1、第十章第十章生态农业与循环农业生态农业与循环农业本本章章提提要要概念与术语概念与术语生态农业生态农业(Ecological agriculture)循环农业循环农业(Circular agriculture)有机农业有机农业(Organic agriculture)自然农业自然农业(Natural agriculture)生物农业生物农业(Biological agriculture)集约农业集约农业(Intensive agriculture)基本内容基本内容1 1、有机农业、有机农业2 2、自然农业、自然农业3 3、国外生态农业、国外生态农业4 4、中国生态农业、中国生态农业5 5、循环农业、循环农业重要问题重要问题1 1、常规农业的负效应主要表现在哪、常规农业的负效应主要表现在哪些方面？些方面？2 2、中国生态农业与国外生态农业在、中国生态农业与国外生态农业在原理与技术上的区别是什么？原理与技术上的区别是什么？3 3、循环农业的主要原理和技术有哪、循环农业的主要原理和技术有哪些？些？第一节第一节 生态农业与循环农业的产生与发展生态农业与循环农业的产生与发展一、现代常规农业的负效应
2、一、现代常规农业的负效应二、国外二、国外“替代农业替代农业”的兴起的兴起三、中国生态农业三、中国生态农业四、循环农业四、循环农业一、现代常规农业的负效应一、现代常规农业的负效应（一）能源过度消耗（一）能源过度消耗n常规农业发展过程中形成了对不可更新能常规农业发展过程中形成了对不可更新能源的高度依赖，而这些化石能源含量是有源的高度依赖，而这些化石能源含量是有限的，能源短缺问题迟早会出现，会成为限的，能源短缺问题迟早会出现，会成为农业长远发展的重要制约因素。农业长远发展的重要制约因素。中国与世界不同能源预计可使用年限中国与世界不同能源预计可使用年限美国玉米能量投入产出关系（美国玉米能量投入产出关系（1945-19701945-1970） 10109 9 J/hmJ/hm2 2n能量产投效益呈递减趋势，即每千克玉米的生能量产投效益呈递减趋势，即每千克玉米的生产能耗在持续增加。产能耗在持续增加。年代年代投入无机能投入无机能投入有机能投入有机能投入总能投入总能产出能产出能产投比产投比19453673.51953868.5143253.70197012061.546.512108341252.82
3、中国能量投入产出关系（中国能量投入产出关系（1950-19871950-1987） 10109 9 J/hmJ/hm2 2n无机能量的投入效率显著下降，产品的能量代无机能量的投入效率显著下降，产品的能量代价越来越大。价越来越大。年代年代投入无机能投入无机能产出能产出能产投比产投比1950355.543873.5123.41198720611.51468117.12（二）水资源紧缺（二）水资源紧缺水资源严重缺乏的国家水资源严重缺乏的国家我国水资源问题尤为突出。据水我国水资源问题尤为突出。据水利部报告，利部报告，20世纪世纪80年代我国水年代我国水资源缺口为资源缺口为400亿亿m3，20世纪世纪90年代末已达年代末已达500亿亿m3，其中北方，其中北方地区的缺水量占地区的缺水量占2/3，华北平原，华北平原水资源供需矛盾最为严重。近年水资源供需矛盾最为严重。近年来，华北平原浅层地下水平均下来，华北平原浅层地下水平均下降降8-10米，米，漏斗区漏斗区面积达面积达27000km2。（三）生产成本增加（三）生产成本增加n化肥投入增加化肥投入增加n农药投入增加农药投入增加n灌溉投入增加灌溉投入增加n
4、机械投入增加机械投入增加n能源投入增加能源投入增加o1950-19851950-1985年的年的3535年间，年间，世界世界化肥用量增加了化肥用量增加了8.298.29倍，倍，总能耗增加了总能耗增加了5.95.9倍，而此倍，而此期的谷物仅增加了期的谷物仅增加了1.681.68倍。倍。o1965-19901965-1990年，年，我国我国的化的化肥用量增加了肥用量增加了12.312.3倍，各类倍，各类能耗均增加能耗均增加1010余倍，而粮食余倍，而粮食总产量只增加总产量只增加1.31.3倍，单产倍，单产也仅增加也仅增加1.41.4倍。倍。 粮食生产与化肥的使用粮食生产与化肥的使用 年度年度单位面积肥料单位面积肥料使用量（使用量（kg/ha)每每kg肥料谷物肥料谷物产量（产量（kg)1950n.a.4519602233196542191970531619756314198084121985911319909612收获递收获递减的规减的规律律成长的成长的极限极限几个国家的肥料使用量与谷物产量几个国家的肥料使用量与谷物产量 谷物单产谷物单产肥料使用量肥料使用量欧洲欧洲6115326美国美国47
5、5399日本日本5846400非洲非洲10709南美南美198633（单位：（单位：kg/ha）几个国家的农药使用量（几个国家的农药使用量（19911991）使用金额使用金额100万美圆万美圆使用密度美使用密度美圆圆/ha日本日本3456768.0美国美国636033.5加拿大加拿大72515.8法国法国2735142.4英国英国771116.8巴西巴西108218.0世界合计世界合计2680018.6残留农药残留农药寂静的春天寂静的春天Production and ConsumptionChemical Application and Grain ProductFertilizer Ratio of Grains CostUnit Chemical Fertilizer Cost of Grain Production 利用率不高造成资源的浪费利用率不高造成资源的浪费 使用方法不当，造成生态环境恶化使用方法不当，造成生态环境恶化我国农业资源的利用水平还很低。灌溉水利用率为43%，低于国际先进水平30%；降水利用率约为45%，仅相当于世界先进水平的25%。每年化肥施用量超过860亿斤（
6、纯养分），是世界上肥料用量最多的国家，然而氮肥当季利用率仅30%，每年氮肥损失近400亿元，肥料利用效率不高。全国农药年产量超过8亿斤（有效成分），居世界第二位，但有效利用率只有30%，农药浪费严重并造成污染。以化肥为例以化肥为例（四）污染加剧（四）污染加剧o化肥、农药和农膜造成的面源污染问题严重。化肥、农药和农膜造成的面源污染问题严重。我国化肥年使用量达到我国化肥年使用量达到44004400多万吨，大部分流多万吨，大部分流失造成地表水富营养化和地下水硝酸盐污染；失造成地表水富营养化和地下水硝酸盐污染；全国农药年使用量近全国农药年使用量近130130万吨，污染的农田面积万吨，污染的农田面积达到达到1.361.36亿亩；地膜覆盖正由亿亩；地膜覆盖正由“白色革命白色革命”演演变为变为“白色污染白色污染”。o秸秆焚烧造成环境污染、大气污染，土壤生态秸秆焚烧造成环境污染、大气污染，土壤生态破坏，甚至危及正常交通安全。破坏，甚至危及正常交通安全。 PollutionPollution1.生物多样性的减少生物多样性的减少（高产量品种的普及）。（高产量品种的普及）。 动植物的数量是一种资源，而其多样
7、性也动植物的数量是一种资源，而其多样性也 是一种资源。是一种资源。 近亲繁殖近亲繁殖-生命力的衰退生命力的衰退 杂交优势杂交优势-新品种，种群的诞生新品种，种群的诞生（五）其他常规农业的负效应（五）其他常规农业的负效应2.大规模单作经营化的倾向大规模单作经营化的倾向 单作经营单作经营-一农场大规模栽培单一作物一农场大规模栽培单一作物 复合经营复合经营-一农场栽培多种作物或饲养一农场栽培多种作物或饲养 多种家畜多种家畜 结果：连作障害；地力低下结果：连作障害；地力低下 -有机农业的再认识有机农业的再认识3.土壤高强度垦殖及用养失调土壤高强度垦殖及用养失调-水土流失水土流失-土壤退化与沙化土壤退化与沙化-草原退化草原退化4.农业生产、生活对环境的污染农业生产、生活对环境的污染-污染生态环境污染生态环境-影响农业生产影响农业生产-影响社会经济长远发展影响社会经济长远发展l农村生活垃圾和污水未经处理随意排放，导致农村生活垃圾和污水未经处理随意排放，导致农村环境卫生状况恶化。我国农村每天产生的生农村环境卫生状况恶化。我国农村每天产生的生活垃圾达活垃圾达100多万吨，大部分未经处理，成为蚊多万吨，
8、大部分未经处理，成为蚊蝇孳生地和地表水、地下水的重要污染源。蝇孳生地和地表水、地下水的重要污染源。 l畜禽粪便造成的污染问题日益突出。我国猪、畜禽粪便造成的污染问题日益突出。我国猪、牛、鸡三大类畜禽粪便年排放化学需氧量牛、鸡三大类畜禽粪便年排放化学需氧量（COD）6900多万吨，是全国工业和生活污水多万吨，是全国工业和生活污水COD的的5倍以上，成为首要污染源。倍以上，成为首要污染源。 二、国外二、国外“替代农业替代农业”的兴起的兴起 要为子孙后代着想，决不能吃要为子孙后代着想，决不能吃祖宗饭，断子孙路。祖宗饭，断子孙路。alternative agriculturesustainable agriculture绿色农业有机农业有机农业是一种完全不用或基本不用人工合成的是一种完全不用或基本不用人工合成的化肥、农药、生长调节剂和家畜饲料添加剂的农化肥、农药、生长调节剂和家畜饲料添加剂的农业生产体系。业生产体系。利用农牧结合、轮作、堆肥等保持土壤养分平衡利用农牧结合、轮作、堆肥等保持土壤养分平衡用生物防治控制病虫害用生物防治控制病虫害通过土壤耕作调节其结构性能通过土壤耕作调节其结构性能降低
9、成本与能耗降低成本与能耗保护环境和提高产品质量保护环境和提高产品质量（一）有机农业（一）有机农业自然农业自然农业主张农业生产应该顺应自然，尽可能减主张农业生产应该顺应自然，尽可能减少人为对自然的干预，要最大限度地利用自然作少人为对自然的干预，要最大限度地利用自然作用和过程使农业生产持续发展。用和过程使农业生产持续发展。不翻耕土地，依靠生物活动自然疏松不翻耕土地，依靠生物活动自然疏松不施化肥，靠秸秆、绿肥及粪肥等维持土壤肥力不施化肥，靠秸秆、绿肥及粪肥等维持土壤肥力不除草，通过秸秆覆盖和作物生长抑制杂草不除草，通过秸秆覆盖和作物生长抑制杂草不用化学农药，靠自然平衡机制控制病虫害不用化学农药，靠自然平衡机制控制病虫害（二）自然农业（二）自然农业生物农业生物农业是根据生物学原理建立的农业生产体系，是根据生物学原理建立的农业生产体系，靠各种生物学过程维持土壤肥力，使作物营养得靠各种生物学过程维持土壤肥力，使作物营养得到满足，并建立起有效的生物防治杂草和病虫害到满足，并建立起有效的生物防治杂草和病虫害的体系。的体系。将腐烂的有机物作为土壤改良剂将腐烂的有机物作为土壤改良剂通过豆科作物自身固氮及烘
10、肥合理使用调控农田养分平衡通过豆科作物自身固氮及烘肥合理使用调控农田养分平衡废弃物的再循环利用废弃物的再循环利用充分发挥各种生物作用，包括土壤中生物如蚯蚓等的改土充分发挥各种生物作用，包括土壤中生物如蚯蚓等的改土作用作用（三）生物农业（三）生物农业生态农业生态农业是生态上能自我维持，低投入，经济上是生态上能自我维持，低投入，经济上有生命力，有利于长远发展，并在环境方面、伦有生命力，有利于长远发展，并在环境方面、伦理道德及美学上能接受的小型农业。理道德及美学上能接受的小型农业。必须是一个自我维持系统，一切副产品都需要再循环必须是一个自我维持系统，一切副产品都需要再循环提倡使用固氮植物、作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等技术，保持土壤肥力提倡使用固氮植物、作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等技术，保持土壤肥力生物群落多样性，种植业与畜牧业比例恰当，使系统能够稳定、自我维持生物群落多样性，种植业与畜牧业比例恰当，使系统能够稳定、自我维持单位面积的净产量必须是高的单位面积的净产量必须是高的继获得高产，农场规模应该是较小的继获得高产，农场规模应该是较小的经济上必须是可行的，目标是在没有政府补贴
11、的情况下获得正在的经济效益经济上必须是可行的，目标是在没有政府补贴的情况下获得正在的经济效益农产品就地加工并直接供给消费者农产品就地加工并直接供给消费者在美学及伦理道德上必须为社会所接受在美学及伦理道德上必须为社会所接受（四）生态农业（四）生态农业国外替代农业尽管思想和做法不尽一致，但基本国外替代农业尽管思想和做法不尽一致，但基本特征是相同的：特征是相同的：针对常规农业高投入、高能耗的种种弊端，尽可能减少工业针对常规农业高投入、高能耗的种种弊端，尽可能减少工业产品的外部物质和能量的投入，充分挖掘农业生态系统内部产品的外部物质和能量的投入，充分挖掘农业生态系统内部的自身循环和发展的潜力，通过资源有序利用和保护，实现的自身循环和发展的潜力，通过资源有序利用和保护，实现农业持久发展。农业持久发展。但从其实践发展来看，规模是相当有限的。对欧共体但从其实践发展来看，规模是相当有限的。对欧共体12个国个国家各种生态农业模式调查发现，其面积比例仅占到家各种生态农业模式调查发现，其面积比例仅占到0.1%-0.5%，美国也不过，美国也不过1%左右。这表明，其发展势头并不强，左右。这表明，其发展势头并不强
12、，仍属于探索或试验阶段。仍属于探索或试验阶段。1.生态农业思想宣传及小型试验阶段（生态农业思想宣传及小型试验阶段（20世纪世纪80年代初期到中期年代初期到中期） 从理论上探讨国外生态农业模式，并与我国从理论上探讨国外生态农业模式，并与我国传统农业进行比较，从实践上开始了生态农户传统农业进行比较，从实践上开始了生态农户和生态村的建设，提出诸多模式、技术和操作和生态村的建设，提出诸多模式、技术和操作方法。方法。（一）产生发展过程（一）产生发展过程三、中国生态农业三、中国生态农业2.2.生态农业的正式起步阶段（生态农业的正式起步阶段（2020世纪世纪8080年代年代中期到中期到9090年代初期）年代初期）o涌现出大量的生态农业建设典型，而且由从前的生涌现出大量的生态农业建设典型，而且由从前的生态户和生态村规模扩大到生态乡和生态县。态户和生态村规模扩大到生态乡和生态县。o这些典型模式多样、做法各异，但其生态、经济和这些典型模式多样、做法各异，但其生态、经济和社会效益表现突出，得到国家及地方政府的肯定和社会效益表现突出，得到国家及地方政府的肯定和重视，使生态农业建设从试验探索开始向有计划示重视，
13、使生态农业建设从试验探索开始向有计划示范推广阶段发展。范推广阶段发展。3.3.生态农业的正式发展阶段（生态农业的正式发展阶段（2020世纪世纪9090年代年代以来）以来）o19941994年，年，7 7部委共同组织了全国各省部委共同组织了全国各省5050个县的个县的“全国生态农业县建设全国生态农业县建设”。o中国生态农业成为世界上可持续农业运动最为中国生态农业成为世界上可持续农业运动最为成功的实践模式，被认为将为广大第三世界国成功的实践模式，被认为将为广大第三世界国家在农业可持续发展方面提供借鉴的经验。家在农业可持续发展方面提供借鉴的经验。o在不同生态区建设了一批国家级生态农业县。在不同生态区建设了一批国家级生态农业县。中国生态农业中国生态农业在其思想和做法上都不同于国外生在其思想和做法上都不同于国外生态农业。态农业。中国生态农业追求生态与经济效益的统一中国生态农业追求生态与经济效益的统一中国生态农业注重传统农业与现代农业技术的中国生态农业注重传统农业与现代农业技术的有机融合有机融合中国生态农业坚持推进集约化经营和资源深度中国生态农业坚持推进集约化经营和资源深度开发开发中国生态农业的区
14、域性特征明显中国生态农业的区域性特征明显（二）中国生态农业的特点（二）中国生态农业的特点循环农业循环农业是相对于传统农业发展提出的一种新的发展模式，是相对于传统农业发展提出的一种新的发展模式，是按照循环经济理念与生态工程学方法，结合生态学、生是按照循环经济理念与生态工程学方法，结合生态学、生态经济学、生态技术学原理及其基本规律，在保护农业生态经济学、生态技术学原理及其基本规律，在保护农业生态环境和充分利用高新技术的基础上，调整和优化农业生态环境和充分利用高新技术的基础上，调整和优化农业生态系统内部结构及产业结构，提高农业生态系统物质和能态系统内部结构及产业结构，提高农业生态系统物质和能量的多级循环利用，严格控制外部有害物质的投入和农业量的多级循环利用，严格控制外部有害物质的投入和农业废弃物的产生，最大程度地减轻环境污染，把农业生产经废弃物的产生，最大程度地减轻环境污染，把农业生产经济活动真正纳入到农业生态系统循环中去，建立农业经济济活动真正纳入到农业生态系统循环中去，建立农业经济增长与生态系统环境质量改善的动态均衡机制，实现生态增长与生态系统环境质量改善的动态均衡机制，实现生态的良性循
15、环和农业的可持续发展。的良性循环和农业的可持续发展。四、循环农业四、循环农业循环经济循环经济是对物质闭环流动型经济的简称。是对物质闭环流动型经济的简称。循环经济以资源的高效利用和循环利用为核心，以循环经济以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量减量化化(Reducing)(Reducing)、再利用、再利用(Reusing)(Reusing)、资源化、资源化(Recycling)(Recycling)”为原则（简称为原则（简称3R3R原则）。原则）。把传统把传统“资源产品污染排放资源产品污染排放”的单向单环式的单向单环式的线性经济，改造成的线性经济，改造成“资源产品再生资源产资源产品再生资源产品再生资源品再生资源”的多向多环式与的多向多环式与“多向循环式多向循环式”相结合相结合的反馈经济及循环经济综合模式，使传统的高消耗、高污的反馈经济及循环经济综合模式，使传统的高消耗、高污染、高投入、低效率的粗放型经济增长模式转变为低消耗、染、高投入、低效率的粗放型经济增长模式转变为低消耗、低排放、高效率的集约型经济增长模式。低排放、高效率的集约型经济增长模式。（一）循环经济理论的提出（一）循环经
16、济理论的提出循环农业循环农业3R3R原则来源于循环经济的原则来源于循环经济的“3R3R”原则，即减量化原则原则，即减量化原则(Reduce)(Reduce)、再利用原、再利用原则则(Reuse)(Reuse)、再循环原则、再循环原则(Recycle)(Recycle) 3R原则原则高旺盛等（高旺盛等（20072007）提出了）提出了“4R4R”原则：原则：减量化（减量化（ReduceReduce）再循环（再循环（RecycleRecycle）再利用（再利用（ReuseReuse）可控制化（可控制化（RegulatingRegulating） 4R原则原则-高旺盛高旺盛四项基本原则四项基本原则4R再利用Reuse再联合Reunit再循环Recycle可控制化Regulating三个统筹三个统筹3U用养统筹Unification of land use and soil improvement农牧统筹Unification of crop and livestock城乡统筹Unification of urban and rural两个基本点两个基本点2E经济效益Economic改善环境E
17、nvironment一个一个RUE提高肥、水、土、光、热等的资源利用效率Resource Use Efficiency循环农业的原则与目标体系循环农业的原则与目标体系宁堂原宁堂原，李增嘉，韩惠芳，李增嘉，韩惠芳. 现代循环农业是我国粮食主产区可持续发展的战略选择现代循环农业是我国粮食主产区可持续发展的战略选择. 农业现代化研究，农业现代化研究，2010，31（5）：）：519-5244R原则原则-宁堂原等宁堂原等1.1.循环农业生产发展的层次性循环农业生产发展的层次性（1 1）农产品生产层次：）农产品生产层次：实现清洁生产和资源节约高效利用，实现清洁生产和资源节约高效利用，建立起资源节约型、环境友好型生产模式，形成资源利用建立起资源节约型、环境友好型生产模式，形成资源利用高效率、能源低消耗、污染物低排放的循环生产技术体系。高效率、能源低消耗、污染物低排放的循环生产技术体系。（2 2）农业产业内部层次：）农业产业内部层次：在产业内部加强从源、流到汇，在产业内部加强从源、流到汇，再从汇到源的纵向耦合、闭合循环，实现各层次需要之间再从汇到源的纵向耦合、闭合循环，实现各层次需要之间的物、能相互
18、交换，互惠互利，使废弃物排放最小化。的物、能相互交换，互惠互利，使废弃物排放最小化。（3 3）农业产业间层次：）农业产业间层次：对不同产业间构建食物链网进行横对不同产业间构建食物链网进行横向耦合，相互交换废弃物，使废弃物以资源化利用。向耦合，相互交换废弃物，使废弃物以资源化利用。（二）循环农业的特点（二）循环农业的特点2.2.循环农业区域发展的层次性循环农业区域发展的层次性（1 1）农户层次：）农户层次：将农民庭院的种植、养殖生产与生活废弃将农民庭院的种植、养殖生产与生活废弃物密切联结，并以沼气为纽带建立起资源循环利用模式。物密切联结，并以沼气为纽带建立起资源循环利用模式。（2 2）乡村层次：）乡村层次：以村为单元，推进农村畜禽粪便、农作物以村为单元，推进农村畜禽粪便、农作物秸秆、生活垃圾和污水向肥料、燃料、饲料的资源化转化，秸秆、生活垃圾和污水向肥料、燃料、饲料的资源化转化，在实现废弃物资源化循环利用的同时，减少农村环境污染，在实现废弃物资源化循环利用的同时，减少农村环境污染，促进农村经济社会的健康快速发展。促进农村经济社会的健康快速发展。（3 3）区域层次：）区域层次：把种植业和林
19、业、牧业、渔业以及相关加把种植业和林业、牧业、渔业以及相关加工业有机结合起来，形成互利循环、协调发展的关系，构工业有机结合起来，形成互利循环、协调发展的关系，构建以资源链纵向闭合、横向耦合、区域整合为特征的循环建以资源链纵向闭合、横向耦合、区域整合为特征的循环农业发展模式。农业发展模式。第二节第二节 生态农业原理及技术模式生态农业原理及技术模式一、生态农业的基本原理一、生态农业的基本原理二、生态农业的关键技术二、生态农业的关键技术三、生态农业的典型模式三、生态农业的典型模式（一）整体效应原理（一）整体效应原理一、生态农业的基本原理一、生态农业的基本原理原理：原理：根据系统论观点，即整体功能大于个体功能之和的原理，对整个农业生态系统的结构进行优化设计，利用系统各组分之间的相互作用及反馈机制进行调控，从而提高整个农业生态系统的生产力及其稳定性。应用：应用：将系统中各组分的组合关系调整合理；在各环节中将各种生态效率提高。如，运用优化技术，合理安排农业生态系统中农、林、牧、副、渔等若干亚系统的结构。（二）生态位原理（二）生态位原理原理：原理：各种生物种群在生态系统中都有理想的生态位。农业生态系
20、统中，由于人为措施，生物种群单一，存在许多空白生态位，容易使杂草病虫及有害生物侵入占据，因此需要人为填补和调整。应用：应用：稻田养鱼、农田的多层次立体种植、种养结合、水体的立体养殖等。（三）食物链原理（三）食物链原理原理：原理：自然生态系统中一般食物链层次多而长，并组成食物链网络。农业生态系统食物链往往短而简单，不利于能量转化和物质的有效利用，而且降低了生态系统的稳定性。因此，需要将各级营养级上因食物选择所废弃的物质作为营养源，通过食物链加环，使生物能多层次利用，提高经济效益。应用：应用：谷物喂鸡、鸡粪还田，蚯蚓喂鸡、鸡粪喂猪等形式。（四）物质循环与再生原理（四）物质循环与再生原理原理：原理：任何一个生态系统都有自身适应能力与组织能力，可以自我维持和自我调节，而其机制是通过生态系统中物质循环利用和能量流动转化。应用：应用：在农业生态系统中，尽可能适量或减少外部投入，通过立体种植及选择归还率较高的作物以及合理轮作、增施有机肥等建立良性物质循环体系，尤其要注意物质再生利用，使养分尽可能在系统中反复循环利用，实现无废弃物生产，提高营养物质的转化及利用效率。（五）生物种群相生互克原理（五）生物
21、种群相生互克原理原理：原理：自然生态系统中的多种生物种群在其长期进化过程中，形成对自然环境条件特有的适应性，并形成相互依存、相互制约的稳定平衡。但在农业生态系统中，由于物种单一，专业化生产程度高，不利于对资源充分利用及维持系统的稳定性。应用：应用：组建合理高效的复合系统，立体种植、混合养殖、间套作、多熟种植、生物农药、生物防治病虫草害等。（六）生物与环境协同进化原理（六）生物与环境协同进化原理原理：原理：只有在适宜的生态环境中，生物才可能最大限度地利用资源，获得最佳生产力及效益。生物在适应环境的同时，也作用于环境，对生态环境有一定的改造的能动性，从而使得环境与生物平衡发展。应用：应用：要根据地域生态环境条件，安排生态适应性较好的生物种群，获得较高的生产力水平，并要特别注重保护生态环境。（一）立体种植与立体种养技术（一）立体种植与立体种养技术（二）有机物质多层次利用技术（二）有机物质多层次利用技术（三）生物防治病虫草害技术（三）生物防治病虫草害技术（四）再生能源开发技术（四）再生能源开发技术（五）生物措施与工程措施配合的生态治理技术（五）生物措施与工程措施配合的生态治理技术二、生态农业的
22、关键技术二、生态农业的关键技术（1 1）果园间套地膜马铃薯）果园间套地膜马铃薯）果园间套地膜马铃薯）果园间套地膜马铃薯（2 2）温室葡萄与蔬菜间作）温室葡萄与蔬菜间作）温室葡萄与蔬菜间作）温室葡萄与蔬菜间作（3 3）玉米间作马铃薯）玉米间作马铃薯）玉米间作马铃薯）玉米间作马铃薯（4 4）春夏套作双季玉米）春夏套作双季玉米）春夏套作双季玉米）春夏套作双季玉米（5 5）玉米花生间作）玉米花生间作）玉米花生间作）玉米花生间作（6 6）小麦间作生姜菠菜）小麦间作生姜菠菜）小麦间作生姜菠菜）小麦间作生姜菠菜1.1.立体种植型立体种植型（一）立体种植与立体种养技术（一）立体种植与立体种养技术（1）鱼）鱼-猪猪-草综合养鱼新技术草综合养鱼新技术 根据生态良性循环的原理，采用农牧渔相结根据生态良性循环的原理，采用农牧渔相结合和种养相结构的方法进行的，也就是种草养合和种养相结构的方法进行的，也就是种草养猪、养鱼，猪鱼配套，猪粪肥草的种养结合方猪、养鱼，猪鱼配套，猪粪肥草的种养结合方式。式。2.2.立体种养型立体种养型 在稻田里养殖鱼蟹，不仅可以增加粮食产在稻田里养殖鱼蟹，不仅可以增加粮食产量，增加渔业收
23、入，而且使稻田少施化肥，量，增加渔业收入，而且使稻田少施化肥，少喷农药，增收节支，使农户的收入大大提少喷农药，增收节支，使农户的收入大大提高，被誉为是丰富高，被誉为是丰富“米袋子米袋子”、“菜篮子菜篮子”和和“钱夹子钱夹子”的一举三得的好产业。的一举三得的好产业。（2）稻）稻-鱼鱼-蟹综合养殖种植技术蟹综合养殖种植技术（3）稻）稻-鸭综合养殖种植技术鸭综合养殖种植技术 稻田养鸭是把雏鸭适时放入稻田里，四周稻田养鸭是把雏鸭适时放入稻田里，四周用篾栅或网围起来，使鸭子昼或用篾栅或网围起来，使鸭子昼或/和夜在稻田和夜在稻田中饲养，实行稻鸭共栖双丰收的一项种养配套中饲养，实行稻鸭共栖双丰收的一项种养配套新技术。新技术。具有除草、防病治虫、具有除草、防病治虫、施肥、中耕、减少农药和施肥、中耕、减少农药和化肥的用量等优点，能有化肥的用量等优点，能有效改善稻米质量和提高种效改善稻米质量和提高种粮综合效益。粮综合效益。（4）池塘鱼鸭混养技术）池塘鱼鸭混养技术鸭粪及鸭的残饵既保证了池塘有充足的肥源，鸭粪及鸭的残饵既保证了池塘有充足的肥源，又可被鱼类直接利用，既节约了饵料、肥料，又又可被鱼类直接利用，既节
24、约了饵料、肥料，又改善了水质，降低了养殖成本，提高产量。鱼鸭改善了水质，降低了养殖成本，提高产量。鱼鸭混养比同等条件下单纯养鱼增长效益混养比同等条件下单纯养鱼增长效益3倍以上。倍以上。（二）有机物质多层次利用技术（二）有机物质多层次利用技术有机物质主要是指农业废弃物。农业废弃物有机物质主要是指农业废弃物。农业废弃物农农业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农村居民业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农村居民生活排放的废弃物的总称。它主要包括农田和生活排放的废弃物的总称。它主要包括农田和果园残留物（如秸秆、杂草、落叶等），牲畜果园残留物（如秸秆、杂草、落叶等），牲畜和家禽的排泄物及畜栏垫料，农产品加工的废和家禽的排泄物及畜栏垫料，农产品加工的废弃物和污水，人粪尿和生活废弃物。其中畜禽弃物和污水，人粪尿和生活废弃物。其中畜禽粪便占农业废弃物的粪便占农业废弃物的80%80%以上。以上。农业废弃物资源化利用：农业废弃物资源化利用：u肥料化（秸秆、畜禽粪便等）肥料化（秸秆、畜禽粪便等）u饲料化（秸秆养殖、秸秆养菌等）饲料化（秸秆养殖、秸秆养菌等）u燃料化（沼气、颗粒成型燃料等）燃料化（沼气、颗粒成型燃料等
25、）1. 利用轮作、间混作等种植方式控制利用轮作、间混作等种植方式控制玉米与大豆间作玉米与大豆间作，因，因小环境改善，玉米螟和小环境改善，玉米螟和大豆蚜虫发生情况均减大豆蚜虫发生情况均减轻。轻。作物轮作作物轮作通过作物茬口特性的不同减轻通过作物茬口特性的不同减轻土壤传播的病害、寄生性或伴生性虫害、土壤传播的病害、寄生性或伴生性虫害、草害等，其效果甚至是农药不能达到的。草害等，其效果甚至是农药不能达到的。（三）生物防治病虫草害技术（三）生物防治病虫草害技术作物制度多样化作物制度多样化，可以有效地防治那些具，可以有效地防治那些具 有特定寄主植物，迁移距离短，病菌媒介有特定寄主植物，迁移距离短，病菌媒介 （孢子）空气传播距离短的有害生物。（孢子）空气传播距离短的有害生物。改变作物固有的种植和收获时间改变作物固有的种植和收获时间，使作物，使作物生长和有害生物的生长出现生长和有害生物的生长出现“不同步不同步” ，以，以明显地减少有害生物对作物的危害。此外利明显地减少有害生物对作物的危害。此外利用抗病虫品种也是一种经济有效的途径。用抗病虫品种也是一种经济有效的途径。2.调整播种和收获时间调整播种和收
26、获时间生物防治是防治有害生物最成功的生物防治是防治有害生物最成功的非化非化学防治学防治途径。途径。（1）利用天敌：）利用天敌：稻田养草食性鱼类治草、稻田养草食性鱼类治草、治虫，棉田、玉米田放鸡食虫，利用七星瓢治虫，棉田、玉米田放鸡食虫，利用七星瓢虫、食蚜虫等捕食蚜虫。虫、食蚜虫等捕食蚜虫。（2）微生物防治：）微生物防治：真菌类的白僵菌防治蛴真菌类的白僵菌防治蛴螬，细菌类的蛴螬乳剂防治天蛾、黏虫。螬，细菌类的蛴螬乳剂防治天蛾、黏虫。3.利用动物、微生物进行防治利用动物、微生物进行防治利用自然界生物分泌物之间的相互作用，利用自然界生物分泌物之间的相互作用，运用生物化学、生态学技术与方法开发运用生物化学、生态学技术与方法开发新型新型生物农药生物农药将会成为未来发展的趋势。将会成为未来发展的趋势。4.生物有机体提取物防治生物有机体提取物防治印楝树印楝树从印楝果实中提取的从印楝果实中提取的印楝素可防治印楝素可防治10目目400多种农林、仓储和卫多种农林、仓储和卫生害虫，特别是对鳞生害虫，特别是对鳞翅目、鞘翅目等害虫翅目、鞘翅目等害虫有特效，而对人畜和有特效，而对人畜和周围环境无任何污染。周围环境
27、无任何污染。 1. 沼气发酵技术沼气发酵技术（四）再生能源开发技术（四）再生能源开发技术户用沼气池户用沼气池户用沼气池户用沼气池大型沼气池大型沼气池大型沼气池大型沼气池2.太阳能利用技术太阳能利用技术太阳能发电太阳能发电太阳能发电太阳能发电太阳能热水系统太阳能热水系统太阳能热水系统太阳能热水系统太阳能照明系统太阳能照明系统太阳能照明系统太阳能照明系统3.风能、地热能、电磁能利用技术风能、地热能、电磁能利用技术风能风能风能风能地热能地热能地热能地热能电磁能电磁能电磁能电磁能（五）生物措施与工程措施配合的生态治理技术（五）生物措施与工程措施配合的生态治理技术1.1.水土流失：水土流失：生物措施种草种树提高地表覆盖度，利生物措施种草种树提高地表覆盖度，利用根系固定土壤、减缓径流，降低风速；工程措施修用根系固定土壤、减缓径流，降低风速；工程措施修筑梯田、蓄水坝、等高种植等。筑梯田、蓄水坝、等高种植等。2.2.盐碱地改良：盐碱地改良：生物措施种抗盐碱的牧草、向日葵等生物措施种抗盐碱的牧草、向日葵等作物；工程措施开沟、挖渠。作物；工程措施开沟、挖渠。（一）低湿地区的（一）低湿地区的“桑基鱼塘系统桑
28、基鱼塘系统”模式模式三、生态农业的典型模式三、生态农业的典型模式在桑基鱼塘基础上发展出许多类似的模式，如在桑基鱼塘基础上发展出许多类似的模式，如“果基鱼塘果基鱼塘”、“蕉基鱼塘蕉基鱼塘”、“花基鱼塘花基鱼塘”、“田基鱼塘田基鱼塘”等。这些模式等。这些模式在江南地下水位较高、地势较低的地区已普遍运用。在江南地下水位较高、地势较低的地区已普遍运用。（二）四位一体的（二）四位一体的“庭院生态系统庭院生态系统”模式模式北方北方“四位一体四位一体”生态模式是在庭院内将种植业、生态模式是在庭院内将种植业、养殖业及沼气能源结合起来。最基本的模式是养殖业及沼气能源结合起来。最基本的模式是“种种菜养猪沼气菜养猪沼气”。因其由沼气池、猪圈、厕。因其由沼气池、猪圈、厕所和日光温室组成，故名所和日光温室组成，故名“四位一体四位一体”。 第三节第三节 循环农业原理及技术模式循环农业原理及技术模式一、循环农业的基本原理一、循环农业的基本原理二、循环农业的关键技术二、循环农业的关键技术三、循环农业的典型模式三、循环农业的典型模式（一）农产品生产层次（一）农产品生产层次清洁生产清洁生产是指既可满足农业生产需要又可合理
29、是指既可满足农业生产需要又可合理利用资源并保护环境的实用农业生产技术。利用资源并保护环境的实用农业生产技术。包括：清洁的投入（清洁的原料、能源）、包括：清洁的投入（清洁的原料、能源）、清洁的产出（不危害人体健康和生态环境清洁的产出（不危害人体健康和生态环境的清洁的农产品）和清洁的生产过程（使的清洁的农产品）和清洁的生产过程（使用无毒无害化肥、农药等农用化学品）。用无毒无害化肥、农药等农用化学品）。一、循环农业的基本原理一、循环农业的基本原理微生物是万物复归大地继而为万物生长提微生物是万物复归大地继而为万物生长提供养料的主宰。微生物通过光合、固氮和物质供养料的主宰。微生物通过光合、固氮和物质转化叙谈改变着大气的组成，通过氧化还原作转化叙谈改变着大气的组成，通过氧化还原作用改变着水质和土壤生产力，通过分解代谢活用改变着水质和土壤生产力，通过分解代谢活动维持着生物圈中物种的结构和物质循环的平动维持着生物圈中物种的结构和物质循环的平衡。衡。植物生产动物转化微生物还原植物生产动物转化微生物还原（二）产业内部层次（二）产业内部层次物能互换物能互换运用系统工程建立具有生态和良性循环以运用系统工程建立
30、具有生态和良性循环以及可持续发展的多层次、多结构、多功能的综及可持续发展的多层次、多结构、多功能的综合农业生产体系、形成多产业耦合的横向扩展、合农业生产体系、形成多产业耦合的横向扩展、产品深加工的纵向延伸以及副产物和废弃物资产品深加工的纵向延伸以及副产物和废弃物资源化利用的立体化产业结构新格局，实现最大源化利用的立体化产业结构新格局，实现最大限度地利用进入系统的物质和能量。限度地利用进入系统的物质和能量。种植与养殖配置：稻田养鱼种植与养殖配置：稻田养鱼（三）产业间层次废弃物资源化（三）产业间层次废弃物资源化一个生产环节的产出是另一个环节的投入，一个生产环节的产出是另一个环节的投入，使得各种系统的废弃物在生产过程中得到再次、使得各种系统的废弃物在生产过程中得到再次、多次或循环的利用，从而获得更高的资源利用多次或循环的利用，从而获得更高的资源利用率。率。生活垃圾分类资源化利用生活垃圾分类资源化利用（四）农产品消费过程层次物质能量循环（四）农产品消费过程层次物质能量循环二、循环农业的关键技术二、循环农业的关键技术区域区域循环原理循环原理农户农户乡村乡村循环特征循环特征庭院种养生产、庭院种养生
31、产、生活物能循环利生活物能循环利用用生产、生活废弃生产、生活废弃物资源化利用物资源化利用种养加产业耦合种养加产业耦合与生态产业链建与生态产业链建设设园区园区循环层次循环层次再循环再循环再利用再利用减量化减量化资资源源生生产产生生活活废废弃弃物物高产高效高产高效资源节约资源节约环境友好环境友好循环农业示意图循环农业示意图食物链的加环与解链食物链的加环与解链加环：加环：人为增加新的营养级和延长食物链，既能实现资人为增加新的营养级和延长食物链，既能实现资源能量的多级利用又能形成新的人类需要的经济产品。源能量的多级利用又能形成新的人类需要的经济产品。农业副产品作为养殖业饲料：增加草食性食物链农业副产品作为养殖业饲料：增加草食性食物链解链：解链：去掉农业生态系统中不需要的营养级或食物链去掉农业生态系统中不需要的营养级或食物链赤眼蜂防治棉花红铃虫、瓢虫防治蚜虫、灰喜鹊防赤眼蜂防治棉花红铃虫、瓢虫防治蚜虫、灰喜鹊防治森林害虫治森林害虫（一）人工食物链设计及组合技术（一）人工食物链设计及组合技术“绿色绿色”农用化学品农用化学品化肥：缓化肥：缓/ /控释肥料、生物肥料等控释肥料、生物肥料等农药：生物农药
32、、低毒低残留农药等农药：生物农药、低毒低残留农药等地膜：可回收地膜、生物降解地膜等地膜：可回收地膜、生物降解地膜等减少农业污染的生产技术减少农业污染的生产技术（二）农业清洁生产技术（二）农业清洁生产技术农村生活垃圾与农作物秸秆的收集、运输与分类技术农村生活垃圾与农作物秸秆的收集、运输与分类技术分散式有机废弃物资源化处理与综合利用技术：家庭式小型分散式有机废弃物资源化处理与综合利用技术：家庭式小型有机废弃物资源化与综合处理技术与设备、不同有机废弃物有机废弃物资源化与综合处理技术与设备、不同有机废弃物的联合堆肥分散式快速发酵等。的联合堆肥分散式快速发酵等。养殖小区有机废弃物资源化处理与综合利用技术和高湿有机养殖小区有机废弃物资源化处理与综合利用技术和高湿有机粪便固液分离、高温快速无害化堆肥处理以及有机无机复粪便固液分离、高温快速无害化堆肥处理以及有机无机复混肥生产技术；混肥生产技术；污水收集、处理与资源化利用技术、农村生活污水收集系统污水收集、处理与资源化利用技术、农村生活污水收集系统和雨污分流技术、污水处理及配套利用技术等。和雨污分流技术、污水处理及配套利用技术等。（三）农村有机废弃物资
33、源化利用技术（三）农村有机废弃物资源化利用技术（一）规模化养殖场循环农业模式（一）规模化养殖场循环农业模式核心技术：核心技术：提高畜禽饲料的利用率，降低畜禽排泄物中氮的提高畜禽饲料的利用率，降低畜禽排泄物中氮的含量，减轻恶臭污染。含量，减轻恶臭污染。养殖废弃物的固液分离及沼气发酵技术养殖废弃物的固液分离及沼气发酵技术污水处理利用技术污水处理利用技术粪便无害化高温堆肥技术粪便无害化高温堆肥技术三、循环农业的典型模式三、循环农业的典型模式秸秆带穗青贮秸秆带穗青贮秸秆青贮秸秆青贮养奶牛养奶牛牛粪牛粪沼气沼气有机种植有机种植能源能源有机农产品有机农产品优质牛奶优质牛奶沼液（渣）沼液（渣）面包草面包草养肉牛养肉牛牛粪牛粪沼气沼气有机种植有机种植能源能源有机农产品有机农产品优质牛肉优质牛肉沼液（渣）沼液（渣）以垃圾处理为核心的废弃物资源化利用模式以垃圾处理为核心的废弃物资源化利用模式以污水处理为核心的水资源循环利用模式以污水处理为核心的水资源循环利用模式以地热能、沼气能、太阳能等为核心的可再生能源以地热能、沼气能、太阳能等为核心的可再生能源高效利用模式高效利用模式农产品有机生产模式农产品有机生产模
34、式（二）蟹岛园区循环农业模式（二）蟹岛园区循环农业模式位于北京市朝阳区金盏位于北京市朝阳区金盏乡机场辅路乡机场辅路蟹岛循环农业园区水资源循环利用示意图蟹岛循环农业园区水资源循环利用示意图蟹岛循环农业园区结构简图蟹岛循环农业园区结构简图蟹岛循环农业系统能流图蟹岛循环农业系统能流图（单位：（单位：GJGJ；括号内为该能流占输出总能的比例）；括号内为该能流占输出总能的比例）种植业种植业畜禽畜禽养殖养殖水产水产养殖养殖养殖养殖旅游业旅游业养殖养殖沼气沼气养殖养殖4955280沼液沼液4240.0 (0.168)外进粪外进粪2920.0 (0.116)垃圾粪尿垃圾粪尿6889.0 (0.273)水产品水产品289.3(0.011)饲料饲料718.1 (0.029)粮食粮食20461.7 (0.812)粪尿粪尿1642.5 (0.065)饲料饲料7125.3(0.283)肉蛋肉蛋 2436.7 (0.097)沼气沼气 2007.5(0.080)还田还田7360.0(0.292)人力人力 1206.0(0.048)太阳能太阳能电力电力 机械机械燃油燃油人力人力43.8(0.002)人力人力 313.
35、2(0.012)稻草稻草2251.0(0.089)1251.0187.11176.1 （四）乡村层次循环农业模式：留民营（四）乡村层次循环农业模式：留民营北京市大兴区长子营镇辖村。全国第一北京市大兴区长子营镇辖村。全国第一个生态农业系统工程建设试点村。个生态农业系统工程建设试点村。综综合合利利用用改变了农田施改变了农田施改变了农田施改变了农田施肥结构、保护肥结构、保护肥结构、保护肥结构、保护了土地资源了土地资源了土地资源了土地资源经济效益经济效益经济效益经济效益环境效益环境效益环境效益环境效益生态效益生态效益生态效益生态效益综综合合效效益益促进了粮食、促进了粮食、促进了粮食、促进了粮食、牲畜生产发展牲畜生产发展牲畜生产发展牲畜生产发展降低了污染、降低了污染、降低了污染、降低了污染、净化了环境净化了环境净化了环境净化了环境留民营循环农业取得的成就：留民营循环农业取得的成就：建设措施建设措施调调整整产产业业结结构构开开发发综综合合利利用用开开发发新新能能源源建设成就建设成就区区域域化化种种植植规规模模化化经经营营清清洁洁化化生生产产绿色工程绿色工程绿绿色色食食品品农农业业观观光光生生态态旅旅游游发展方向发展方向良良性性发发展展思考题思考题1.中国生态农业与国外生态农业有什么区别？中国生态农业与国外生态农业有什么区别？2.中国生态农业的原理是什么？中国生态农业的原理是什么？3.中国生态农业的主要技术有哪些？中国生态农业的主要技术有哪些？4.循环农业主要原则和原理是什么？循环农业主要原则和原理是什么？5.循环农业的关键技术有哪些？循环农业的关键技术有哪些？
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