近些年，隨著農藥化肥的大量使用。大量有害物質隨著農業生產進入生態循環，通過層層富集。最終進入人類體內，危害人類健康。此外，人們施用的化肥。大多為無機肥。其中含有的有機質非常少。長期施用。土壤中的有機質含量越來越低，最終會引起土壤板結，肥力降低等一系列問題。世界人口在不斷增長。但可用耕地卻在不斷減少，為了緩解這一狀況，生態循環農業應運而生。

循環農業的核心是資源的充分和循環利用，通過對體系中資源的整體調控。再利用，構成一個循環。形成物質能量自給自足，減少化學物質使用，并且通過對資源的集約使用，使物質投入產出比達到最大。并減少污染物的產生和排放。它不僅僅是追求經濟效益，而是將其，與社會和生態效益相協調。把目光放眼于未來，實現整個農業的可持續發展。

循環農業的思想由來已久，我國很早就有“魚蠶桑”之類樸素的循環農業模式。在新時代為了遵循國家提出的“高產、優質、高效”的新農業方針。也需要對循環農業進行更深入研究和探索，爭取尋找到更有效的、更生態友好的開發模式。目前最熱點的循環農業開發模式。是以大型沼氣工程為核心的農業生產循環模式，這種模式最核心的部分就是對“三沼”。即沼氣、沼液、沼渣的利用，“三沼”在循環系統中作為物質和能量運輸轉化的橋梁。

運用沼氣工程的循環農業，可以將農業廢棄物轉化為可利用的資源。提高資源利用效率。并且能增加經濟效益，美化環境。

“秸稈-畜-沼氣-果蔬”模式就是一種非常經典的以沼氣工程為核心的循環農業模式。本項目的開展地點是在江蘇宿遷。根據當地實際情況，選取了較為常見的羊作為養殖牲畜，進行該模式的嘗試。這種模式中羊產生排泄物作為沼氣發酵的主要原料。發酵完成后，沼氣可以作為能源解決羊的越冬取暖、照明、以及冬天蔬菜供暖等問題。沼渣可以作為優質有機肥或育苗基質來種植玉米，沼液則可以作為液體肥澆灌蔬菜。而玉米秸稈和蔬菜殘葉可以作為羊的食物，以及沼氣發酵的原料。

首先是原料的選擇，只用人畜的排泄物也可以進行沼氣發酵，但是原料有限，僅僅依靠糞便產生的“三沼”可能無法滿足循環體系的需要。因此在原料中加入秸稈。增加反應物的總量來提高沼氣的產量。據研究。富氮原料。如人畜糞便，碳氮比都要小于25：1。且因為經過腸胃系統的加工，顆粒較小，低分子化合物較多。所以發酵時啟動速度快。反應周期短，產氣速度快，不過單位原料的產氣量不如秸稈；而富碳原料，如植物秸稈枝葉，碳氮比大多要大于30：1.含有的物質多為木質素和纖維素等難降解化合物的啟動速度通常較慢。且反應周期也較長。不過優點是單位原料的最終產氣量大。

因此，以秸稈和人畜糞便作為原料，可以綜合兩者的優缺點，加快反應速度，增加產氣量，而且沼氣發酵的最適碳氮比為20-30。將兩者適當混合。可以保證反應碳氮比始終保持在一個適宜的水平。發酵過程中最好保持PH在6.5-8.0，溫度在10-60℃。PH一般由微生物自行調整，而溫度則是在適宜條件內越高越好，溫度越高反應速度越快效果越好，不過要注意不能有大的波動，如果突然之間變化超過5℃會抑制反應的進行。

人畜糞便與秸稈的比例為3：1左右。反應的進料濃度，即干物質量占總量的比例，在5%-10%比較適宜。過低會影響產氣量。過高則會產生過多有機酸，使整個反應體系酸化。反應過程中可以進行適量攪拌，使原料和發酵微生物充分接觸，反應更快速徹底。

沼渣是沼氣發酵之后留于底部的殘渣，雖然因為發酵損失了部分物質和能量，但營養物質并沒有太多的流失。根據研究沼渣中蘊含大量的有機質和腐殖酸，并且還含有氮、磷、鉀這三種植物生長所必需的元素以及部分微量元素，是非常好的作為有機肥或育苗基質的原料。

沼渣豐富而全面的養分可以為秧苗的生長發育提供保障，改善生長品質，提高植株抗逆性，并且沼渣結構較為疏松。配制成基質后也利于空氣的流通，可以促進秧苗的生長。以草炭、蛭石、珍珠巖為原料配制基質，比例為6：3：1。用沼渣來代替部分草炭，并慢慢提高比例。實驗證明，當沼渣的比例為10%時。種子的發芽率最高。且要高于不加沼渣的基質。不過10%的比例養分含量較少，不適合長時間的培養秧苗，如果培養時間超過40d可能會表現養分不足的癥狀；沼渣的比例也不能高于30%。不然可能會因為養分過高，造成肥害。影響秧苗生長。

發酵完成的沼液中。不僅有有機質、氮磷鉀。各種微量元素等養分。還有著豐富的氨基酸、B族維生素。以及促進植物生長的激素。是天然的有機肥料。而且經過發酵后。沼液中大部分的有害物質會被分解，還會生成一些抗生素驅趕蚊蟲。可以有效減少作物病蟲害，減少農藥的使用。沼液中的養分大多以速效形式存在比較適合作為噴肥使用。

沼液可以直接和水按比例混合成液體肥，不過在混合前需過濾去除雜質。一般沼液的濃度在40%以上就能起效果，不過不能太高，超過80%就會對植物造成損傷。不同作物的最適濃度不同，不過一般都是在50%-60%時效果最好。施用在蔬菜的時候可以用澆灌的方式。一般300-400kg/667m2，一個生長周期施三次。

我國的傳統農業存在著一些問題：

①過量使用化肥、農藥，導致土壤結構變差，土地肥力退化，部分隨水進入河流，導致水體富營養化。而且，隨著化肥的使用，肥料的利用率一直在下降。目前。我國化肥有效利用率僅有30%左右。這也增加了農產品生產的成本。

②農業生產過程中對自然資源的過度索取行為，如過度開墾，過度放牧，過捕濫漁，對生態平衡造成了極大的破壞，影響了生物多樣性。農業生產過程中產生大量農業廢棄物。并隨意丟棄。造成環境污染。

③傳統的生產管理方式粗放零散，產業鏈條短，且產品只經過初級加工。沒有很多工業附加值，經濟效益低。

“秸稈-羊-沼氣-果蔬”循環模式恰好能解決這幾個問題：

①該模式使用的肥料都是經過沼氣發酵的天然有機肥，富含有機質養分充分。提高作物產量和品質的同時，還可以改善土壤的理化性質，減少農藥化肥的使用。

②該循環模式非常注重維護體系中生物與其周邊自然和社會經濟因素之間的協調性。對資源充分利用，但不會過度。且將動物糞便和作物秸稈集中處理。進行沼氣發酵。可以有效改善雜亂的環境。

③循環模式可以拉長生產線，充分利用體系中的水肥氣熱，并對勞動力、資金、設施等資源集約化使用。提高資源利用率，增加收益。

以沼氣工程為核心的“秸稈-羊-沼氣-果蔬”循環模式可以帶來巨大的經濟和社會效益。沼渣沼液有機肥的使用可以減少化肥的使用，提升作物的產量和品質。而且沼液沼渣在發酵過程中會滅殺蟲卵。并產生驅趕害蟲的物質，可以減少農藥的使用。而且沼氣是一種清潔燃料，更多的使用沼氣可以減少大氣污染。預計該模式最終可以降低10%總成本，并增加10%產量。并且以項目實行點為榜樣，可以帶動周邊農民的經濟發展，提高農業技術水平。

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