CN106245946A - 现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统，属于农业与环境技术领域；所述的大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地将禽畜粪便与下水输送至大型工业化沼气中心中；大型工业化沼气中心结合城市废弃物处理中心将沼液和沼渣送至沼液处理中心、沼渣处理中心，再经过有机饲料转化基地将沼液和沼渣转化并送至有机肥料生产基地；生产出来的有机质肥料通过有机质肥料输送管理中心送至现代无公害农业生产基地中；同时由大型工业化沼气中心加工出来的燃料和原料都送至生物柴油原料中心、沼气和乙醇燃料原料中心；农业循环能够朝着农业资源和农业能源消耗零增长、农业生态环境退化速率零增长这两个“零增长”的目标而努力，从而积极采用农业资源高效永续利用、生态环境良性循环的农业发展模式。

Description

现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统

技术领域

本发明涉及农业与环境技术领域，具体涉及现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统。

背景技术：

据报道，当前我国农业发展面临不少问题与困难，主要表现在以下几方面：

一是农业资源不足。最主要的是水资源和耕地资源不足。我国是一个典型的贫水国，人均淡水资源拥有量只有2627立方米，每年农业缺水300亿立方米，全球排名100位以上。人均耕地也十分有限，部分地区的人均耕地已接近或低于联合国规定的危险点。在农业水土资源不足的同时，农业旱涝灾害时有发生。

二是资源利用效率低。我国每亩小麦用水量多达450吨，而美国仅为284吨。我国小麦平均亩产371公斤，而荷兰为590公斤，英国为513公斤。我国年化肥使用量折纯养分6000多万吨，农药约30万吨，利用率仅为30%和40%左右。全国每年有5亿吨左右的秸秆资源，也大多作为燃料，开发利用比例较低，且污染环境。

三是农业面源污染严重。畜牧业产生的大量CH₄，CO₂、NO₂等导致温室效应的气体。种植业大量农作物秸秆焚烧，对大气环境造成了严重的污染。农业生产中大量使用化肥和农药，其中化肥使用量占全球的30%，化肥利用率低下，也对水环境造成严重的污染。

四是农业生态与环境的破坏严重。全国水土流失面积356万平方公里，我国荒漠化土地为263.62万平方公里，沙化土地面积为173.97万平方公里，草地退化、沙化和碱化面积增大，80%的河流、湖泊受到不同程度的污染，约有50%以上的地表水不符合渔业水质标准，约有20%-30%的地表水不符合农田灌溉水质标准。可见，农业生态环境脆弱，污染在严重加剧。

五是农产品残留严重，品质下降。农作物的抗逆性能下降，农产品品质降低。研究表明，农业化学品的超量施用导致植物收获物中维生素C、有机酸及可溶性糖等营养成分的降低，导致农产品品质下降；植物吸收了杀虫剂、除草剂等农业化学品后，造成农产品残留与农村生态环境污染，对人类健康构成威胁。据报道，仅黄淮海地区猪肉、鸡蛋、鱼肉中农药残留率已达80%以上，除草剂残留率也大多在50%以上。

六是农业生产潜力没有得到有效发挥。农业是人类以固定、转化太阳能，获取农产品为目的的生产活动。种植业的目的就是固定太阳能，利用绿色植物进行光合作用，将无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物。目前植物光合作用效率，一般在肥沃地区只有1%-2%，而在贫瘠荒凉地区仅0.1%，而人工精心管理的农田生态系统有过6%～8%的记录，由此看来，农业生产潜力还很大。

此外，我国农业还存在农业人力资源素质低，人口压力制约农业发展；农业科技进步贡献率较低；农业生产规模小、效率低，农产品不具有竞争优势；市场配置资源机制不健全，农业生产盲目性较大等问题与制约因素。

农业发展面临的这些问题与困难表明，传统农业的发展面临严峻挑战。这些正是新阶段我国农业发展的突破口，正是我国农业循环经济起步发展的切入点和主攻方向。循环经济以资源节约和循环高效利用为基本特征，可以有效解决农业发展面临的问题与困难。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种设计合理、运作方便、效率高、成本低的现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统。

本发明的现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统，它包含现代无公害农业生产基地、有机饲料原料、大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地、禽畜粪便与下水、城市废弃物处理中心、大型工业化沼气中心、沼液处理中心、沼渣处理中心、有机饲料转化基地、有机肥料生产基地、有机质肥料输送管理中心、清洁能源中心、生物柴油原料中心、沼气和乙醇燃料原料中心；所述的现代无公害农业生产基地将输送出来的有机饲料原料送至大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地；所述的大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地将禽畜粪便与下水输送至大型工业化沼气中心中；大型工业化沼气中心结合城市废弃物处理中心将沼液和沼渣送至沼液处理中心、沼渣处理中心，再经过有机饲料转化基地将沼液和沼渣转化并送至有机肥料生产基地；生产出来的有机质肥料通过有机质肥料输送管理中心送至现代无公害农业生产基地中；同时由大型工业化沼气中心加工出来的燃料和原料都送至生物柴油原料中心、沼气和乙醇燃料原料中心；生物柴油原料中心、沼气和乙醇燃料原料中心与现代无公害农业生产基地接通，方便提供能源；且生物柴油原料中心、沼气和乙醇燃料原料中心与有机肥料生产基地、有机质肥料输送管理中心接通，为基地处理提供能源；所述的清洁能源中心与大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地接通，为基地提供清洁能源。

作为优选，所述的现代无公害农业生产基地的模式是良种繁殖→饲料加工→饲养→销售；为实现传统养殖业向现代综合农业的转变奠定基础。

作为优选，所述的有机饲料转化基地、有机肥料生产基地的有机肥以功能性有益微生物菌群为主题，以肥料型有机质为载体，配合活化剂、增效剂、稳定剂、营养调节剂、多种微量元素等，经过菌剂培养、有机生物酶发酵、有机物混合发酵等，添加养分控失剂造粒成型。项目与“生物质资源化处置项目”相配套，沼渣沼液为基质原料，添加生物酶降解发酵后的农作物秸秆，生产符合农业部NY 884—2004标准的生物有机肥。

作为优选，所述的大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地采取公司加农户的模式，公司养殖种牛，育成仔牛，由农户领养；公司付费，带动农户致富，成牛后由公司回收，再集中育肥成商品牛；牛的排泄物进入沼气系统，进行资源化利用。

本发明包括城市餐厨废弃物、畜禽粪便下水、畜禽屠宰下水、农作物秸秆等生物质废弃物，再生产品为生物柴油原料、工业乙醇原料、大型工业沼气（纯化商业甲烷或沼气发电）、有机肥基质肥原料、以及高蛋白、高油脂昆虫饲养基质等；所纯化的沼气（甲烷气体）能够基本满足城市出租车或城市市政用车的清洁能源，或采取沼气发电基本满足园区内生产生活用电并可并网，投资收益率达到20%以上；将特大型规模化养殖基地与“生物质能源化、资源化、无害化处置项目”结合起来，对促进生态有机农业的发展和保持区域型生态环境具有重大意义，是现代农业产业链的重要一环，不仅创造农业绿色GDP，同时对现代农业发展示范具有重大意义；能够积极促进畜禽养殖方式的转变，带动养殖、饲料加工、产品深加工、生物质废弃物综合利用等相关产业发展，促进循环经济，推动养殖产业化可持续发展。

本发明的有益效果：与传统农业经济发展相比，农业循环经济的不同之处在于传统农业经济的流向形式是单一向的，即“资源—农产品—废气物排放”，其特征是高开采、低利用、高排放。在这种经济中，人们高强度地把地球上的农业资源提取出来，然后又把污染和废物大量地排放到水系、空气和土壤中，对农业资源的利用是粗放的和一次性的。而与此不同，农业循环经济倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式，它要求把经济活动组织成一个“农业资源—农产品—再生资源”的反馈式流程，其特征是低开采、高利用、低排放。农业循环能够朝着农业资源和农业能源消耗零增长、农业生态环境退化速率零增长这两个“零增长”的目标而努力，从而积极采用农业资源高效永续利用、生态环境良性循环的农业发展模式。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是本发明的结构示意图；

图中：

现代无公害农业生产基地1、有机饲料原料2、大型禽畜养殖基地3、大型屠宰深加工基地4、禽畜粪便与下水5、城市废弃物处理中心6、大型工业化沼气中心7、沼液处理中心8、沼渣处理中心9、有机饲料转化基地10、有机肥料生产基地11、有机质肥料输送管理中心12、清洁能源中心13、生物柴油原料中心14、沼气和乙醇燃料原料中心15。

具体实施方式

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含现代无公害农业生产基地1、有机饲料原料2、大型禽畜养殖基地3、大型屠宰深加工基地4、禽畜粪便与下水5、城市废弃物处理中心6、大型工业化沼气中心7、沼液处理中心8、沼渣处理中心9、有机饲料转化基地10、有机肥料生产基地11、有机质肥料输送管理中心12、清洁能源中心13、生物柴油原料中心14、沼气和乙醇燃料原料中心15；所述的现代无公害农业生产基地1将输送出来的有机饲料原料2送至大型禽畜养殖基地3、大型屠宰深加工基地4；所述的大型禽畜养殖基地3、大型屠宰深加工基地4将禽畜粪便与下水5输送至大型工业化沼气中心7中；大型工业化沼气中心7结合城市废弃物处理中心6将沼液和沼渣送至沼液处理中心8、沼渣处理中心9，再经过有机饲料转化基地10将沼液和沼渣转化并送至有机肥料生产基地11；生产出来的有机质肥料通过有机质肥料输送管理中心12送至现代无公害农业生产基地1中；同时由大型工业化沼气中心7加工出来的燃料和原料都送至生物柴油原料中心14、沼气和乙醇燃料原料中心15；生物柴油原料中心14、沼气和乙醇燃料原料中心15与现代无公害农业生产基地1接通，方便提供能源；且生物柴油原料中心14、沼气和乙醇燃料原料中心15与有机肥料生产基地11、有机质肥料输送管理中心12接通，为基地处理提供能源；所述的清洁能源中心13与大型禽畜养殖基地3、大型屠宰深加工基地4接通，为基地提供清洁能源。

其中，所述的现代无公害农业生产基地1的模式是良种繁殖→饲料加工→饲养→销售；为实现传统养殖业向现代综合农业的转变奠定基础。

所述的有机饲料转化基地10、有机肥料生产基地11的有机肥以功能性有益微生物菌群为主题，以肥料型有机质为载体，配合活化剂、增效剂、稳定剂、营养调节剂、多种微量元素等，经过菌剂培养、有机生物酶发酵、有机物混合发酵等，添加养分控失剂造粒成型。项目与“生物质资源化处置项目”相配套，沼渣沼液为基质原料，添加生物酶降解发酵后的农作物秸秆，生产符合农业部NY 884—2004标准的生物有机肥。

所述的大型禽畜养殖基地3、大型屠宰深加工基地4采取公司加农户的模式，公司养殖种牛，育成仔牛，由农户领养。公司付费，带动农户致富，成牛后由公司回收，再集中育肥成商品牛。牛的排泄物进入沼气系统，进行资源化利用。

祖代种猪繁殖场：占地面积120亩，饲养祖代基础母猪170头，父母代基础母猪1036头，年提供种猪3280头（其中每年生产合格父母代种母猪1700头），商品猪20210头。

种猪繁殖场：建成4座种猪繁殖场，每座占地面积100亩，饲养父母代基础母猪1036头，提供商品仔猪20210头。

商品猪场：建成10座商品猪场，每座占地面积30亩，年出栏商品猪10万头。

建设一个200万只种鸡、蛋鸡、肉鸡养殖场，年产鸡蛋2000万枚，300万只商品肉鸡，副产品有机肥3200吨。

化学肥料的推广对农业增产增收起到了关键作用,然而多年来由于长期使用化肥，土壤中有机质严重不足，各类养分比例失调，致使农业生态环境、土壤理化性状和土壤微生物区系遭受到了毁灭性破坏，严重影响了农产品的品质，化肥污染已成为当今国际公认的一大公害。

目前，在西方农业发展中，化肥正被生物肥、生物有机肥等新型高效、无公害、无污染的绿色肥料所取代。各国农业科学家正努力将高效环保化肥与生物肥和有机肥结合起来，发挥整体优势，建立良性农田生态循环体系，既要保证农业粮食增产丰收，也要保证农产品的高品质，促进农业可持续发展，生物有机肥产业发展势在必行。

本具体实施方式与传统农业经济发展相比，农业循环经济的不同之处在于传统农业经济的流向形式是单一向的，即“资源—农产品—废气物排放”，其特征是高开采、低利用、高排放。在这种经济中，人们高强度地把地球上的农业资源提取出来，然后又把污染和废物大量地排放到水系、空气和土壤中，对农业资源的利用是粗放的和一次性的。而与此不同，农业循环经济倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式，它要求把经济活动组织成一个“农业资源—农产品—再生资源”的反馈式流程，其特征是低开采、高利用、低排放。农业循环能够朝着农业资源和农业能源消耗零增长、农业生态环境退化速率零增长这两个“零增长”的目标而努力，从而积极采用农业资源高效永续利用、生态环境良性循环的农业发展模式。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统，其特征在于它包含现代无公害农业生产基地、有机饲料原料、大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地、禽畜粪便与下水、城市废弃物处理中心、大型工业化沼气中心、沼液处理中心、沼渣处理中心、有机饲料转化基地、有机肥料生产基地、有机质肥料输送管理中心、清洁能源中心、生物柴油原料中心、沼气和乙醇燃料原料中心；所述的现代无公害农业生产基地将输送出来的有机饲料原料送至大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地；所述的大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地将禽畜粪便与下水输送至大型工业化沼气中心中；大型工业化沼气中心结合城市废弃物处理中心将沼液和沼渣送至沼液处理中心、沼渣处理中心，再经过有机饲料转化基地将沼液和沼渣转化并送至有机肥料生产基地；生产出来的有机质肥料通过有机质肥料输送管理中心送至现代无公害农业生产基地中；同时由大型工业化沼气中心加工出来的燃料和原料都送至生物柴油原料中心、沼气和乙醇燃料原料中心；生物柴油原料中心、沼气和乙醇燃料原料中心与现代无公害农业生产基地接通，方便提供能源；且生物柴油原料中心、沼气和乙醇燃料原料中心与有机肥料生产基地、有机质肥料输送管理中心接通，为基地处理提供能源；所述的清洁能源中心与大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地接通，为基地提供清洁能源。

2.根据权利要求1所述的现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统，其特征在于所述的现代无公害农业生产基地的模式是良种繁殖→饲料加工→饲养→销售；为实现传统养殖业向现代综合农业的转变奠定基础。

3.根据权利要求1所述的现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统，其特征在于所述的有机饲料转化基地、有机肥料生产基地的有机肥以功能性有益微生物菌群为主题，以肥料型有机质为载体，配合活化剂、增效剂、稳定剂、营养调节剂、多种微量元素等，经过菌剂培养、有机生物酶发酵、有机物混合发酵等，添加养分控失剂造粒成型；与“生物质资源化处置项目”相配套，沼渣沼液为基质原料，添加生物酶降解发酵后的农作物秸秆，生产符合农业部NY 884—2004标准的生物有机肥。

4.根据权利要求1所述的现代农业粮食丰产与水环境保护的循环系统，其特征在于所述的大型禽畜养殖基地、大型屠宰深加工基地采取公司加农户的模式，公司养殖种牛，育成仔牛，由农户领养；公司付费，带动农户致富，成牛后由公司回收，再集中育肥成商品牛；牛的排泄物进入沼气系统，进行资源化利用。