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生态循环有机农业产业化的探索
作者:韩农 发表时间:2014年07月25日

 

  在中国,食品安全是有机农业的主要推动力之一。由于数十年来不断出现的农产品、食品安全事件,极大地刺激了消费者的神经,也从侧面刺激了市场对安全健康产品的需求。随着小康社会的建设,人们已经开始从数量上的吃饱转变为品质上的吃好,这就倒逼生产有机食品的有机农业尽快完成产业化,提供更多更安全的有机食品以满足市场需求。

  循环经济与有机农业

  有机农业是贯彻实施循环经济最适合的产业形态,是循环经济的深度解读。有机农业相对封闭的养分循环系统,把人、土地、动植物和生产农场结成一个相互关联的整体,养分循环在培肥土壤、健康养殖、作物健康、废弃物再利用、降低成本和节约能源方面具有极其重要的地位和作用。

  三个严重的“短板”

  普遍缺乏系统、有效的培育土壤肥力的技术。即便是目前的有机农业,也沿袭了常规农业的做法,只不过把化肥换成腐熟的有机肥,其主要目的还是为作物提供养分,这是对土壤肥力理解的偏差。只有增强土壤肥力,使其代谢活性增加、调节和抗逆功能提高,再结合气候和栽培技术,才能形成土壤生产力。

  目前国内有机农业的生产,肥料来源大部分是依靠外购商品有机肥或者购进常规养殖场的粪便堆沤,不但成本高,而且使用常规养殖场的粪便堆肥,存在重金属和抗生素残留超标的问题,施入农田后有形成污染的可能。而已经实施种养结合的有机农场,则缺乏高效率处理养殖粪便污水的技术设施。

  无论规模大小,病虫害几乎是所有国内有机农场最难以解决的问题。要么就靠天吃饭,人工捉虫;要么以堵为主(防虫网),堵不住就使用生物农药,成本高,收效慢;而物理手段因其局限性(黑光灯通杀,黄篮板需经常更换成本高)很难大面积使用;生物天敌防治是有机农业较好的方法,但是目前国内生物天敌尚未规模化工业生产,无法满足大规模应用。有机生态养殖

  节粮型养殖。在生态环境容量许可的范围内实现养殖产品最大化,并减少饲料用粮的消耗。解决办法为利用微生物技术就地大规模生产微生物蛋白饲料,采用的发酵饲料原料有秸秆、豆腐渣、酒糟。通过微生物发酵提高这些废弃物的蛋白质含量,去除原料中可能含有的有毒物质和抗营养物质,从而实现替代30%~50%能量饲料和蛋白饲料的目的。

  营养型养殖。充分运用动物营养调控学的营养调控技术,最大限度地提高动物对营养物质的利用率,减轻环境因素对动物的应激,实现畜禽产品无危害物质残留,是提高养殖生产力的主要技术手段。

  健康型养殖。生态化养殖的目的是尽量把养殖环境贴近动物本能所需要的环境,保证动物有发挥其本能的场地和条件,在生理、环境、卫生、行为和心理五个方面为养殖动物提供福利。健康养殖的根本是通过提高养殖动物的免疫力实现生产过程不使用抗生素、激素的目的,其中除了国家规定的各种免疫手段,主要是使用微生物技术和中药技术。

  有机种植

  对于植物(作物)而言,太阳能转化为生物能最多不过2%~4%,除了光合作用以外,作物生长的其它养分主要来自土壤微生物的代谢产物。一般来说,土壤中的微生物始终是处于饥饿状态,当可用的营养物质被添加到土壤之后,微生物的数量和它们的代谢活性迅速增加。土壤微生物的功能群落、量级和生物活性决定了其能够向植物提供养分的能力,如果能保持这种群落、数量和活性,则高生物量生产所需要的营养是可以满足的。

  构建多样性的生产环境

  除了增加土壤微生物多样性的措施之外,强调构建动植物的多样性生产环境。隔离带、生态条带、生态斑块、生态岛等与作物种植同步构建,利用生态科学中的种间竞争、种间互生、趋避和化感作用,营造多样的生态环境,这是保障作物生产过程中减少病虫害并提高产量的唯一经济的方法。所使用的有机肥必须是基地内养殖动物的粪便污水,不得使用外购的常规养殖场的粪便或者商品有机肥,避免可能带来的重金属及抗生素残留污染。选用抗病力强、抗逆性强并适应当地气候条件的优良品种,禁止使用转基因种子。使用免耕法,保护土壤微生物的层级结构不被破坏。除了建立人工生态环境之外,田间地头的杂草在不妨碍作物生长的情况下,全部予以保留,尤其是田间的地表杂草实行免锄草的措施,给土壤地表的节肢动物和步行猎食者提供栖息之地,同时也起到调节湿度和减少土壤水分蒸发的作用。

  选择生态友好的植保方法

  在多样性的生态环境建立之后,生产区域的病虫害基本上可以控制在较低的水平。大多数情况下不需要专门处理病虫害的问题。即便在某些情况下需要使用药剂捕杀,也绝对禁止使用任何化学农药防治,生物农药也在慎用之列。不使用以堵为主(防虫网,连

  

  生物天敌一块堵在网外,若网内发生虫害无天敌控制)的方法和广谱黑光灯捕杀(覆盖了大多数害虫益虫的波长敏感区)。在正常生产情况下,很少发生影响产量的病虫害,辅助使用定向专杀害虫的固定波长黑光灯、性诱剂、陷阱之类的措施足以保证正常生产,万一出现较严重的病虫害,可以使用微生物拮抗制剂和植物提取物等植物源制剂对抗。

  及时补充微量元素

  由于作物品种吸收富集微量元素的程度不同,在作物生长期间,要及时通过观测和检测,掌握作物缺素情况并及时补充。一旦作物处于营养缺乏状态,容易招致害虫的攻击,影响产量和品质。微量元素肥的来源应当取自于天然矿物,沼液也是好的选择。

  有机生产管理体系

  有机农业的生产必须实施生产全过程有机管理,按照中国有机生产标准和欧盟有机生产标准,我们把标准规定和有机生产的各项业务流程全部纳入计算机网络化管理。利用条形码把每个批次上市销售的产品的全过程,即从种子、种植、管护、采收、配送等信息生成条形码,消费者可以在任意时间通过网络、电话查询到这些信息,确保产品生产、销售的全过程可被追溯。

  生态循环有机农业的实践验证

  2008年太原市特石生态循环农业有限公司与中国科学院农业项目办公室合作建设了特石生态循环有机农业示范基地,简称特石有机农场。该基地位于晋源区新庄村汾河东岸,占地面积200亩,总投资1000万元。

  特石生态循环有机农业模式

  特石模式属于面向有机农业产业化生产的技术体系,集合了生态、生物等最新的科技理念,创新研发了循环过程的关键技术,并把它们链接成为一个整体,应用者按规定操作就能便利、高效地获得优质的产品。

  该模式可以在两年内,将不属于重度污染的农田撂荒地或盐碱地改造成肥力强劲的有机土壤,满足有机蔬菜、水果、粮食等农作物的种植要求;有机养殖过程中的节粮型技术、营养调控技术比传统养殖降低30%~50%的粮食饲料用量,并且不需要使用抗生素等药物,生产强化营养型的有机畜禽产品;高效率的专利生物处理装置把养殖和种植以及加工产品产生的废弃物快速高效地处理成种植所需的液体有机肥料,装置的副产品——生物天然气为养殖、加工提供循环能源。所有生产的产品可以达到欧盟有机认证标准。

  生态循环有机农业的实践效果

  土壤经过两年改良成为优质的有机土壤。该基地原为汾河沙滩地,轻度盐碱化,2008年测定土壤碱度8.3,到2010年土壤碱度降低到7.3,每平米土壤中蚯蚓的数量从零到118条。

  微生物和营养调控技术在有机鹅养殖应用中取得良好效果。用特石微生物实验室专门研发的微生物菌群,将豆腐渣、酒糟发酵成为高蛋白富含B族维生素的营养饲料,并消除抗胰蛋白酶和凝集素两大抗营养因子,替代40%~50%的粮食豆粕;按照理想氨基酸平衡模式配制饲料,确保动物营养平衡;为了使畜禽产品更符合现代社会对健康食品的需求,通过营养配方生产的鹅蛋中ω-3/ω-6达到1:3的最佳比例,并降低了胆固醇,提高了瘦肉率。采用的方法主要是微生物技术和中药制剂,符合有机生产的标准要求;通过微生物技术和中药配方提高有机鹅的免疫能力,养殖过程完全不使用抗生素。提供充分的动物福利,圈舍面积、活动场地和放牧场地超过有机标准规定,配备游泳池,并提供音乐、夜间蓝光照明等额外的动物福利措施。基地生产的鹅肉、鹅蛋均通过抗生素、重金属等药残全项检测,全部符合欧盟有机标准。维生素全项检测胆固醇检测蛋白质、脂肪酸含量检测,全部实现强化营养型指标。

  有机蔬菜产量全面提高,超过化肥农业的产量。2010年试种153种有机蔬菜;2011年筛选确定适合当地的品种83种;2012年延续2011年的品种,除了2011年发生冰雹袭击导致西红柿、青椒等品种损毁以外,全部获得高产,产量超过化肥蔬菜的产量。以西葫芦为例,常规产量为3000公斤/亩,本基地产量为5000公斤/亩。

  人工生态环境的构建基本上控制了常见的病虫害。蔬菜的病虫害得到满意的控制,与周边常规蔬菜田地相比,病虫害发生率降低了90%,已经达到完全不会危害产量的程度。种植过程完全不使用任何农药、化肥和激素。

  实现了生产区域内的生物量全循环。养殖产生的粪便污水主要通过生物循环装置转化为液体有机肥和生物天然气,保证了一年三季的蔬菜用液体追肥和加工豆腐使用的能源,冬季的养殖粪便由固体有机肥设施处理并在开春施入菜地,有机蔬菜采收分拣后的余菜作为有机鹅的青饲料。

  大幅度降低生产成本。通过生物量的全循环,免耕法、免锄草等生态措施的应用,依靠生物天敌控制病虫害等,大大降低了人工劳动力成本。以有机豆腐的生产为例:“特石”牌双青豆腐的原料种子为传统国产大豆品种“双青豆”,原本亩产仅300多斤,亩收入约1000元。在基地做成有机豆腐(只用大豆和水,不使用任何添加剂)能出产600斤,销售收入5000元;副产品豆腐渣900斤(含蛋白质约3%,经过微生物发酵处理提高到6%~8%),降低饲料成本30%;豆腐废水进入生物循环装置变成液体有机肥,间接降低种植成本20%。按1500元/亩结算,种植农户增收50%,基地直接收入3500元,间接降低了养殖和种植成本,同时生产过程中不产生任何废弃物,实现了生物量的全利用。

  产品达到欧盟有机产品标准。所有产品(28大类83种蔬菜和鹅肉、鹅蛋)均经过SGS和谱尼测试的检测并通过欧盟和国标双重认证。

  生态循环有机农业产业化模式和技术体系经过4年的实践验证,充分体现了现代科学技术在有机农业生产中的威力,实现了有机农业生态效益、社会效益和经济效益的完美融合,为有机农业的产业化进行了有益的探索与实践。

  作者单位:山西省特石有机农业研究院

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