生態(tài)循環(huán)農業(yè)

1、現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農業(yè)技術理論與模式 安徽農業(yè)大學資源與環(huán)境學院 巫厚長E-mail: Mobile no要內容：一、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的理論基礎二、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的技術模式三、典型生態(tài)農業(yè)技術介紹四、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設創(chuàng)新大賽項目范例五、創(chuàng)新大賽項目撰寫提綱一、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的理論基礎 概念概念1.有機農業(yè)：利用農牧結合、輪作、堆肥等保持養(yǎng)分平衡，用生物防治方法控制害蟲，通過土壤耕作調節(jié)其結構性能，降低成本和能耗，保護環(huán)境和提高產品質量。2. 國外生態(tài)農業(yè)：基本不用化學品，使用固氮植物、作物輪作以及正確處理和使用農家肥料等，保持土壤肥力；種植業(yè)與畜牧業(yè)比例恰當，使系統(tǒng)能夠

2、穩(wěn)定；生態(tài)上自我維持，低投入，經濟上有生命力，有利于長遠發(fā)展。3. 中國生態(tài)農業(yè)：應用生態(tài)工程技術及傳統(tǒng)農作技術，對農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進行整體優(yōu)化設計管理（種、養(yǎng)、加、銷售、旅游五位一體），在促進物質的良性循環(huán)前提下，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán)境污染，高效低耗，達到經濟與生態(tài)效益同步發(fā)展。一、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的理論基礎英國學者M.K.Warthington在生態(tài)農業(yè)及有關農業(yè)技術一書中，總結生態(tài)農業(yè)應具備下列條件：必須是一個自我維持系統(tǒng)，一切副產品都需要再循環(huán)。提倡使用固氮植物、作物輪作以及正確處理和使用農家肥料等技術，保持土壤肥力。生物群落多樣性，種植業(yè)與畜牧業(yè)比例恰當，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定，自我維

3、持。單位面積凈產量必須是高的。為獲得高產，農場規(guī)模應該是較小的(建議500畝左右)。經濟上必須是可行的，目標是在沒有政府補貼的情況下獲得真正的經濟效益。農產品就地加工并直接供給消費者。在美學及倫理道德上必須為社會所接受。一、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的理論基礎 生態(tài)農業(yè)基本原理生態(tài)農業(yè)基本原理1.整體效應原理：農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)：是指在人類的積極參與下，利用農業(yè)生物和非生物環(huán)境之間以及農業(yè)生物種群之間的相互關系，通過合理的生態(tài)結構和高效生態(tài)機能，進行能量轉化和物質循環(huán)，并按人類社會需要進行物質生產的綜合體。農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組分結構：指農、林、牧、漁、副（加工業(yè)）各業(yè)之間的量比關系，以及各業(yè)內部的物種組成及量比關

4、系。 核心：生產者、消費者、分解者的組成及量比關系。 運用整體功能大于個體功能之和的原理，對整個農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組分結構進行優(yōu)化設計和布局，利用系統(tǒng)各組分之間的相互作用及反饋機制進行調控，提高整個農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產力和穩(wěn)定性。一、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的理論基礎2.生態(tài)位原理生態(tài)位：指每個物種在群落中的時間和空間及其機能關系（時間生態(tài)位、空間生態(tài)位、營養(yǎng)生態(tài)位），或者說群落內一個種和其它物種的相關位置。生態(tài)位寬度：物種利用資源的幅度。生態(tài)位重疊：多種物種對資源共同利用的程度。引種：中蜂和意大利蜂；天敵與害蟲。生態(tài)位分離：不同的物種占據不同的生態(tài)位，有利于物種存活。二、生態(tài)農業(yè)建設的理論基礎生態(tài)位移動：

5、由于環(huán)境脅迫或種間競爭的結果，物種對資源譜利用的變動。通過生態(tài)位的建造和利用，使各種生物之間巧妙配合，使得有限的自然資源和社會資源最大限度地充分利用，從而獲得系統(tǒng)較高的生產力。立體種植、種養(yǎng)結合生態(tài)農業(yè)：林-參間作、林下養(yǎng)雞、稻田養(yǎng)魚。3.食物鏈原理食物鏈和食物網：生產者所固定的物質和能量，通過一系列取食和被食的關系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按取食和被食的關系形成的單向聯(lián)系稱為食物鏈。食物鏈交錯鏈接，形成食物網。生態(tài)農業(yè)根據食物鏈原理組建產業(yè)鏈，將各營養(yǎng)級上因食物鏈選擇所廢棄的物質作為營養(yǎng)源，通過優(yōu)化食物鏈中的相應生物進一步轉化利用，使生物能的有效利用率得到提高。常以農牧結合為核心，將第一性生

6、產和第二性生產有機統(tǒng)一起來，并通過食性選擇使產業(yè)鏈加環(huán)，使生物能多層次利用。 加環(huán)技術：指通過增加或減少某些食物鏈環(huán)節(jié)，系統(tǒng)獲得資源的充分利用，生產相應的可為人類二次利用產品的過程。加環(huán)的種類已經不限于食物鏈環(huán)節(jié)，一些產業(yè)環(huán)節(jié)、管理環(huán)節(jié)等都可以成為加環(huán)的內容。 根據食物鏈加環(huán)的性質不同，可以將加環(huán)分為生產環(huán)、增益環(huán)、減耗環(huán)、復合環(huán)、加工環(huán)等。生產環(huán)：指所加入的環(huán)節(jié)，可以使非經濟產出組分或者生產過程中的副產品，直接生產出人類可以利用的經濟產品。例如，利用工農業(yè)生產過程中的有機副產品：棉籽殼、稻草、木糖醇渣等培養(yǎng)出食用菌，利用無毒的有機廢水，采用無土栽培方法，培養(yǎng)疏菜或花卉，既處理和凈化了廢水(渣

7、)，又生產出商品。增益環(huán)：指所加入的環(huán)，雖然不能直接生產出商品，但可以加大或提高生產環(huán)的效益。例如，利用無毒有機廢水種植水葫蘆、細綠萍等植物，處理和凈化廢水。處理后的廢水和所生產出的青綠飼料雖然不是商品，但可以用這原本不能養(yǎng)魚的水去養(yǎng)魚，水葫蘆和細綠萍又可以作為飼料飼養(yǎng)家畜、家禽、養(yǎng)殖魚類，節(jié)約飼料，降低成本。減耗環(huán)：在食物鏈網中，每個環(huán)節(jié)均是生產者，但是，每個環(huán)節(jié)又都是上一營養(yǎng)級的消費者，其中，有些環(huán)節(jié)生產的產品人類沒有利用價值，反而過度消耗上一營養(yǎng)級的資源。例如，農田害蟲、田鼠等，這個環(huán)節(jié)稱之為損耗環(huán)。在原來的損耗環(huán)上增加一些新的環(huán)節(jié)，或增大原有的環(huán)節(jié)，使之抑制和減弱損耗環(huán)的作用，加人的這

8、種環(huán)節(jié)即為減耗環(huán)。例如，小麥（油菜）套種棉花可以起到控制棉蚜發(fā)生的作用，即為減耗環(huán)的一個典型實例。 加工環(huán)：是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產業(yè)化的必然產物，是在自然生態(tài)系統(tǒng)食物鏈和食物網基礎上的創(chuàng)新和發(fā)展，是將農業(yè)生產過程中產出的初級和次級產品改變形態(tài)、經濟和營養(yǎng)價值的一種環(huán)節(jié)。 農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產出的產品以原糧、毛菜、水果等形式輸出，產值低。未經充分利用的部分產品極易以廢物形式輸出，造成污染。如果將其進行適當加工處理，可以大大提高產品的經濟價值。3.食物鏈原理設計思路：將種植業(yè)-養(yǎng)殖業(yè)-加工業(yè)-廢棄物的資源化利用組合，形成循環(huán)鏈。 根據系統(tǒng)內生產結構的物質循環(huán)方式可設計種植業(yè)內部物質循環(huán)生態(tài)農業(yè)（作物-食用菌，

9、林木-食用菌），養(yǎng)殖業(yè)內部物質循環(huán)生態(tài)農業(yè)（雞-豬-蠅蛆（蚯蚓），種、養(yǎng)結合的物質循環(huán)生態(tài)農業(yè)（禽-漁-作物），種、養(yǎng)、加結合的物質循環(huán)生態(tài)農業(yè)。不同地區(qū)可以因地制宜地設計一種或多種物質循環(huán)模式，延長食物鏈，實現(xiàn)經濟效益、生態(tài)效益和社會效益的最優(yōu)化。 4.物質循環(huán)與再生原理生態(tài)系統(tǒng)通過與外界進行物質和能量交換，系統(tǒng)內部要素間物質循環(huán)和能量流動，具有自適應和自組織能力，建立自我維持和調節(jié)機制。生態(tài)農業(yè)盡可能適量或較少的外部投入，利用生態(tài)位利用技術、食物鏈加環(huán)技術等建立良性物質循環(huán)、再生利用體系，使養(yǎng)分盡可能在系統(tǒng)中循環(huán)利用，實現(xiàn)廢棄物資源化利用。5.生物多樣性和種群間相生相克原理生物多樣性：指生

10、物種的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復雜性，包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生態(tài)農業(yè)強調多物種復合經營，生物多樣性的提高保證復合系統(tǒng)的穩(wěn)定性。生物種群間的相克：競爭、捕食、寄生、偏害關系。生物種群間的相生：互利共生關系。 建立互利共生網絡：將不相聯(lián)接的種，通過食物鏈的聯(lián)接形成共生網絡，提高效率，促進物質的良性循環(huán)。如魚鴨混養(yǎng)、稻田養(yǎng)魚、鴨、蟹、基塘系統(tǒng)等。 6.生物與環(huán)境的協(xié)同進化原理生物與環(huán)境的協(xié)同進化：生物適應于環(huán)境，也作用于環(huán)境。生態(tài)農業(yè)：根據地域條件，選擇適應性較好的生物種群，獲得高生產力水平，同時注重環(huán)境承載能力。主要內容：一、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的理論基礎二、生態(tài)循環(huán)農業(yè)

11、建設的技術模式三、典型生態(tài)農業(yè)技術介紹四、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設創(chuàng)新大賽項目范例二、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的技術模式1.立體種植業(yè)生態(tài)農業(yè)技術模式農作物的間作、套作、和輪作模式間作 一茬有兩種或兩種以上生育季節(jié)相近的作物，在同一塊田地上成行或成帶（多行）間隔種植的方式稱為間作。如玉米-豆類（薯類、花生）間作等。通過高桿與矮桿、喜光與喜蔭等具備營養(yǎng)異質互補特性的作物合理組配，達到對光、溫、水等資源的高效利用。 間作可顯著提高土地利用率，由間作形成的作物復合群體可增加對陽光的截取與吸收，減少光能的浪費，同時，兩種作物間可產生互補作用，如寬窄行間作或帶狀間作中的高桿作物有一定的邊行優(yōu)勢，豆科與禾本科間作有利于補

12、充土壤氮元素的消耗等。1.立體種植業(yè)生態(tài)農業(yè)技術模式套作 在前季作物生長后期的株、行或畦間播種或栽植后季作物的種植方式稱為套作、串作。如在小麥、油菜生長后期每隔3-4行播種一行玉米或棉花。套作作物的共生期只占生育期的一小部分時間，是一種解決前后季作物間季節(jié)矛盾的復種方式，可以提高光能和土地的利用率；提高單位面積產量；有利于后季作物適時播種；緩和用工矛盾，避免旱澇或低溫災害；生態(tài)控制害蟲為害。 1.立體種植業(yè)生態(tài)農業(yè)技術模式輪作 在同一塊田地上有順序地在季節(jié)間或年度間輪換種植不同作物或進行復種組合的種植方式稱為輪作。如一年一熟制的大豆-小麥-玉米三年輪作，是年間的作物輪作。在一年多熟制條件下，則

13、既有年間輪作又有年內輪作，如南方的綠肥-水稻-油菜-水稻-小麥-水稻-煙草-水稻等。 合理的輪作可以將養(yǎng)地和用地相結合，協(xié)調不同作物對水分、養(yǎng)分的需求，改善土壤理化性狀，調節(jié)土壤肥力；減輕農作物病蟲害，增加農作物產量，提高品質。輪作防止連作障礙（水旱輪作）1.立體種植業(yè)生態(tài)農業(yè)技術模式.茶園立體種植模式：建立結構合理、功能穩(wěn)定的茶園復合生態(tài)系統(tǒng)，提高茶園生物群落多樣性。 茶-農復合型。 茶-果復合型。 茶-林復合型。 林、果遮30-35%的烈日照射，穩(wěn)定產量，提高茶葉品質；凈化茶園空氣，穩(wěn)定茶園小氣候阻止倒春寒、臺風的侵襲。1.立體種植業(yè)生態(tài)農業(yè)技術模式 林糧間作立體種植模式：改善農田小氣候，

14、具有顯著的抗干熱風和防風寒的作用。法桐、銀杏等冠形小、市場前景好的樹種與糧間作。楊農間作。（花生、藥材、大豆：蠐螬的為害加重）1.立體種植業(yè)生態(tài)農業(yè)技術模式 林藥間作立體種植模式：林木、果樹與藥用栽培植物的空間立體組合種植方式。采用高大的陽性喬木與植株矮小的耐陰藥用植物組合。林-參間作；經濟林木-黃連（絞股藍、白術、芍藥）間作；果樹（桑樹）-藥用植物間作。1.立體種植業(yè)生態(tài)農業(yè)技術模式林菌或糧菌間作模式：林下或作物下層種植食用菌。林木（果樹、桑等）-等食用菌模式；水稻（茭白）-食用菌模式；2.立體養(yǎng)植業(yè)生態(tài)農業(yè)技術模式 放牧動物群落綜合化 放牧動物群落綜合化的生態(tài)農業(yè)：根據一定牧場的具體條件，

15、選擇多種在生境、身體大小和尋食習性等方面各不相同的農用動物(包括新馴化的野生動物)混養(yǎng)在與之相配合的多種植物的綜合群體中，使這些生長在混雜群叢中的動植物物種的綜合體能持續(xù)地保持最大限度的蛋白質產量。 放牧動物群落綜合化 組配多種畜禽實行綜合放牧，在發(fā)展中國家的現(xiàn)有條件下，在發(fā)達國家高度集約養(yǎng)殖的條件下均能取得遠遠超過單一放牧的效果。美國、澳大利亞、歐洲國家、阿根廷、新西蘭等畜牧發(fā)達國家采用混牧方法已獲得良好效果。美國和澳大利亞試行牛羊混牧，歐洲各國將鴨、鵝和鮭魚在一起飼養(yǎng)，法國將乳牛和肥育家畜、育成牛與馬和羊分別編成兩組按序混牧，都取得了充分利用牧草、提高載畜量和促進家畜增長的效果。 優(yōu)化畜群

16、結構，實行分區(qū)放牧 選擇多種在生態(tài)、生理和營養(yǎng)上互補或具有食物鏈關系的農用動物(包括各種畜、禽和新馴化的野生動物)進行混合放養(yǎng)，使農業(yè)動物群落以最優(yōu)化生態(tài)結構組合在一起；同時根據畜群大小、草地產量等條件用固定式或移動式圍欄將草地分隔成若干小區(qū)，在這些小區(qū)內輪流放養(yǎng)畜群，使草層恢復生長和適時利用，從而提高載畜量，以便持續(xù)地以最小飼養(yǎng)成本來獲得最大的畜產品產量。 優(yōu)化畜群結構，實行分區(qū)放牧 在阿根廷，畜牧業(yè)非常發(fā)達的奧秘在于實現(xiàn)了全國牧場圍欄化。通過圍欄放牧，既可合理利用草場，按一定周期分區(qū)輪放；又可按順序先放牛再放羊，或牛羊混牧，牛吃高草，羊吃低草，大大提高了草場利用率 2.立體養(yǎng)植業(yè)生態(tài)農業(yè)技

17、術模式 陸地立體圈養(yǎng)模式：空間共生立體養(yǎng)殖模式。以養(yǎng)豬（牛）為中心，養(yǎng)雞、養(yǎng)魚、沼氣（蠅蛆、蠐螬、蚯蚓）利用相結合的循環(huán)利用模式。水體立體養(yǎng)殖模式：利用水體空間、營養(yǎng)物質和溶解氧等而設計的一種空間配置方式。鰱魚、鳙魚（上層）-草魚（中層）-青魚、鯉魚、鯽魚（下層）鴨（上層）-魚（下層）-珠蚌（下層）；魚（上層）-鱉（下層）；魚（水下）-鵝（水上）。3.種養(yǎng)結合生態(tài)農業(yè)模式 農牧結合的生態(tài)農業(yè)模式稻/草（黑麥草）-鵝結合模式稻鴨共作模式壟稻溝魚（蝦、蟹）模式稻-萍-魚立體養(yǎng)殖模式3.種養(yǎng)結合生態(tài)農業(yè)模式農林牧復合生態(tài)模式：林業(yè)-種植業(yè)（草業(yè)、農業(yè)）-牧業(yè)-沼氣。如：膠-茶-雞模式（海南文昌雞）。

18、林農魚復合生態(tài)模式：林業(yè)-種植業(yè)-漁業(yè)（丘陵坡地地區(qū)：山頂水土保持林-山腰耐旱經濟果林-山腳魚塘-草）農牧漁復合生態(tài)農業(yè)模式：畜禽養(yǎng)殖-沼氣-漁業(yè)-種植業(yè)。林牧漁復合生態(tài)模式：山坡地的林牧漁復合生態(tài)模式：林果業(yè)-畜牧業(yè)-漁業(yè)。3.種養(yǎng)結合生態(tài)農業(yè)模式濕地“林-稻-鴨-魚”復合生態(tài)模式以沼氣為紐帶的復合生態(tài)農業(yè)模式：“沼氣池、豬舍、廁所、蔬菜栽培”組裝在溫室內。以腐生食物鏈為紐帶的復合生態(tài)農業(yè)模式：食用菌、蚯蚓、蛆、蠐螬等土壤動物。如：鄭州天園“黃牛-牛糞-蚯蚓-黃鱔-黃瓜”模式。4.以農林牧副產品加工為紐帶的多元產業(yè)化生態(tài)模式如安徽石臺縣：竹（木）加工廢棄物生產竹（木）炭、竹（木）醋液模式。5

19、.以生態(tài)旅游為紐帶的多元產業(yè)生態(tài)模式：以農業(yè)生產為載體，發(fā)展農業(yè)、農村觀光、農產品餐飲、農事活動體驗、農業(yè)文化、農業(yè)科普、休閑度假、農村養(yǎng)老。主要內容：一、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的理論基礎二、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設的技術模式三、典型生態(tài)農業(yè)技術介紹四、生態(tài)循環(huán)農業(yè)建設創(chuàng)新大賽項目范例三、典型生態(tài)農業(yè)技術介紹生態(tài)種植防治前SAVONA處理清水對照1%阿維菌素+3%啶蟲脒處理生態(tài)種植種草（藥）前生態(tài)種植種草（藥）后生態(tài)種植生態(tài)種植生態(tài)種植生態(tài)種植生態(tài)養(yǎng)殖生態(tài)養(yǎng)殖農業(yè)廢棄物處理與利用 養(yǎng)豬場廢棄物處置與資源化利用 1.糞污干濕分離、雨污分流，建成獨立的雨水徑流排放系統(tǒng)。1.糞污干濕分離2.干清糞、沼渣好氧堆肥技

20、術（1）好氧堆肥過程可大致分成三個階段：中溫階段 這是指堆肥化過程的初期，堆層基本呈1545的中溫，嗜溫性微生物較為活躍并利用堆肥中可溶性有機物進行旺盛的生命活動。這些嗜溫性微生物包括真菌、細菌和放線菌，主要以糖類和淀粉類為基質。真菌菌絲體能夠延伸到堆肥原料的所有部分，并會出現(xiàn)中溫真菌的子實體。同時螨、千足蟲等將攝取有機廢物。腐爛植物的纖維素將維持線蟲和線蟻的生長，而更高一級的消費者中彈尾目昆蟲以真菌為食，纓甲科昆蟲以真菌孢子為食，線蟲攝食細菌，原生動物以細菌為食。 2.干清糞、沼渣好氧堆肥技術高溫階段 當堆溫升至45以上時即進入高溫階段，在這一階段，除少部分殘留下來的和新形成的水溶性有機物繼續(xù)分解轉化外，復雜的有機物，如半纖維素、纖維素等開始被強烈分解，同時開始了腐殖質的形成過程，出現(xiàn)了能溶解于弱堿的黑色物質。這一階段中嗜溫微生物受到抑制甚至死亡，取而代之的是嗜熱微生物，常見的有好熱真菌、好熱放線菌等。這兩類菌中，放線菌占優(yōu)勢。堆肥中殘留的和新形成的可溶性有機物質繼續(xù)被氧化分解，堆肥中復雜的有機物如半纖維素、纖維素和蛋白質也開始被強烈分解。2.干清糞、沼渣好氧堆肥技術在高溫階段中，各種嗜熱性的微生物的最適宜溫度也是不相同的，在溫度的上升過程中，嗜熱微生物的類群和種群是互相接替的。通常在50左右最活躍的是嗜熱性真