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摘要：江苏省农科院六合现代循环农业基地通过种养加一体化循环农业系统模式实践，基本能实现生物产能在系统内部良性循环和有序流动，通过农业废弃物的再循环、再利用不但减少投入，节约了资源，而且构建了一个环境和谐优美、生态景观优良的循环型生态农业示范区，值得推广应用。
关键词：农业废弃物 循环农业 江苏省农科院 基地
循环农业是在保护农业生态环境和充分利用高新技术的基础上，调整和优化农业生态系统内部结构及产业结构，提高农业系统物质能量的多级循环利用，将农业副产物或废弃物转变为资源，最大程度地减轻环境污染，使农业生产经济活动真正纳入到农业生态系统之中，实现生态的良性循环与农业的可持续发展。循环农业就是运用物质循环再生原理和物质多层次利用技术，实现较少废弃物的生产和提高资源利用效率的农业生产方式。
江苏省农业科学院六合现代循环农业基地根据循环农业原理，把种植业与养殖业纳入到一体化经营的产业体系中，按照资源互补循环利用机理，合理配置种植养殖规模，形成物质、能量循环利用的产业链，既提高废弃物的资源化利用，又能解决环境的污染问题。通过技术集成、装备，自主创新，将传统的种植、养殖产业、现代农业科技与先进农业生产设施有机结合起来，运用现代农业科技和先进设备将原本孤立的种植、养殖单位有机整合，探索出一条种养加一体化的循环农业节能减排新模式。
1 基地概况
基地总面积233.45km2，位于苏皖交界处南京市六合区竹镇镇金磁村，远离工业区。处江淮分水岭，属亚热带季风气候区，平均温度15.1℃，无霜期229天，年日照2199.5h，年降水量979.5mm，四季分明，雨热同季，气候宜人：空气洁净，为南京市大气对照区；三面环山，环境优美；另一面有100m宽排水沟，沟中栽种杨树与外隔绝。内有红阳水库与半山水库，为农业灌溉优良水源。生态环境保护较好，适宜无公害、绿色、有机农产品的生产。
基地从2006年起已投入1亿多元资金建成了万头猪场、万只羊场、万只笼位种兔养殖场、200.1km2标准化无公害（有机）农产品种植基地以及一个农产品加工中心，并建成了800m3沼气发酵装置与2000m3秸杆青、微贮设施为纽带的废弃物再利用，“种-养-加”衔接配套系统。融合了基于农作物秸秆资源化利用、畜禽粪便资源化利用、以沼气开发利用为纽带的三种农业循环经济模式。
2 循环农业的构思和意义
种植和养殖这两个产业不仅需要消耗大量的能源（肥料、饲料、水、电等），还会排出大量的农业废弃物（秸秆、废草、粪尿等），加工业需要消耗大量的原材料及能源（水、电）。为尽可充分做到“低开采、高利用、低排放、再循环”，以最低量的投入和排放，最高效率地生产优质农产品，使整个农业循环体系得到最高效益。“种-养-加”循环模式的主要思路是种植、养殖和加工这三个产业所需要的能源、肥料、原材料尽可能从循环体系内获得，而三个产业所产生的各种废弃物均依靠循环体系进行处理，并利用废弃物资源化、肥料化、能源化等技术为体系内提供一定的能源、肥料和原材料。严格控制进入循环体系内的各种外源性资源，以及排出体系之外的各种废弃物。
图中是基地整个循环农业的示意图，在整个大循环体系中，包括了种植、养殖、和加工是整个循环体系中的基础，所有循环都是围绕这三个基础进行。其基本构成是种植产生的农产品送到加工厂，生产的饲料供养殖；种植产生的废弃物（秸秆、废草）也提供给养殖。养殖产生的粪便生产为肥料供给种植，产生的肉、蛋、皮、毛等产品提供给加工；养殖产生的粪便还可以产生沼气发电供加工使用，沼液沼渣用于种植。
3 种-养-加规模
3.1种植业
3.1.1无公害农作物种植区
总面积80多km2，周边设隔离带，采用江苏省农科院育成自主知识产权优质良种水稻（南粳46）、玉米（苏科花糯）品种，轮作豆科作物和牧草。采用无公害农产品生产技术，施用有机肥料（有机肥、沼液、沼渣），减少化学使用量，使用生物农药和农业生物防治病虫害，生产优质特色农产品。
3.1.2有机设施蔬菜种植区
总面积13.34km2左右，按照有机蔬菜的生产要求，采用蔬菜连栋大棚、单体大棚、防虫网棚设施栽培，采用膜下滴灌节水管理技术，有机肥施用技术，黄板诱蚜、灯光诱集等物理防治及植物药剂生物防治等病虫害综合防治技术。备有喷滴灌系统，施肥以沼液为主，并建立了有机蔬菜全程质量监控可追溯体系技术体系。
3.1.3经济果树区
充分利用坡地，种植桃树、梨树，发展优质桃、梨品种，提高土地附加值。肥料使用有机肥产有机肥料和沼气工程产沼液沼渣。
3.2养殖业
集成规模养殖场建筑设计技术，规模养殖技术、生态健康养殖技术；配套建设雨污分流、粪尿排污管理管道，集中处理家畜粪便。优化布局繁殖区、保育区、育肥区及生活区，各区间设置隔离带。
3.2.1原种猪场
占地面积约133300m2，建筑面积约23000m2，建有猪舍自动加温系统和自动通风湿帘降温系统，配有10套种猪选育自动测定系统。饲养的品种苏钟猪为江苏省农业科学院在“七五”“八五”科技攻关项目成果基础历时二十余年系统选育而成。现有基础母猪500多头，年出栏种、仔、肥猪近万头。
3.2.2羊场
羊场按照规模化养殖的标准设计，突出了低成本和高效率理念，为国内流的创新性设计。主要饲养品种为波杂羊。占地面积40000m2，建有繁殖母羊舍、羔羊哺育舍、育肥羊舍。总建筑面积8500m2，配套综合用房325m2、草料场1000m2和饲料库400m2、青贮池7500m3，污水处理池50m3。现年饲养量3000～5000头。 3.2.3兔场
主要饲养品种为美系獭兔和新西兰肉兔，占地5.2km2，总笼位12144个，其中控温控湿全封闭繁殖兔舍2栋（3312个笼位）、产业化养殖示范兔舍7栋（8832个笼位），年出栏獭兔1.5万只。
3.3加工业
总建筑面积4990m2，其中加工车间2990m2，两条生产线，一条是即食玉米软罐头生产线，另一条是速冻玉米棒、速冻蚕豆等速冻产品生产线；储藏保鲜库2000m2，包括高低温库各400t、气调库400t、实验库12间、日产5t速冻库2间。种植业产出的初级农产品直接进入加工中心加工和贮藏，通过加工提高了农产品的附加值，延长了产业链，通过贮藏可避免农产品集中上市，实现优质农产品的均衡上市。
4 种养循环节点建设
循环农业中最核心的步骤就是做到农业废弃物的再回收和再利用，减少农业生产中的浪费和环境污染，做到节本增效。因此，在基地循环农业过程中最重要的设施就是农业废弃物处理中心，主要是三个基础设施：沼气工程、堆肥场和青贮池。
4.1沼气工程
沼气池主要与万头原种猪场配套，沼气工程占地3000m2，按功能划分为粪污发酵处理区、沼气净化和储存区两大部分，包括调浆沉淀池、计量加热池、厌氧发酵罐（CSTR和USR反应器各1座）、沼气净化机房、沼气贮柜、一级沉淀池、二级沉淀池、脱硫塔、100kW发电机组、控制室等。厌氧发酵装置包括400m3的全混式厌氧发酵（CSTR）和升流式污泥床（USR）反应器各1个，日处理动物粪尿能力70t，可以完全接纳基地养殖场全部的粪尿处理；夏季日产沼气1000m3，冬季日产沼气600m2。配套装机容量为100kW的沼气发电机组，厌氧发酵产生的沼气经过脱水、脱硫并通过增压后，可以稳定燃烧发电；同时建有5000m无堵塞管道沼液输送系统，连通了厌氧反应器和田间地头，途中设置增压泵增压以实现沼液的顺利输送。为耦合作物需肥的季节性和反应器沼液排放的连续性，田间还设置了30个容积为90m3的沼液储存池，以保证连续排放的沼液得到消纳。在设施大棚中，沼液输送的管道统与滴灌系统连通。
4.2堆肥场
内设堆肥发酵车间、厌氧发酵、菌种扩繁、二次加工、肥料加工等车间，年处理废弃物能力为5000t，采用钢结构墙体和保温砌块砌筑，屋面采用双层聚苯泡沫夹芯彩板，建筑保温隔热性能满足当地防寒防暑的要求，并有地面防渗漏处理，避免对地下水源的污染。采用槽式动态连续发酵工艺，对水分含量相对较低的干清猪粪、羊粪、兔粪等进行无害化处理，粪便达到无害化标准并腐熟后，生产有机肥料。不能饲料化利用的秸秆、农产品加工废弃物进行粉（切）碎沤肥。
4.3青贮池
2000m3秸杆青、微贮设施，作为秸杆资源化再利用纽带，“种、养、加”衔接配套系统。年可处理1000t玉米秸秆，山芋藤、花生藤，不但处理自产种植的秸杆，而且收购周边农户种植的秸杆，可作为5000只羊的粗饲料。
5 种养加循环利用及成效
养殖场采用干清粪技术收集粪便，每天收集的干粪运送到堆肥场，发酵无害化处理后进入大田，种植玉米、花生、蔬菜等优质农产品，果实加工成有机、绿色、无公害等食品；少量的粪尿进入沼气池，经过沼气发酵装置，产生沼气、沼液和电能，沼气、电能通过线路输送给养殖区、饲料加工厂和农产品加工中心使用。沼液作为优良的有机肥通过沼液输送管道输送到种植区，用于农作物的灌溉、施肥；种植区和加工中心产生的农作物秸秆废弃物经过秸秆青、微贮设备的处理成为羊、兔等草食动物的优质青粗饲料，实现了种养加无缝链接和循环利用。
“种-养（沼、肥）-加”一体化循环农业系统模式，经过五年多时间的运行检验，效果明显。采用秸秆青贮、微贮技术，对秸秆进行饲料化，每年利用秸秆约2300t。年产生沼气约2.6万m3，发电约5万kw/h，处理粪便约2500t，年生产商品有机肥1000t，并产生沼液6000m3，减少了资源的投入，提高了经济效益。
该模式实现了规模种植、养殖废弃物的资源化循环利用，有效解决了秸秆焚烧对大气、粪便对环境、水体的污染问题，还为养殖环节提供清洁的能源和优质饲料来源，减少了种植生产中农药和化肥成本投入，实现粮食果蔬的绿色、有机、无公害生产，从而真正实现农业生产的生态、环保、零排放的目标。有利于节约利用资源，减少秸杆焚烧，保护环境，增加农民收入。该模式改变传统的农业发展方式，优化农业资源配置，推动了农业走可持续发展的道路。
6 结论
通过种养加一体化循环农业系统模式实践，基本能实现生物产能在系统内部良性循环和有序流动，通过农业废弃物的再循环、再利用不但减少投入，节约了资源，而且构建了一个环境和谐优美、生态景观优良的循环型生态农业示范区，值得推广应用。
关键词：农业废弃物 循环农业 江苏省农科院 基地
循环农业是在保护农业生态环境和充分利用高新技术的基础上，调整和优化农业生态系统内部结构及产业结构，提高农业系统物质能量的多级循环利用，将农业副产物或废弃物转变为资源，最大程度地减轻环境污染，使农业生产经济活动真正纳入到农业生态系统之中，实现生态的良性循环与农业的可持续发展。循环农业就是运用物质循环再生原理和物质多层次利用技术，实现较少废弃物的生产和提高资源利用效率的农业生产方式。
江苏省农业科学院六合现代循环农业基地根据循环农业原理，把种植业与养殖业纳入到一体化经营的产业体系中，按照资源互补循环利用机理，合理配置种植养殖规模，形成物质、能量循环利用的产业链，既提高废弃物的资源化利用，又能解决环境的污染问题。通过技术集成、装备，自主创新，将传统的种植、养殖产业、现代农业科技与先进农业生产设施有机结合起来，运用现代农业科技和先进设备将原本孤立的种植、养殖单位有机整合，探索出一条种养加一体化的循环农业节能减排新模式。
1 基地概况
基地总面积233.45km2，位于苏皖交界处南京市六合区竹镇镇金磁村，远离工业区。处江淮分水岭，属亚热带季风气候区，平均温度15.1℃，无霜期229天，年日照2199.5h，年降水量979.5mm，四季分明，雨热同季，气候宜人：空气洁净，为南京市大气对照区；三面环山，环境优美；另一面有100m宽排水沟，沟中栽种杨树与外隔绝。内有红阳水库与半山水库，为农业灌溉优良水源。生态环境保护较好，适宜无公害、绿色、有机农产品的生产。
基地从2006年起已投入1亿多元资金建成了万头猪场、万只羊场、万只笼位种兔养殖场、200.1km2标准化无公害（有机）农产品种植基地以及一个农产品加工中心，并建成了800m3沼气发酵装置与2000m3秸杆青、微贮设施为纽带的废弃物再利用，“种-养-加”衔接配套系统。融合了基于农作物秸秆资源化利用、畜禽粪便资源化利用、以沼气开发利用为纽带的三种农业循环经济模式。
2 循环农业的构思和意义
种植和养殖这两个产业不仅需要消耗大量的能源（肥料、饲料、水、电等），还会排出大量的农业废弃物（秸秆、废草、粪尿等），加工业需要消耗大量的原材料及能源（水、电）。为尽可充分做到“低开采、高利用、低排放、再循环”，以最低量的投入和排放，最高效率地生产优质农产品，使整个农业循环体系得到最高效益。“种-养-加”循环模式的主要思路是种植、养殖和加工这三个产业所需要的能源、肥料、原材料尽可能从循环体系内获得，而三个产业所产生的各种废弃物均依靠循环体系进行处理，并利用废弃物资源化、肥料化、能源化等技术为体系内提供一定的能源、肥料和原材料。严格控制进入循环体系内的各种外源性资源，以及排出体系之外的各种废弃物。
图中是基地整个循环农业的示意图，在整个大循环体系中，包括了种植、养殖、和加工是整个循环体系中的基础，所有循环都是围绕这三个基础进行。其基本构成是种植产生的农产品送到加工厂，生产的饲料供养殖；种植产生的废弃物（秸秆、废草）也提供给养殖。养殖产生的粪便生产为肥料供给种植，产生的肉、蛋、皮、毛等产品提供给加工；养殖产生的粪便还可以产生沼气发电供加工使用，沼液沼渣用于种植。
3 种-养-加规模
3.1种植业
3.1.1无公害农作物种植区
总面积80多km2，周边设隔离带，采用江苏省农科院育成自主知识产权优质良种水稻（南粳46）、玉米（苏科花糯）品种，轮作豆科作物和牧草。采用无公害农产品生产技术，施用有机肥料（有机肥、沼液、沼渣），减少化学使用量，使用生物农药和农业生物防治病虫害，生产优质特色农产品。
3.1.2有机设施蔬菜种植区
总面积13.34km2左右，按照有机蔬菜的生产要求，采用蔬菜连栋大棚、单体大棚、防虫网棚设施栽培，采用膜下滴灌节水管理技术，有机肥施用技术，黄板诱蚜、灯光诱集等物理防治及植物药剂生物防治等病虫害综合防治技术。备有喷滴灌系统，施肥以沼液为主，并建立了有机蔬菜全程质量监控可追溯体系技术体系。
3.1.3经济果树区
充分利用坡地，种植桃树、梨树，发展优质桃、梨品种，提高土地附加值。肥料使用有机肥产有机肥料和沼气工程产沼液沼渣。
3.2养殖业
集成规模养殖场建筑设计技术，规模养殖技术、生态健康养殖技术；配套建设雨污分流、粪尿排污管理管道，集中处理家畜粪便。优化布局繁殖区、保育区、育肥区及生活区，各区间设置隔离带。
3.2.1原种猪场
占地面积约133300m2，建筑面积约23000m2，建有猪舍自动加温系统和自动通风湿帘降温系统，配有10套种猪选育自动测定系统。饲养的品种苏钟猪为江苏省农业科学院在“七五”“八五”科技攻关项目成果基础历时二十余年系统选育而成。现有基础母猪500多头，年出栏种、仔、肥猪近万头。
3.2.2羊场
羊场按照规模化养殖的标准设计，突出了低成本和高效率理念，为国内流的创新性设计。主要饲养品种为波杂羊。占地面积40000m2，建有繁殖母羊舍、羔羊哺育舍、育肥羊舍。总建筑面积8500m2，配套综合用房325m2、草料场1000m2和饲料库400m2、青贮池7500m3，污水处理池50m3。现年饲养量3000～5000头。 3.2.3兔场
主要饲养品种为美系獭兔和新西兰肉兔，占地5.2km2，总笼位12144个，其中控温控湿全封闭繁殖兔舍2栋（3312个笼位）、产业化养殖示范兔舍7栋（8832个笼位），年出栏獭兔1.5万只。
3.3加工业
总建筑面积4990m2，其中加工车间2990m2，两条生产线，一条是即食玉米软罐头生产线，另一条是速冻玉米棒、速冻蚕豆等速冻产品生产线；储藏保鲜库2000m2，包括高低温库各400t、气调库400t、实验库12间、日产5t速冻库2间。种植业产出的初级农产品直接进入加工中心加工和贮藏，通过加工提高了农产品的附加值，延长了产业链，通过贮藏可避免农产品集中上市，实现优质农产品的均衡上市。
4 种养循环节点建设
循环农业中最核心的步骤就是做到农业废弃物的再回收和再利用，减少农业生产中的浪费和环境污染，做到节本增效。因此，在基地循环农业过程中最重要的设施就是农业废弃物处理中心，主要是三个基础设施：沼气工程、堆肥场和青贮池。
4.1沼气工程
沼气池主要与万头原种猪场配套，沼气工程占地3000m2，按功能划分为粪污发酵处理区、沼气净化和储存区两大部分，包括调浆沉淀池、计量加热池、厌氧发酵罐（CSTR和USR反应器各1座）、沼气净化机房、沼气贮柜、一级沉淀池、二级沉淀池、脱硫塔、100kW发电机组、控制室等。厌氧发酵装置包括400m3的全混式厌氧发酵（CSTR）和升流式污泥床（USR）反应器各1个，日处理动物粪尿能力70t，可以完全接纳基地养殖场全部的粪尿处理；夏季日产沼气1000m3，冬季日产沼气600m2。配套装机容量为100kW的沼气发电机组，厌氧发酵产生的沼气经过脱水、脱硫并通过增压后，可以稳定燃烧发电；同时建有5000m无堵塞管道沼液输送系统，连通了厌氧反应器和田间地头，途中设置增压泵增压以实现沼液的顺利输送。为耦合作物需肥的季节性和反应器沼液排放的连续性，田间还设置了30个容积为90m3的沼液储存池，以保证连续排放的沼液得到消纳。在设施大棚中，沼液输送的管道统与滴灌系统连通。
4.2堆肥场
内设堆肥发酵车间、厌氧发酵、菌种扩繁、二次加工、肥料加工等车间，年处理废弃物能力为5000t，采用钢结构墙体和保温砌块砌筑，屋面采用双层聚苯泡沫夹芯彩板，建筑保温隔热性能满足当地防寒防暑的要求，并有地面防渗漏处理，避免对地下水源的污染。采用槽式动态连续发酵工艺，对水分含量相对较低的干清猪粪、羊粪、兔粪等进行无害化处理，粪便达到无害化标准并腐熟后，生产有机肥料。不能饲料化利用的秸秆、农产品加工废弃物进行粉（切）碎沤肥。
4.3青贮池
2000m3秸杆青、微贮设施，作为秸杆资源化再利用纽带，“种、养、加”衔接配套系统。年可处理1000t玉米秸秆，山芋藤、花生藤，不但处理自产种植的秸杆，而且收购周边农户种植的秸杆，可作为5000只羊的粗饲料。
5 种养加循环利用及成效
养殖场采用干清粪技术收集粪便，每天收集的干粪运送到堆肥场，发酵无害化处理后进入大田，种植玉米、花生、蔬菜等优质农产品，果实加工成有机、绿色、无公害等食品；少量的粪尿进入沼气池，经过沼气发酵装置，产生沼气、沼液和电能，沼气、电能通过线路输送给养殖区、饲料加工厂和农产品加工中心使用。沼液作为优良的有机肥通过沼液输送管道输送到种植区，用于农作物的灌溉、施肥；种植区和加工中心产生的农作物秸秆废弃物经过秸秆青、微贮设备的处理成为羊、兔等草食动物的优质青粗饲料，实现了种养加无缝链接和循环利用。
“种-养（沼、肥）-加”一体化循环农业系统模式，经过五年多时间的运行检验，效果明显。采用秸秆青贮、微贮技术，对秸秆进行饲料化，每年利用秸秆约2300t。年产生沼气约2.6万m3，发电约5万kw/h，处理粪便约2500t，年生产商品有机肥1000t，并产生沼液6000m3，减少了资源的投入，提高了经济效益。
该模式实现了规模种植、养殖废弃物的资源化循环利用，有效解决了秸秆焚烧对大气、粪便对环境、水体的污染问题，还为养殖环节提供清洁的能源和优质饲料来源，减少了种植生产中农药和化肥成本投入，实现粮食果蔬的绿色、有机、无公害生产，从而真正实现农业生产的生态、环保、零排放的目标。有利于节约利用资源，减少秸杆焚烧，保护环境，增加农民收入。该模式改变传统的农业发展方式，优化农业资源配置，推动了农业走可持续发展的道路。
6 结论
通过种养加一体化循环农业系统模式实践，基本能实现生物产能在系统内部良性循环和有序流动，通过农业废弃物的再循环、再利用不但减少投入，节约了资源，而且构建了一个环境和谐优美、生态景观优良的循环型生态农业示范区，值得推广应用。