农牧光互补型生态循环农业技术模式

现代农业科技2019年第24期

农牧光互补型生态循环农业技术模式

蒋广洁1董夫英1任振峰2李超2钟世军1

U山东省枣庄市台儿庄区农村能源推广服务中心，山东枣庄277400 ; 2枣庄市牧天牛养殖开发有限公司）

摘要本文介绍了以肉牛养殖为核心的农牧光互补组合生态循环农业技术新模式，以转换新旧动能方式发展农业农村经济新业态。其 构成要素是利用肉牛规模养殖场棚顶安装太阳能电池组件，开发应用光伏发电系统集成技术，生产绿色电能，就近并入国家电网；养殖棚 内实施标准化肉牛养殖，生产特产肉牛；以沼气工程为纽带，对养殖粪污和部分作物秸秆实行资源化利用，沼气用作发电和生产生活燃料， 发酵后的沼渣、沼液进行干湿分离，沼渣用作生产有机肥的基料，沼液及有机肥产品作为生态循环农业示范种植基地的肥料，种植的作物 (饲料）秸秆进行青贮作为肉牛饲料、沼气池填料、粉碎直接还田，实现了企业生产系统内资源的循环利用，产生了良好的经济、社会、生态 效益，具有示范带动作用。

关键词肉牛养殖；农牧光互补；生态循环农业；技术模式 中图分类号X171.3文献标识码A文章编号1007-5739(2019)24-0182-03

自2014年以来，以市级农业龙头企业枣庄市牧天牛养 殖开发有限公司为基点，探索了以肉牛养殖为核心，以农牧 光互补组合发展生态循环农业经济技术模式，即在肉牛规 模养殖场棚顶安装太阳能电池组件，开发应用光伏发电系 统集成技术，生产绿色电能，同时就近并人国家电网，产生 发电收入；养殖棚内实施标准化肉牛养殖，生产中高端特产 肉牛;以沼气工程为纽带，把养殖粪污和部分作物秸秆作为 沼气池填料实行资源化利用，产生的沼气用作发电和生产 生活燃料，对发酵后的沼渣、沼液进行干温分离，沼渣用作 生产有机肥的基料，沼液及有机肥作为生态循环示范基地 种植作物的肥料;作物桔秆进行青贮(饲用、氨化或黄化)作 为肉牛饲料或粉碎后直接还田，实现了企业生产系统内资源 的循环利用，产生了良好的经济、社会、生态效益，形成了示 范带动作用，创新了新旧动能转换发展农业农村经济的新 型业态。1

自然区位与模式试验概况

1.1自然区位

枣庄市地处鲁中南低山丘陵南部地区，为黄淮冲击平 原，属暖温带季风型性气候区，年均气温14.4丈、曰照 时数2 131 h、降水量787.3 mm,雨热同期，自然条件优越。境 内河流属淮河流域运河水系，京航运河枣庄段全长39 km， 横穿枣庄市南部，共有大小河流24条，汪塘遍布，载誉“江 北水乡”城市名片；京沪高铁、京福高速等国、省级干线交 织，水陆通衢，区位独特。曾南部隶属西楚、中北部隶属齐 鲁，现为山东省辖市，有“山东南大门”之称m。

1.2模式创新的必要性与机遇

枣庄是一座煤炭资源城市，逾100年的工业化发展历史， 铸就了“因煤而立”“因煤而兴”的城市发展历程，其曾是华 东地区重要的能源基地，也是鲁南地区重要城市之一；但是 由于种种历史因素制约,没能充分利用煤炭的资源优势而进 一步发展成为经济大市;随着煤炭资源的日益枯竭，2009年 枣庄被确定为东部地区唯一的资源枯竭型城市，大量 过剩的产业工人和因过度开采而造成的生态环境日趋恶化 成为改革发展不可逾越的两大难题|2]。秉持生态文明发展理

作者简介蒋广洁（1965-),男，山东滕州人，农业技术推广研究员=研

究方向：生态农业与农村可再生能源技术推广与应用。

收稿日期 2019-08-29

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开放科学（资源服务）标识码（OSID)

念，“绿色崛起”成为了当前经济社会转型发展、可持续发展 的现实选择，从农村改革“试验田”、现代农业“示范地”，再 到农业可持续发展“示范区”，协同推进国家农村改革试验 区、现代农业示范区、农业可持续发展试验示范区建设，成 为全国唯一整建制推进“三区”建设的地级市，担负着为全 国农村改革探路子、为现代农业建设出经验、为农业可持续 发展创模式的重任[3]。1.3模式试验

枣庄市牧天牛养殖开发有限公司是市级农业龙头企 业，实行养殖场方式进行规模化肉亇养殖，为枣庄市提供优 质特色畜产品，效益突出；但大量产生和排放的养殖粪污， 制约着企业自身进一步扩张、地方水污染治理、农业可持续 发展。针对存在的瓶颈问题，对农牧光互补发展生态循环农 业关键技术进行了研究、试验和示范,探索出了以肉牛养殖 为核心，以农光互补、农牧结合组合发展生态循环农业经济 技术模式，即在肉牛规模养殖场棚顶安装太阳能电池组件， 开发应用光伏发电系统集成技术，生产绿色电能，同时就近 并入国家电网，产生发电收入；养殖棚内实施标准化肉牛养 殖，生产中高端特产肉牛；以沼气工程为纽带，对养殖粪污 和部分作物秸秆作为沼气池填料实行资源化利用，产生的沼 气用作发电和生产生活燃料，发酵后的沼渣沼液进行干湿 分离，沼渣用作生产有机肥的基料，沼液及有机肥作为生态 循环示范基地种植作物的肥料；作物（饲用）秸秆进行青贮 (氨化或黄化)作为肉牛饲料，实现了系统内资源循环利用； 配套建立了农牧光互补型生态循环农业技术模式操作规 程，自2014年以来进行不断地试验、总结、完善、示范，适 度引导农牧光互补型现代生态循环农业示范基地的规范建 设，创新了新旧动能转换发展农业农村经济的新型业态，产 生了良好的经济、社会、生态效益和示范带动作用，为山东 省乃至全国该技术模式的推广提供技术参考。2

模式要素组合与流程

2.1要素组合

农牧光互补型生态循环农业技术模式要素组合为规模 化养殖场进行标准化肉牛养殖+棚顶架设光伏组件进行太 阳能发电+大型沼气工程+有机肥生产场所设施设备+生态 循环农业种植示范基地+秸秆青贮等配套设施场所。蒋广洁等:农牧光互补型生态循环农业技术模式

2.2流程

农牧光互补型生态循环农业技术模式流程如图1 所示。

图1农牧光互补型生态循环农业技术模式流程

3

依据

枣庄市牧天牛养殖开发有限公司位于枣庄市辖台儿庄

区，2016年9月被新增为国家重点生态功能区，根据 国家重点生态功能区定位，要加强生态保护和修复,保持并 提高生态产品供给能力[\\2017年9月，《关于创新机制 推进农业绿色发展的意见》颁布，要把农业绿色发展摆在生 态文明建设全局的突出位置，全面建立以绿色生态为导向的 制度体系，基本形成与资源环境承载力相匹配、与生产生活 生态相协调的农业发展格局。到2020年，严守1.24万hm2 耕地红线，主要农作物化肥、农药使用量实现零增长，全国 森林覆盖率达到23%以上，全国粮食（谷物)综合生产能力 稳定在5.5亿t以上，实现农业可持续发展、农民生活更加 富裕、乡村更加美丽宜居15|。2017年12月，枣庄市被农业部 等六部委联合列为第一批启动的国家农业可持续发展试验 示范区暨开展农业绿色发展先行先试工作，通过3年左右 的努力，因地制宜地总结一批农业绿色发展模式和技术集 成，提炼推广一批农业绿色发展制度,努力形成农业绿色生 产方式和绿色生活方式\\

国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电并

网'将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域' 并将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列 为科技发展与高技术产业发展的优先领域|91,从而确立了优 先发展可再生能源的战略地位。光伏发电、沼气均属于绿色 清洁可再生能源，枣庄市牧天牛养殖开发有限公司承担了中 央预算内投资大中型沼气工程（鲁农生态字〔2012〕42号）， 对项目初步设计与概算进行了批复并下达了项目资金[1(>1。

耕地是农业生产的基础。加快推进耕地质量提升，对保

障粮食生产安全、农产品质量安全和农业生态环境安全具有 长远的战略意义，对促进农业持续增产、农民持续增收、农 村环境持续改善具有重要的现实意义。为进一步提升山东 省耕地质量，规划编制《山东省耕地质量提升规划》(2014— 2020年），旨在通过规范化、标准化使用化学投人品，无害化 处理、资源化利用农业废弃物，不断增强耕地可持续生产能 力，提高资源利用率和劳动生产率的过程。未经处理的畜禽 粪便直接排人农田，不仅会造成耕地污染，还会引发动物疫 病传播和人畜共患疾病的发生。将秸秆未有效利用、畜禽粪 便污染等问题列入耕地质量提升工程M。枣庄市牧天牛养殖 开发有限公司申报、承担了 2017年耕地质量提升畜禽粪便 治理工程项目（枣农字〔2017〕47号），对《2017年台儿庄区 耕地质量提升项目实施方案》进行了批复并下达了项目资 金计划【12】。

4技术工艺原理

4.1分布式光伏发电工艺流程

利用规模化肉牛养殖场棚顶安装太阳能电池组件，将 太阳能转化成直流电能，通过汇流箱汇流，再通过并网逆变 器将直流电逆变成三相交流电，就近并入国家电网。主要装 备包括太阳能晶硅电池组件、逆变器、汇流箱、电缆、配电、 支架、监控检测系统等。

4.2标准化肉牛规模养殖技术要领

中高档肉牛育肥养殖是本模式的核心，养殖场面积3.33 hm2,常年肉牛养殖规模2 000头；实行“基地+农户”经 营方式，联合400多家肉牛养殖户育肥牛4 000头。实行标 准化肉牛规模养殖是提高生产水平和经济效益的技术支 撑，为了给企业提供技术性指导，规范了养殖场各分区和设 施设备的配置、鲁西黄牛等优质肉牛良种的引进和运输、饲 料和日粮配制、饲养管理、母牛的繁殖、卫生和防疫、粪便和 废弃物处理、制度和档案管理等技术要领。4.3沼气工程综合效益显著

以沼气工程为纽带，资源化有效利用畜禽粪污和农作物 结秆，促进农村能源转型。按照大中型沼气工程技术规范国 家标准(GB/T51063—2014严1,建设丨000 m3大型沼气工程， 因地制宜地应用中温高浓度混合原料发酵工艺技术路线， 资源化处理畜禽粪便和农作物秸秆，年产沼气32.5万m3,沼 渣约2 000 t、沼液10 000 t以上，产生的沼气进行发电或企 业生产、生活自用，沼渣、沼液作为有机肥生产基料和生态 循环基地种植肥料，沼气工程综合效益显著。

利用畜禽粪便治理工程项目建设的有机肥生产线|M|,建 设以绿色生态为导向的发展体系，实行种养互补科技示范， 形成“牛-沼-菜(果、饲）”“水肥一体化”生产模式，精心实施 生态循环农业建设项目，消纳沼渣、沼液，以沼渣和作物秸 秆为原料生产有机肥，年产粉状、颗粒状2种类型有机肥各 10 000 t，可供66.67 hm2生态循环农业示范基地种植蔬菜、 西瓜及果类等使用，在生产绿色（无公害）农产品供应社会 的同时，减少以菜、果、饲等为重点的特色产业的化肥、农 药、灌溉用水和劳力的用量，降低农业生产投入成本，减轻 对土壤的污染危害，提高农产品品质，增加农民收入，促进 生态循环农业的可持续发展。

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资源与环境科学_____________________________________5 参考文献

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现代农业科技2019年第24期

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[9] 国家发展和改革委员会.国家发展改革委关于印发《可再生能源发电

价格和费用分摊管理试行办法》的通知：特急发改价格[2006]7号

[A/OL]. (2006-01 -04) [2019-08-01].http：//www.gov.cn/ztzl/2006-01/ 20/content_ 165910.htm.

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[12] 山€省.关于印发山东省耕地质量提升规划

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[13] 住房城乡建设部.关于发布国家标准《大中型沼气工程技术规范》的

公告：中华人民共和国住房和城乡建设部公告第672号[A/0L]. (2014-12 -02) [2019 -08 -01 j.http ： //www.mohurd.gov.cn/wjfb/201508/ t20150830_224370.html.

[14] 山东省农业厅，山东省财政厅.关于组织实施2017年耕地质量提升

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(上接第

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6 4 2 0 8

彭州市回波发展旺盛，其5个炮点均在22:24—22:25开展 防雹作业，用弹量100发。第三阶段为23:00,大邑和崇州方 向的孤立单体回波合并后继续向北边的都江堰市移动，得 到作业批复命令的时间为23:36—23:48，人影中心指挥蒲 江、崇州和都江堰的高炮进行防雹作业，用弹量83发。此次 强雹作业过程，民航空管局给予了大力支持,把雹灾损失降 到最小，但都江堰市中心区域远离高炮防御控制范围，在 23:25开始产生了降雹，持续时间为10 min,冰雹直径最大

2

0

30

距离/km

60

为6 cm,造成了较大经济损失。5

结语(1)

此次冰雹天气过程是我国西北地区大槽东移并叠

图4 2019年4月26日23:30垂直剖面图加高原短波槽东移引起的，孤立单体的合并加强了回波强 度，强中心最高达70 dBZ。

(2)

能、对流抑制能量、沙氏指数、A：指数、0尤和-20 t层高度 的物理量变化对冰雹强对流天气的发生发展具有重要的指 示意义。

(3)

对冰雹的落区预报预警也有很好的科学价值；降雹开始前 的垂直累积液态水含量“跃增”可作为降雹开始时刻的参考 指标。

6参考文献

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类别[J].气象,2011,37(2): 136-141.[2]王廷东，段玮,方夏馨，等.昆明地区夏季冰雹云多普勒雷达定量判别 指标⑴.安徽农业科学,2016,44(34): 177-180.[3】黄駿，辛学飞,梁明境，等.多普勒雷达在湘西北人工防雹中的应用[J]. 湖南农业科学，2016,04:53-56.【4]刘治国，王锡稳，冀兰芝，等.雷达VIL在局地强对流天气应用中应

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冰雹发生前大气不稳定能量快速上升，对流有效位

冰雹形成时的回波顶高、“穹窿”结构和强回波中心

图5 2019年4月26日23:30垂直累积态水含量象明显，可作为降雹时的重要依据，对防雹作业指挥人员有 重要指示价值。

4人工防雹作业

针对此次强对流冰雹天气过程，成都市人工影响天气中 心积极与西南民航空管区沟通，在空域繁忙的成都西部，仍 开展了 3批次的防雹作业。在回波单体开始形成的初级阶 段，人影指挥中心在20:00就陆续在郫都和温江区申请消雹 作业，至20:51得到空管区同意，在蒲江、邓崃、郫都和温江 开展10炮次的防雹作业，用弹107发。第二阶段为22:00,

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