猪沼粮生态循环农业模式在上海农场的实践应用

陈新兵何为志李双喜吕卫光*

（1上海市上海农场，江苏省盐城市 224151；2上海市农业科学院，上海市奉贤区 201403）

猪沼粮生态循环农业模式在上海农场的实践应用

陈新兵1何为志1李双喜2吕卫光2*

（1上海市上海农场，江苏省盐城市 224151；2上海市农业科学院，上海市奉贤区 201403）

猪沼粮生态循环农业模式能将传统的粮食生产一元结构向粮食种植和畜禽养殖二元结构发展，具有广阔的应用前景。近年来，上海农场大力推进应用了猪沼粮生态循环农业模式，取得了显著的生态效益与经济效益。现对上海农场发展猪沼粮生态循环农业模式的实践情况、沼液高效利用与稻田施用技术、取得的生态效益与经济效益进行总结介绍，以促进该模式的规模化生产应用。

猪沼粮生态循环农业模式；实践应用；效益分析；上海农场

猪沼粮生态循环农业模式是指按照生态学和生态经济学原理，应用系统工程方法，因地制宜地规划、设计、组织、调整和管理畜禽生产，以保持和改善生态环境质量，维持生态平衡，保持畜禽养殖业协调、可持续发展的生产形式。上海农场位于江苏省大丰市境内，该农场一直立足发展生态高效循环农业，以1.33万hm2耕地和100万头生猪养殖为基本依托，着力推进种植、养殖、微生物三维循环农业产业链发展，以减少农业生产资料投入、降低农业废弃物排放、提高单位产出率、实现农业健康可持续发展。为此，上海农场自2013年起开展了猪沼粮生态循环农业模式的实践应用，主要包括养猪、猪粪尿制沼气、沼液还田、沼渣制有机肥、粮食种植等内容。现笔者对上海农场发展猪沼粮生态循环农业模式的实践情况、沼液高效利用与稻田施用技术、取得的生态效益与经济效益进行了总结介绍，以促进该模式的规模化生产应用。

1 猪沼粮生态循环农业模式介绍

猪沼粮生态循环农业模式能将传统的粮食生产一元结构向粮食种植和畜禽养殖二元结构发展，该模式实施“种、养、沼、肥”四环产业并举的关键是变单环技术为组合链条技术，集大成于一体，提高了农业生产的环境质量，合理调整了生产过程中的相互关系[1，2]。猪沼粮生态循环农业模式使一个生产过程中的排泄物（废弃物）转变为另一个生产过程中的输入物（原料资源），从而实现了农业生产的无废弃物过程（零排放目标），即废弃物资源化过程[3]。

在猪沼粮生态循环农业模式中，粮食秸秆还田或秸秆粗制品作为饲料进入规模化养殖场，养殖场畜禽粪便进入发酵池产生沼气用于能量循环，解决燃料问题；沼液还田减少肥料用量，沼渣用于生产专用有机肥，进入农业生产循环系统，充分利用循环系统内各个环节的资源，减少农药化肥用量，生产出绿色优质稻米。该模式建立了以规模集约化养殖场为单元的生态农业产业体系，以粮食作物生产为基础、养殖业为龙头、沼气能源开发为纽带、有机肥料生产为驱动，形成了饲料、肥料、能源以及生态环境的良性循环（见图1）。

图1 猪沼粮生态循环农业模式

2 上海农场发展猪沼粮生态循环农业模式实践情况

为发展猪沼粮生态循环农业模式，上海农场按照“一匹配、二分离、三配套”原则进行减量化、生态化、资源化、无害化生产，将猪场的畜禽粪便等废弃物变废为宝，促进了畜牧业和种植业的健康可持续发展。

2.1 一匹配

按照每667 m2田块承载5头猪的废弃物的标准布局生猪产业，配套相应农田消纳粪水或沼液。

2.2 二分离

选择合理的清粪工艺，实行雨污、干湿二分离，减少污水排放量。新建猪场采用水泡粪工艺，地面是漏缝地板，通过猪的活动和踩踏，使猪粪尿落入地下的粪水收集池，池下预埋管道与猪舍外的氧化池相连。收集池内的粪水储满后，只要将底部的阀门提起，通过管道负压即可将粪水、冲洗用水等一并输送至氧化池进行集中处理，基本实现了自动清粪。

2.3 三配套

（1）配套与猪场养殖规模匹配的沼液贮存池。农场区域内建有沼液储存池、厌氧发酵池55.8万m3，沼气站发酵罐体积1.08万m3，还田管道1.1 m3。（2）配套沼气发电站。农场区域内建有19座沼气发电站。（3）配套有机肥厂。农场区域内建有3座有机肥厂，设计产能25 000 t。

3 猪沼粮生态循环农业模式中沼液高效利用与施用技术

3.1 管道架设

由于沼液浓度较高，需要稀释施用，故要根据稻田现有水渠布设沼液管道，安装控制阀，配合灌溉用水进行施用。上海农场采用灌溉水和沼肥双管道运行模式，在田间，灌溉水管道支管（直径280～315 mm）每隔30 m、肥水管道支管（直径125 mm）每隔60 m，设置双向出水口，沼肥与灌溉水在出口处对冲混合后进入田间，供水稻生长使用。

3.2 沼液水稻浸种

对上一年或当年生产的新鲜种子可使用沼液进行浸种杀菌。浸种前应对种子进行筛选，清除杂物、秕粒，并进行翻晒，翻晒时间不得低于24 h；选用正常发酵产气2个月以上的沼液，将种子装在能滤水的袋子里，并将袋子悬挂在沼气池出料间的上清液中，要求沼液温度在10 ℃以上，pH在7.2～7.6。

常规稻品种采用一次性浸种，在沼液中的浸种时间，早稻48 h、中稻为36 h、晚稻为36 h，粳、糯稻可延长6 h，然后用清水洗净，破胸催芽；抗逆性较差的常规稻品种应将沼液用清水稀释一倍后进行浸种，浸种时间为36～48 h，然后用清水洗净，破胸催芽。杂交稻品种应采用间歇法沼液浸种，三浸三晾，清水洗净，破胸催芽。在沼液中的浸种时间，早稻为42 h，每次浸14 h、晾6 h；中稻为36 h，每次浸12 h、晾6 h；晚稻为24 h，每次浸8 h、晾6 h。

3.3 稻田沼液肥料配施灌溉管理

3.3.1 施用沼液全程替代化肥

沼液应配合灌溉用水稀释后进行施用，整个水稻生长期每667 m2稻田沼液施用量在21～27 t（折合每667 m2纯氮用量为16～20 kg），施用量配比以基肥∶苗肥∶壮秆肥∶穗肥为3∶3∶2∶2～4∶2∶3∶1较为适宜。

3.3.2 沼液替代部分化肥施用

沼液应配合灌溉用水稀释后进行施用，整个水稻生长季每667 m2稻田沼液施用量在15～20 t（折合每667 m2纯氮用量为12～15 kg），施用量配比以基肥∶苗肥∶壮秆肥∶穗肥为4∶2∶3∶1较为适宜。

4 生态效益与经济效益分析

通过猪沼粮生态循环农业模式在上海农场的实践应用表明，该模式可大幅度提升农业资源利用效率，猪粪经过沼气池发酵处理后，减少了粪便污染，保护了环境卫生；沼液还田可减少当季稻田化肥用量25%～50%，同时由于有机肥施用量的逐年增加，化肥用量下降，使板结的土壤得到了改善；连续施用沼肥的土壤有机质含量显著提高，土壤团粒结构有所改善，氮、磷、钾含量丰富，保水抗旱性能显著提高。

以每667 m2稻田施用沼液10 t替代部分化肥为例，化肥、有机肥及沼液配施，每667 m2稻田节约化肥成本40元左右，同时提升水稻产量10%左右，每667 m2增产60 kg，按稻谷售价1.5元/kg计，每667 m2水稻种植收益增加130元。但考虑到规模化养殖场需配备沼液还田管道，平均折合每667 m2农田成本在600元左右，以10年折旧计算，每年每667 m2成本在60元左右。因此，单以沼液还田为例，每667 m2农田纯收益增加70元左右。

5 小 结

上海农场应用实践表明，限制猪沼粮生态循环农业模式规模化生产应用的关键在于规模化养殖场的畜禽粪尿处理和发酵技术，目前很多传统养殖场的配套设施需要更新。但猪沼粮生态循环农业模式是十分高效的循环农业发展模式，尤其是在规模化养殖场周边配套沼液、沼渣处理的农田和有机肥厂，这对实现资源的高效利用、提升单位土地效益、减少农业面源污染有重要意义，因此，该模式推广前景广阔。

[1] 孙路,田国成,吴发启.关中农户型“猪-沼-粮”循环农业的能流及效益分析[J].中国农学通报,2015,31(8):139-144.

[2] 周小萍,陈百明,卢燕霞,等.中国几种生态农业产业化模式及其实施途径探讨[J].农业工程学报,2004,20(3):296-300.

[3] 骆世明.农业生态学[M].北京:中国农业出版社,2001:447-454.

2017-06-25

上海市农委科技攻关项目[编号：沪农科攻字(2014）第5-1号]。

*为通讯作者。