循环农业的发展模式与关键措施课件.pptx
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1、2022-4-191循环循环农业的发展模式与关键措农业的发展模式与关键措施施以北京市为例以北京市为例2022-4-19256-2北京市循环农业的发展模式与关键措施北京市循环农业的发展模式与关键措施 循环农业循环农业(Circular agriculture) “旨在农作旨在农作物系统中推进各种资源的往复、多层、高效流物系统中推进各种资源的往复、多层、高效流动的活动动的活动”,其核心其核心在于扩汇、节支、增收、在于扩汇、节支、增收、环境友好,即实现环境友好,即实现“资源资源产品产品废弃资源再废弃资源再生利用生利用循环利用循环利用”。现以北京为例,探讨发。现以北京为例,探讨发展现代循环农业的必要性
2、,归纳总结循环农业展现代循环农业的必要性,归纳总结循环农业的主要发展模式与关键措施。的主要发展模式与关键措施。2022-4-19256-31.1.北京发展循环农业的必要性北京发展循环农业的必要性 北京作为一个开放的人工城市生态系统,需不断北京作为一个开放的人工城市生态系统,需不断的将物质和能量从外部系统输入和向外部系统输的将物质和能量从外部系统输入和向外部系统输出,以保证系统内部能量和物质的正常运转与平出,以保证系统内部能量和物质的正常运转与平衡。衡。都市农业都市农业作为城市环境系统的重要组成部分,作为城市环境系统的重要组成部分,具有与城市内部系统之间完成物质流、能量流、具有与城市内部系统之间
3、完成物质流、能量流、信息流、货币流及人口流的输入、转换和输出的信息流、货币流及人口流的输入、转换和输出的功能。功能。由此看出由此看出,都市农业对维持北京城市生态,都市农业对维持北京城市生态系统稳定而有序的发展至关重要。系统稳定而有序的发展至关重要。2022-4-19256-4北京都市农业发展面临资源紧缺、面源污染严重、北京都市农业发展面临资源紧缺、面源污染严重、园区经济发展模式落伍、集约化畜禽污染等问题园区经济发展模式落伍、集约化畜禽污染等问题一是一是自自 20 世纪世纪80 年代以来,由于城市扩张与退耕还林(草)年代以来,由于城市扩张与退耕还林(草) ,导致,导致土地资源严重萎缩,耕地面积从
4、土地资源严重萎缩,耕地面积从 1985 年年 41.89 万万 hm2 减少到减少到 2008年年的的 23.17 万万 hm2。二是二是水资源短缺问题日益严重,尤其对地下水过量水资源短缺问题日益严重,尤其对地下水过量开采,北京地下水赤字目前已达开采,北京地下水赤字目前已达 60 亿亿 m3。地下水过量开采等同额外。地下水过量开采等同额外的的 CO2 释放,释放,2009 年开采量达年开采量达 19.7亿亿 m3,其蒸发消耗的结果相当干,其蒸发消耗的结果相当干燃烧燃烧 18 万万 t 煤所排放的煤所排放的CO2。三是三是农田氮肥过量投入造成地下水中硝农田氮肥过量投入造成地下水中硝态氮含量超标(
5、态氮含量超标( NO3-N10 mg/L,刘宏斌测定北京平原农区,刘宏斌测定北京平原农区 41 眼眼深度在深度在 -20 m 的手压井硝态氮平均含量达的手压井硝态氮平均含量达 14.01 mg/L,超标率高达,超标率高达46.3%,77 眼深度在眼深度在36 m 浅层地下水质量最差,硝态氮含量平均浅层地下水质量最差,硝态氮含量平均为为47.53 mg/L,超标率达,超标率达80.5%。四是四是农业园区发展理念模糊,截止农业园区发展理念模糊,截止 2009 年北京市农业观光园达年北京市农业观光园达 1 332个,但运行中存在资源投入偏高、个,但运行中存在资源投入偏高、利用率与产出率偏低、部分资源
6、浪费并造成二次污染等现象。利用率与产出率偏低、部分资源浪费并造成二次污染等现象。五是五是对对畜禽粪便资源化消纳能力不足,畜禽粪便资源化消纳能力不足,2009 年城市粪便清运量达年城市粪便清运量达 211.2 万万 t,且以掩埋方式为主。全市郊县畜禽平均粪便负荷量现高达到且以掩埋方式为主。全市郊县畜禽平均粪便负荷量现高达到27.90 t/hm2,对水资源污染造成严重隐患。,对水资源污染造成严重隐患。2022-4-19256-52022-4-19256-62022-4-19256-7北京都市农业发展面临资源紧缺、面源污染严重、北京都市农业发展面临资源紧缺、面源污染严重、园区经济发展模式落伍、集约化
7、畜禽污染等问题园区经济发展模式落伍、集约化畜禽污染等问题 要解决上述问题要解决上述问题,唯一出路是通过建设循环农业,唯一出路是通过建设循环农业,将农业生产、农村经济发展和生态环境保护、资将农业生产、农村经济发展和生态环境保护、资源高效利用融为一体,将污染物转变成为有机肥源高效利用融为一体,将污染物转变成为有机肥料、植物养分、动物饲料、燃气能源及经济产品料、植物养分、动物饲料、燃气能源及经济产品等。实现资源多层次、多级化利用,达到资源利等。实现资源多层次、多级化利用,达到资源利用率最大化,可再生资源高效循环化、有害污染用率最大化,可再生资源高效循环化、有害污染物可控化的目标。物可控化的目标。因此
8、,现代循环农业是建设节因此,现代循环农业是建设节约型都市农业的重要途径,是突破都市农业持续约型都市农业的重要途径,是突破都市农业持续发展发展“瓶颈瓶颈”的必然选择。的必然选择。2022-4-19256-82.2.北京循环农业的主要类型北京循环农业的主要类型 高旺盛等将循环农业分为初级阶段、中级阶段、高旺盛等将循环农业分为初级阶段、中级阶段、高级阶段。高级阶段。 初级阶段初级阶段,主要有农田内部循环与农牧循环模式;,主要有农田内部循环与农牧循环模式; 中级阶段中级阶段,主要指废弃物资源化利用模式;,主要指废弃物资源化利用模式; 高级阶段高级阶段,主要指循环型园区或企业、区域循环,主要指循环型园区
9、或企业、区域循环农业模式。农业模式。 2022-4-19256-92022-4-19256-10(1 1)农牧结合循环利用生产模式)农牧结合循环利用生产模式 羊、奶制品、家禽、牛和其他畜牧业是北京的优势产业,羊、奶制品、家禽、牛和其他畜牧业是北京的优势产业,在全国亦有相当的优势,但同时产生了大量的畜禽粪便等在全国亦有相当的优势,但同时产生了大量的畜禽粪便等废弃物。通过农牧结合,废弃物。通过农牧结合,采用循环农业生产模式采用循环农业生产模式: “作物秸作物秸秆(青贮)秆(青贮) 、作物籽粒、作物籽粒畜禽粪便(人粪便)畜禽粪便(人粪便) 沼气发沼气发酵、养殖蚯蚓酵、养殖蚯蚓沼液沼渣还田沼液沼渣还田
10、优质有机肥、蚯蚓、沼优质有机肥、蚯蚓、沼气气”,使生态系统内的能量流和物质流取得良胜循环,实,使生态系统内的能量流和物质流取得良胜循环,实现对废弃物资源化综合利用,达到利用效率最大化的目标。现对废弃物资源化综合利用,达到利用效率最大化的目标。例如例如: 北京德青源北京德青源存栏蛋鸡存栏蛋鸡 300 万只,通过采用高浓度沼万只,通过采用高浓度沼气发酵技术和热电联供沼气发电机组,可对鸡场年产生的气发酵技术和热电联供沼气发电机组,可对鸡场年产生的8 万万 t 鸡粪和鸡粪和 12 万万 t 污水进行资源化处理,不仅实现了园污水进行资源化处理,不仅实现了园区内废弃物和污水的零排放,还每年向华北电网提供区
11、内废弃物和污水的零排放,还每年向华北电网提供1 400万万 kWh 绿色电力和绿色电力和 16104t 优质有机肥料,实现优质有机肥料,实现CO2 减排减排 8.4 104t。2022-4-19256-112022-4-19256-122022-4-19256-13北京德青源生态园北京德青源生态园2 2兆瓦鸡粪沼气发电工程兆瓦鸡粪沼气发电工程2022-4-19256-142022-4-19256-152022-4-19256-16(2 2)农田循环生产模式)农田循环生产模式 1) 秸秆粉碎还田循环利用模式秸秆粉碎还田循环利用模式 秸秆粉碎直接还田与传统耕作相比,通过保护性秸秆粉碎直接还田与传统
12、耕作相比,通过保护性耕作增强农田碳汇功能,可减少碳排放耕作增强农田碳汇功能,可减少碳排放 5%20%;增加地表覆盖度,增大地表粗糙度,有效;增加地表覆盖度,增大地表粗糙度,有效降低耕地风蚀程度,减轻对北京沙尘天气的影响降低耕地风蚀程度,减轻对北京沙尘天气的影响; 利用生物间相克关系防治病虫害,减少农药施用利用生物间相克关系防治病虫害,减少农药施用量量; 改良土壤结构,增加土壤有机质含量,适量改良土壤结构,增加土壤有机质含量,适量减少化肥投入,实现减肥不减产。减少化肥投入,实现减肥不减产。2022-4-19256-172022-4-19256-18农田循环生产模式农田循环生产模式 2)养分资源循
13、环高效利用及减控技术)养分资源循环高效利用及减控技术 针对农田针对农田 N、P污染问题,利用不同作物对土壤不同层次污染问题,利用不同作物对土壤不同层次 N、P 吸收利用能力的差异,通过增加栽培作物多样性、吸收利用能力的差异,通过增加栽培作物多样性、优化作物种植模式对土壤深层(优化作物种植模式对土壤深层(80200 cm) 残留的残留的 N、P 等资源进行提取吸收、使其重新进入农业生产系统再次等资源进行提取吸收、使其重新进入农业生产系统再次被循环利用。如在京郊大面积推广玉米被循环利用。如在京郊大面积推广玉米小麦轮作、蔬小麦轮作、蔬菜菜玉米或小麦轮作,污染严重地区可种植多年生苜蓿或玉米或小麦轮作,
14、污染严重地区可种植多年生苜蓿或向日葵等深根作物,均能有效提高对残留在土壤深层的向日葵等深根作物,均能有效提高对残留在土壤深层的 N、P 资源利用效率资源利用效率; 通过粮豆轮作,能促进土壤有机质平衡。通过粮豆轮作,能促进土壤有机质平衡。推行农田养分精准管理与养分优化控制、农药与化肥减量推行农田养分精准管理与养分优化控制、农药与化肥减量控制等技术能减少投入。控制等技术能减少投入。2022-4-19256-19农田循环生产模式农田循环生产模式 3)农业系统水循环利用关键技术)农业系统水循环利用关键技术 通过硬化渠道、微喷、滴灌、田间低压管道输水灌溉等通过硬化渠道、微喷、滴灌、田间低压管道输水灌溉等
15、新的技术方法,减少工程耗水量;加强设施集雨补灌工新的技术方法,减少工程耗水量;加强设施集雨补灌工程建设,建立土壤水库;净化后的城市污水作为再生水程建设,建立土壤水库;净化后的城市污水作为再生水资源,资源,2010 年处理后的污水达到年处理后的污水达到6.45亿亿 m3,通过加强,通过加强对污水灌溉技术研究与应用,推广生态工程技术、微生对污水灌溉技术研究与应用,推广生态工程技术、微生物污水处理法等,保证污水安全利用、提高利用效率、物污水处理法等,保证污水安全利用、提高利用效率、拓展利用途径。目前北京污水灌溉面积约拓展利用途径。目前北京污水灌溉面积约 10万万 hm2,年污水灌溉年污水灌溉2.55
16、 亿亿 m3,其污水灌溉主要用于花卉、饲,其污水灌溉主要用于花卉、饲草等作物,兼有一定数量的粮经作物和果园。草等作物,兼有一定数量的粮经作物和果园。2022-4-19256-202022-4-19256-21(3 3)农菌循环生产模式)农菌循环生产模式 1) “秸秆残枝畜禽粪便秸秆残枝畜禽粪便食用菌食用菌设施蔬菜田设施蔬菜田绿绿色蔬菜色蔬菜”模式模式 以农林业副产品、畜禽粪便为栽培食用菌主要原料,菇渣以农林业副产品、畜禽粪便为栽培食用菌主要原料,菇渣作为优质有机肥返回农田,生产设施精品绿色蔬菜。该模作为优质有机肥返回农田,生产设施精品绿色蔬菜。该模式操作简单,群众普及基础良好,并获得较大面积推
17、广应式操作简单,群众普及基础良好,并获得较大面积推广应用。例如:用。例如:北京通州草厂北京通州草厂党员设施农业生产示范基地,用党员设施农业生产示范基地,用菇渣替代化肥作为基肥种植彩椒,将施用化肥作为对照,菇渣替代化肥作为基肥种植彩椒,将施用化肥作为对照,菇渣中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素,试验表明:彩菇渣中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素,试验表明:彩椒株高、植株干物重、叶绿素含量均显著提高椒株高、植株干物重、叶绿素含量均显著提高; 果实干物果实干物质含量、可溶性糖含量、维生素质含量、可溶性糖含量、维生素 C 含量和辣椒素含量与含量和辣椒素含量与对照相比均有不同程度的增加。对照相比均有不同程度
18、的增加。2022-4-19256-222022-4-19256-23农田循环生产模式农田循环生产模式 2) “设施蔬菜设施蔬菜残枝残叶残枝残叶温室内沤肥温室内沤肥沼液追沼液追肥肥”模式模式 在温室内建造沤肥池,将植株的残叶、残枝在厌氧条在温室内建造沤肥池,将植株的残叶、残枝在厌氧条件下腐熟发酵,以液态肥形式对温室蔬菜进行追肥,件下腐熟发酵,以液态肥形式对温室蔬菜进行追肥,实现设施蔬菜生产化肥投入品完全被有机肥替代。例实现设施蔬菜生产化肥投入品完全被有机肥替代。例如:北京绿富隆循在占地如:北京绿富隆循在占地1334 m2 单栋温室内,通过单栋温室内,通过建造体积建造体积 12m3 的沤肥池,可消
19、纳的沤肥池,可消纳 23 栋温室的残枝栋温室的残枝废叶,能对温室内蔬菜及时进行沼液追肥。此外,沤废叶,能对温室内蔬菜及时进行沼液追肥。此外,沤肥腐熟过程中能消灭残叶上附着的虫卵,大幅度减少肥腐熟过程中能消灭残叶上附着的虫卵,大幅度减少了农药的投入,维护了较为清洁的生产环境。了农药的投入,维护了较为清洁的生产环境。2022-4-19256-242022-4-19256-252022-4-19256-262022-4-19256-27(4 4)生态观光型发展模式)生态观光型发展模式 以生态农业为基础,旅游观光为载体,建立融农以生态农业为基础,旅游观光为载体,建立融农业生产和观光休闲于一体的农业园区
20、。业生产和观光休闲于一体的农业园区。园区内建园区内建立物质与能量良性循环网络,构建种养殖、休闲立物质与能量良性循环网络,构建种养殖、休闲度假、食品深加工、废弃物资源化利用的模式。度假、食品深加工、废弃物资源化利用的模式。例如例如: 北京海淀区四季青、北安河、东北旺的观北京海淀区四季青、北安河、东北旺的观光采摘园,朝阳区著名的蟹岛渡假村等,为观光光采摘园,朝阳区著名的蟹岛渡假村等,为观光循环农业园区建设提供了经验。循环农业园区建设提供了经验。2022-4-19256-282022-4-19256-293.3.发展循环农业关键措施发展循环农业关键措施 (1) 完善循环农业保障体系,增加农业的财政投
21、入完善循环农业保障体系,增加农业的财政投入 循环型农业保障体系由政策保障体系、法律保障体系、循环型农业保障体系由政策保障体系、法律保障体系、组织保障体系和环境管理保障体系组成。北京不断加组织保障体系和环境管理保障体系组成。北京不断加强完善利于循环型农业发展的政策和法律体系;持续强完善利于循环型农业发展的政策和法律体系;持续增加对农业的财政投入,扩大融资渠道。例如:北京增加对农业的财政投入,扩大融资渠道。例如:北京市财政承担全部大中型沼气、生物质集中供气工程等市财政承担全部大中型沼气、生物质集中供气工程等建设费用;建设费用;2006 年,京郊实施年,京郊实施“让农村亮起来、农让农村亮起来、农民暖
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