,生態農業模式只能說是生態農業的技術組裝的圖紙,只有通過各種硬技術及接口技術加以組裝實施才能發揮其功能效益。
現代農業技術的最佳化組裝
生態農業注意對常規現代技術的利用。但要依靠現代農業技術及系統工程方法,因地制宜地引進、改造和最佳化組裝。技術組裝的原則應是因地制宜,在重視先進性的同時,更要強調其適用性。
當前在注重現代化農業技術的先進性的同時,更要重視其適用性、技術間的協調性和總效果(即經濟效益、生態效益、社會效益)的協同性,生態農業重視挖掘中國傳統農業的精華,強調繼承和發揮具有可持續特徵的傳統農業技術的作用,更重視與現代化農業技術的集成效應。
開發接口技術
開發資源再生、高效利用及無(少)廢棄物生產的接口技術是關鍵。用以促進農業生態經濟系統的良性循環,生態農業強調開發資源再生、高效利用及無(少)廢棄物生產的接口技術。只有開發接口技術才能將生態經系統的生產者、消費者、分解者與環境連結起來,將系統內各組分銜接成良性循環的整體,加快系統內的物質循環流動,能量的多級傳遞,提高生態系統的自我調節與自組能力的同時,形成一個產投比高的開放經濟系統。並能實現無廢棄物或少廢棄物生產、清潔生產,生產健康、安全農產品,提高資源利用效率,保護生態環境。目前開發的接口技術的重點是:以微生物技術、廢棄物利用技術,如厭氧、好氧發酵技術,農產品加工增值、保鮮、儲藏技術等。
地域性
實現農業的生態合理就必須適應自然條件、因地制宜。由於各地自然、經濟乃至社會需求不同,所要求的生態農業模式不同,相應的生態農業技術體系也有差異,呈現明顯的地域性特點。選擇運用生態農業技術要注意在生態環境和資源條件上具備可行性:特別要選擇那些經濟上可行。可以依靠自己的力量能夠推廣的技術;要注意建立配套的農業技術推廣體系,農業技術培訓體系,農業生態環境監測體系等,要通過運用生態農業技術完善各種生態農業經營模式。
類型
農業綜合利用技術
1、農業環境綜合整治技術
採用了生物措施與工程措施相結合的方法來綜合整治農業環境,這一方法已成功地套用於治理華南和黃土高原的水土流失、黃淮海平原的鹽鹼地和西北的沙漠化問題。
2、農業資源的保護與增值技術
生物養地技術是中國傳統農業的精華之一。目前採用的方法有:作物秸稈和動物糞便經堆制、漚制或經制沼氣之後回田作肥;實行養地作物和耗地作物的輪作間種;採集野生綠肥、河流沉積物等,增加有機肥投入。
3、立體種養技術
立體種養技術是根據物種間對資源利用的互補特性,利用生物間生態位的差異,從而提高對資源的利用率。不僅在大田作物之間開展多,熟種植和間套作,而且包括利用木本果樹、林木、熱帶作物、牧草甚至食用菌等。
農作廢棄物的資源再生技術
1、廢物還田技術
秸稈等植物纖維性廢棄物退還土壤後,可以大量補充和更新土壤有機質,提供豐富的氮、磷、鉀、矽等元素。同時,農作物秸稈中含有大量的木質素和纖維素,腐爛分解後可使土壤腐殖質增加,孔隙度提高,通氣透水,理化性狀大為改善。秸稈等植物纖維性廢棄物還田的方法主要有整株還田、根茬粉碎還田和傳統漚肥還田三種方法。
2、飼料化利用技術
植物纖維性廢棄物往往因其營養價值低或可消化性低,不能直接用作飼料。但如果將它們適當處理,即可大大改善其營養價值和可消化性。具體處理方法一般有以下幾種:微生物處理技術、青貯法(青貯主要是利用自然的乳酸在厭氧條件下對青綠秸稈進行發酵處理),氨化法(氨化法主要是用液氨或尿素、碳氨的水溶液對切碎的秸稈等廢物進行氨化處理,改善原料適口性和營養價值),熱I噴法(農業廢棄物經蒸汽處理後,進行增壓、突然減壓、熱噴處理)。
3、氣化技術
氣化是指含碳物質在有限供氧條件下產生可燃氣體的熱化學轉化。氣化後的可燃氣體可作為鍋爐燃料與煤混燃,也可作為管道氣為城鄉居民集中供氣;將氣化後的可燃氣經過淨化除塵與內燃機連用,取代汽油或柴油,實現能量系統的高效利用;氣化後的可燃氣還可進行氣化發電,氣化發電技術可以在較小規模實現較高的利用率,並能提高能源的檔次。
4、固化、炭化技術
固化、炭化技術是將鬆散的植物纖維性廢棄物原料壓製成棒(塊)狀,放入炭化設備中炭化後製成生物質炭,其質量能可達3.16~3.36 kJ/kg。
5、製備複合材料技術
利用農業植物纖維性廢棄物可生產紙板、人造纖維板、輕質建材板等包裝和建築裝飾複合材料。如以石膏為基體材料,農業植物纖維性廢棄物為增強材料,可生產出植物纖維增強石膏板,產品具有吸音、隔熱、透氣等特性,是一種較好的裝飾材料。另外,以秸稈、稻殼、甘蔗渣等農業植物纖維性廢棄物為原料,通過粉碎,加入適量無毒成型劑、粘合劑、耐水劑和填充料等助劑經攪拌捏合後成型製成可降解快餐具,以替代一次性泡沫塑膠餐具;以農業植物纖維性廢棄物為原料還可製成可降解植物纖維素薄膜,替代不可降解性塑膠薄膜。
6、肥料化技術
畜禽糞便的肥料化技術還分為堆肥化技術和制複合肥技術。(1)堆肥化技術。利用微生物在一定溫度、濕度、pH值條件下,使畜禽糞便和秸稈等農業有機廢物發生生物化學降解,形成一種類似腐殖質土壤的物質,這種方法成為堆肥化。(2)制複合肥技術。將高溫堆肥產品經殺滅病原菌、蟲卵和雜草種子等無害化處理和穩定化處理後與經粉碎後的N、K、P化肥混合,經篩分、乾燥可製成顆粒化複合肥。顆粒化的複合肥因為具有能同時提供多種營養成分、養分均衡、施用方便、便於運輸等特點而得以迅速發展。
7、飼料化技術
畜禽糞便含有豐富的營養成分,最適合於反芻動物。畜禽糞便經適當處理殺死病原菌,改善適口性,並能提高蛋白質的消化率和代謝能。
畜禽糞便飼料化方法主要有以下幾種:其一,乾燥法。乾燥法以雞糞的處理用得最多,也是常用的處理方法。乾燥法是將糞便單獨或摻人一定比例的麥糠,拌勻後乾燥、過篩除去雜質,再粉碎供作飼料。按乾燥方式不同,可分為自然乾燥法和人工乾燥法。其二,青貯法。畜禽糞便可單獨或與其他飼料一起青貯。這種方法經濟可靠,產品無毒無味,適口性強。其三,需氧發酵法。在氧化池中利用好氧微生物對畜禽糞尿進行發酵,產生單細胞蛋白,可製成適合單胃動物的飼料,氧化池混合液可作為動物飲用水。
8、燃料化技術
以畜禽糞便、秸稈等農業廢物為原料。經厭氧發酵可以產生以CH為重要成分的沼氣,可作為燃料;沼液可以直接肥田,沼渣可以用來養魚,形成養殖與種植和漁業緊密結合的物質循環的生態模式。