位于菲律宾首都马尼拉附近的玛雅农场的前身是一个面粉厂。到了1981年,农场已拥有36公顷的稻田和经济林,饲养了2.5万头猪、70头牛和1万只鸭。为了控制粪肥污染和循环利用各种废物,他们陆续建立起十几个沼气生产车间,每天产生沼气十几万立方米,提供了农场生产和家庭生活所需要的能源。
另外,从产气后的沼渣中,还可回收一些牲畜饲料,其余用做有机肥料。产气后的沼液经藻类氧化塘处理后,送入水塘养鱼养鸭,最后再取塘水、塘泥去肥田。
农田生产的粮食又送面粉厂加工,进入又一次循环。这样一个大规模农工联合生产企业,不用从外部购买原料、燃料、肥料,却能保持高额利润,而且没有废气、废水和废渣的污染。这样的生产过程由于符合生态学原理,合理地利用资源,实现了生物物质的充分循环利用,构成了典型的农业循环经济模式。1980年,在玛雅农场召开了国际会议,与会者对该生态农场给予高度评价。
(6)以色列的无土农业与节水农业模式
以色列是建立在沙漠上的国家,土地资源极其匮乏,因此必须把发展无土农业作为发展农业的重要一环。以色列充分发挥自己的高科技优势:一是直接向植物提供无机营养液,以代替由土壤和有机质向植物提供确保其生长发育所必需的营养;二是采取将太阳能以有氧吸收的方式直接转化为热量的栽培方式。
目前,以色列无土玫瑰年均产量可达每平方米150枝;若按中国计量单位,无土甜椒产量达每亩6500公斤,无土樱桃香茄每亩3500公斤,大西红柿每亩15000公斤。苹果、樱桃、油桃、杏、葡萄等也采用无土双倍篱壁式栽培技术,都取得了很好的收益。这种无土生产方式既无污染又节约土地资源,具有可持续性,是发展现代生态农业的成功尝试。目前,在以色列的农业结构中,基本形成了粮食、经济作物、林业、畜牧业和渔业协调发展的良性态势,实现了可持续发展。
以色列是干旱缺水国家,人均水资源只有300立方米,在农业生产中十分重视开发节水技术,成为世界上节水灌溉最先进的国家,节水灌溉技术在农业现代化中发挥了极其重要的作用。农业灌溉已经由明渠输水变为管道输水,由自流灌溉变为压力灌溉,水要求进行适时、由粗放的传统灌溉变为现代化的自动控制灌溉,按照作物的需适量灌溉。压力灌溉由电脑控制,根据植物需求,先将化肥溶入水,把水通过塑料管直接送到作物最需要水的根部,水肥灌溉,一气呵成,大大提高了水的利用率,减少了化肥对作物和环境的污染,实现了农业灌溉领域的一场革命。以色列55%的耕地面积已实现节水灌溉。由于农业节水技术先进,以色列建国50多年来,农业灌溉用水从8000吨/公顷下降到5000吨/公顷,可耕地面积增加了近180万公顷。滴灌技术的发明使以色列农业用水总量30年来一直稳定在13亿立方米,而农业产出却翻了5倍。近年来又开发成小型自压式滴灌系统。如今,世界上已有80多个国家使用以色列的滴灌技术。
以色列虽然私人经济十分发达,但水资源的管理权和使用权却牢牢控制在国家手中。此外,先后制定了《水法》、《水计量法》、《水井控制法》等一系列法规,并予以严格执行。另外,设有“国家水利委员会”,负责制定全国水利政策、分配配额,以及防止污染、研制海水淡化设备、保护土壤和排污等工作。
(7)阿根廷的“免耕直播”模式
阿根廷素有“南美粮仓”的美名,在农业生产中打破“种地必先耕地”的传统,广泛应用“免耕直播法”。免耕直播法,就是一种效益很高的农业新技术。使用这种新技术,既能提高农业产量,又能有效地保护土地的自然环境,以利于农业的可持续发展。按照传统的耕作方法,人们在播种之前必须先翻耕和平整土地,然后再把种子放入垄里。采用免耕直播法,土地不翻耕,用经过改装的轻型播种机的特殊小犁头把地表盖着的秸秆杂草层拨开,深度恰好接触到泥土,然后把种子播撒到表层土中。由于表层土长期被秸秆杂草覆盖,一般都很湿润,加上微生物丰富,土质也比较松软,种子播撒后会比较快地发芽,也很容易把根扎下去。
种子发芽后,土层上的秸秆杂草恰恰成了呵护小苗的保护层。这样,既能节省采用机械收割秸秆的能源消耗和人力成本,又能减少水资源的消耗,省时、省力、省能源的优势体现得尤为明显。这种“不耕而种”看似原始的生产方式在今天越来越体现出增产、环保、降低成本的众多好处。现在,除阿根廷之外,美国、巴西、加拿大等许多国家都在推广免耕种植,全世界至少有6000万公顷的土地实施免耕直播。
(8)澳大利亚的平衡农业模式
澳大利亚非常重视环境保护,尤其强调植被覆盖率和土壤肥力的恢复与提高。为此,澳大利亚各地针对降水、土壤肥力、气候特点等,通过长期定位观测、系统模拟和试验研究,普遍建立了粮草作物轮作种植制度。在这种轮作系统中,由于引入高产、优质、抗旱、抗病的豆科作物和牧草,通过合理轮作,收到了水土保持和培养地力的双重效果。与此同时,大力提倡农作物秸秆覆盖还田,增强土壤地力恢复,推广种植业的轮作体系与林业、畜牧业生产的有机结合,构成粮、林、饲的合理三元结构,这种方式有效地促进了农林牧业的可持续发展。
澳大利亚是世界上降雨量最少的大陆之一,年平均降雨量470毫米,且时空分布不均,有近40%的地区年降雨量不足250毫米,并且其河流稀疏,无流区面积较大。为了限制用水,发展节水灌溉和旱作农业,澳大利亚出台了一系列政策措施:①鼓励农场改造灌溉渠道,推广应用先进的微喷、滴灌节水技术,以改变传统灌水方式。②鼓励种树,加强生态环境保护,政府对种树农场提供相应的补助。③严格用水配额,不允许农民私自建坝拦水。④政府出资鼓励科研机构进行节水技术研究,对节水技术和产品实行产业化开发。
4.1.2国内农业循环经济发展的典型模式
我国农业循环经济起步时间较短,还没有形成比较完善的发展模式、技术和支撑保障措施,但各个地区农业循环经济的发展势头可谓与日俱增。通观我国各个地区的农业循环经济发展实践,可以主要归纳为以下几种类型:
(1)政府主导的大循环模式
由政府采取有效措施,形成各产业部门之间,在质上相互依存、相互制约,在量上按一定比例组成的多功能有机整体。包括农业生产子系统、加工业子系统、居民生活消费子系统,各系统分别有产品产出、产品消费,各系统之间通过中间产品和废物的交换而互相衔接,从而形成一个比较完整和闭合的生态产业网络,其资源得到最佳配置、废物得到有效利用、环境污染减少到最低水平(王军、王文兴、刘金华,2002)。
比较典型的有江苏省吴江县。政府在认真总结经验的基础上,制定全面的农业发展规划,在稳定粮食生产的基础上,充分利用本地资源,发挥自身优势,积极发展无污染、少污染的农产品加工业和林、牧、副、渔各业生产,重点发展植桑养蚕和缥丝等苏南地区传统产业,为纺织、服装行业提供原料,逐渐形成了植桑、养蚕、缥丝、纺织、丝绸服装加工一条龙生产。该模式在政府的积极引导之下,使产业链条合理延长,形成农、副、工相互促进的联合生产系统的良性循环,取得了显著的经济效益和环境效益。
再比如山东省东营市围绕着种植业、养殖业和农副产品加工业的生态化,初步构建了畜牧、蔬菜、粮棉、水产、冬枣等五大龙头产业集群,五大集群内部各自建立起生态产业化链条,五大链条各自形成了资源循环。在此基础上,又在产业集群间构筑起农副产品精深加工的产业化链网,其原材料充分加工利用后,将产生的废料作为有机肥料或者饲料培植地力、发展畜牧业,促成农业的安全、生态、高效发展,形成相对完整的生态系统网络,最大限度地提高资源综合利用率,减少污染排放量。
(2)农业循环经济示范园区为主体的中循环模式
这种模式与工业生态园区模式有相似之处,是通过把有联系的、可以互相提供资源、消纳废物的几种农业生产组织到一个规划空间内,进行统一管理、生产运作,以此达到园区内农业资源利用效率最大化、废物排放最小化和农业生产效益最大化。农业循环经济示范园区是模仿生态经济系统,应用生态系统中的物种共生、物质循环再生和生物能多层次利用的原理,结合系统工程的最优化方法而设计的多层多级利用物质和能量的生产工艺系统。
比较典型的是甘肃省临泽县城银光公司的“生态圈”:万头猪场的猪粪通过发酵池高温发酵后,产生有机物,引入喂养着鱼和河蟹的养鱼池,猪粪中没有完全消化的食物可供鱼蟹食用;鱼池的水产生大量微生物,是很好的灌溉水源,通过高温消毒、灭菌,并加入微量元素,引进日光温室,通过滴灌直达蔬菜根部,蔬菜的根叶茎又可喂猪。由于很好地利用了相互循环的“生物链”,不仅降低了成本支出,而且减少了化肥和农药的使用,使农产品符合无公害生产标准,质优价高。
(3)企业为主体的小循环模式
此种模式以实力较强的农业生产和产品加工企业为龙头,从清洁生产、绿色管理抓起,在农业生产和农产品加工业之间建立起一体化经营的循环经济模式。
模式以“物料闭路循环”和能量梯级利用为目标,将一种农产品加工过程中产生的废物资源化,使其成为生产另一种产品的原料,根据不同的对象建立原材料多层利用和循环使用、节能和能源的重复利用、“三废”的控制与综合利用等良性循环系统,进而带动一批农产品附生行业,如此通过这种农产品加工企业的前向和后向的拉动效应,形成了一种独特的农业循环经济共生体。
比较典型的有山东省广饶县华誉集团、凯银集团等,这些畜产品加工企业生产分割制品、熟肉制品、含肉食品后,产生的废物作为饲料加工厂的原料,将羽毛、骨骼等经过再加工生产出蛋白饲料,畜禽粪便作为生物有机肥厂的原料,经过专业化处理后,生产出有机复混肥,回到大田,既保护了环境,也提高了经济效益。由此,企业与周围地区的农业形成一个经济效益和生态环保效益均衡发展的统一体。
再比如河南省郸城县的莲花集团,集团内的产品和产业链条是:小麦经工业面粉厂加工成工业面粉,进入谷月元粉厂分离出谷月元粉推向市场,生产的小麦淀粉经制糖、发酵、精制生产出味精、氨基酸等产品。小麦初加工过程中生产的鼓皮,味精生产过程中产生的糖渣等,每年经饲料公司加工成动物饲料50万吨,反哺农业。味精生产中发酵工段产生的高浓度有机废水,经浓缩、喷浆造粒和喷雾干燥等工艺,每年生产优质有机、无机复合肥20万吨,回到大田。莲花集团与周围地区的农业,自然而然形成一个经济效益和生态环保效益均衡发展的统一体,并带动近2万人就业,产生了良好的社会效益。
(4)“家庭绿岛”式的微循环
以单个家庭为主体,在庭院内或庭院周围的有限空间内,运用循环经济理念和技术手段,有效利用庭院空地资源,发展家庭实用性果菜栽培、家禽饲养等家庭农业,并建立沼气池处理有机垃圾,资源再生,生成有机肥,肥料还田,维持土地质量,沼气提供家庭生活能源之用。这种方式是我国目前最为普遍的,也是最为快捷的微型农业循环经济建设模式(吴季松,2006)。
比较典型的有北京大兴县留民营村的家庭规模型循环经济发展模式。家用沼气池在留民营村有一定的基础,村民充分利用这一条件,将建于屋前的沼气池、厕所和猪圈相通,猪圈为两层的小房,上层养鸡或兔,下层养猪。沼气池上盖一塑料小棚,既利于沼气池保温,又可在棚内养花、种菜。鸡(或兔)粪由上层通过条隔板进入下层猪圈,成为猪饲料的一部分。猪粪和厕所里的粪便流入沼气池,加入部分青草和秸秆产生沼气。沼气供给农民生活燃料,沼液、沼渣又是棚内蔬菜和花草的好肥料。菜叶、花茎是鸡(兔)的饲料,又可发酵产生沼气。这样就形成了一个鸡(兔)—猪—沼气一菜(花)的小型循环系统。
又如河南省周口市在农村建立和推广的生态经济型家庭经济,以生物食物链为平台,构建以“种养加”和沼气为链条的微型循环经济,解决厕所卫生、畜圈卫生、秸秆汽化、排除污染、庭院绿化和利用太阳能、风能等一系列问题。逐渐摸索出建设猪—沼一楼“三位一体”的生态家园模式,即在生态家园内建设楼房,楼上养猪,楼下建沼气池,园内建养鱼池,粪便入沼气池,沼气做能源、沼液养鱼、沼渣肥土地,形成“养猪不垫圈、照明不用电、做饭不需柴和炭、种菜不花化肥钱、绿色产品无污染”的家庭庄园式生产格局,实现了生物质能的循环利用(吴铭、蟹岛,2003)。