全 文 ：第 11卷 第 3期
2 0 0 3年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agricuhure
Vo1．11 No．3
July， 2003
黄土高原区“四位一体”高效设施农业模式研究
徐 福 利 梁银 丽
(粟国 学藩水土保持研究所 杨陵71210)
摘 要 调研分析 了陕北黄土高原区“四位一体”高效设施农业模式结构 、功能及经济效益，指出实施“四位一体”高
效 设施 农 业模 式 的农 户 ，畜 牧养 殖 必须 达到 一定 规 模 ，提 出 囡地 制 宜 、因 户制 宜 的“四位 一体”高 效 设 施农 业优 化 模
式及其 建 设对 策 。
关键词 黄土高原 高效设施农业 四位一体 生态效应
A m odel of“combining—four factors in one system”with high efficiency facility agriculture in Loess Plateau． XU Fu—Li。
LIANG Yin—Li(Institute of Soil and Water Conservation，Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources。
Yangling 712100)，CJEA，2003，11(3)：139～141
Abstract The structure，function，and economic benefit of the model of“combining-four factors in one system”with high
efficiency facility agriculture in Loess Plateau were investigated and analyzed．The results show that farmers must have a
certain amount of livestock in a criticaIlevel and scale in order tO carry it effectively．A suitable model of the“combining-
four factors in one system”with high efficiency facility agriculture must be given according to the local agriculture conditions
and the characteristics of farlner s family，and the construction countermeasures must be given at the same time．
Key words Loess Plateau，High efficiency facility agriculture，Co mbining-four factors in one system ，Ecological efficiency
1 “四位一体 ”高效生态农业模式及效益分析
黄土高原区 目前推广的 日光温室种植一设施畜牧养殖一沼气发酵一厕所的“四位一体”高效生态农业综合配
套技术 ，以太 阳能 为动力 ，以沼气为纽带 ，把蔬菜 、水果及 花卉种 植技术 ，畜牧养 殖技 术 ，沼气 发酵技 术 ，厕所
积肥技术有机结合 ，组 太阳能 饲 料 太阳能
装集 成 ，形 成 在 日光 温
室内种植区、畜禽舍、沼
气池、厕所优化结合 ，具
有经 济 效 益 高 、科 技 含
量高 、物 质 和 能 量 循 环
利用率高等特点 (见 图
1)。该模式以农户为单
元 ，建 设 1座 “四 位 一
体”日光节能温室 ，修建
1个畜禽 舍和厕 所，修
建 1个 10m 的 沼 气
池 ，变 传 统 的农 民放 牧
为设 施养殖，人 畜粪便
入沼 气 池 ，沼 气 用 于 做
饭 、照明 ，有 利于黄 土高
原水土保持、退耕还林
还草 、封 山育 林 和 生 态
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一
粪 便 ／ ，———、
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／ 日 畜牧 (猪、 、
蔬 采 内蛋奶
二二 ／ 人
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图 1 “四位一 体”高 效设 施 农业 结构 模式 及 功 能
Fig．1 The structure and function of model of comhining—four factors-in one
ecosystem with high efficiency facility agriculture
*中国科学院知识创新工程项 目(KZCX1—06—02)资助
收稿 日期 ：2002—06—21 改 回 日期 ：2002—08—16
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140 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
环境保护 ]。沼液和沼渣供给 日光温室蔬菜、水果和花卉生长发育所需 N、P、K等养分，减少 日光温室化
肥施用量。沼气燃烧提供 日光温室蔬菜等生长所需 CO 和热量 ，日光温室蔬菜茎叶等可提供部分饲料 ，形
成物质 和能量的 良性循 环利用 。
在黄土高原地区延安市推广的“四位一体”设施农业主要为钢架式和半钢架式 日光温室，跨度 7～8m，长
度 45～80m，脊高 2．8m，后墙高 1．8m以上，后坡长 1．5～1．7m，仰角 30。以上，以 45m为 1个标准棚，具有充
分采光 、严密防寒、保温和抗御外界恶劣环境的能力等特点，其空间较大且设备较完善。冬季种植黄瓜 、番
茄 、辣椒等 ，其产值为农田的 8～20倍。日光温室土壤肥力要求高，通过温室大棚内养殖猪 、羊 、牛 、鸡等可解
决有机肥不足问题。设施大棚冬季、春季温度较高 ，猪 、羊、牛 、鸡等生长快，提高了生长量和出栏率。同时修
建沼气池 ，沼气可做饭和照明 ，还可补充大棚蔬菜生长需要的 CO：和热量 。据调查 ，延安市宝塔 区蟠龙、万
花和枣园 3镇运用该模式平均户均年增经济收入 6000元。现延安市宝塔区推广的“四位一体”高效设施农
业模式主要有设施养猪一沼气一厕所一日光温室蔬菜模式(“四位一体”结合型)，设施养猪、鸡一沼气一厕所一日光温
室蔬菜模式(“四位一体”分离 型)，设施 养猪、牛一沼 气一厕所一日光 温 室蔬 菜模 式 (“四位 一体”结 合 型)。
对该区 3镇典型户调查结果(见表 1)可知 ，畜牧养殖达到一定规模才能解决农村沼气的常年供应，农民传统
表 1 “四位一体”高效生态农业模式经济效益分析
Tab．1 Economic benefit analysis of model of combining-four factors in one ecosystem
意义上的 1户养 2头猪不能满足“四位一体”模式的要求 ，若仅养猪必须保证 5头以上的规模 。随养殖数量
的增加 ，“四位一体”功能更完善 ，物质、能量循环效率高 ，总体效益提高，调查户 WL4年养猪 l2头，“四位一
体”效益高达 9400元。对万花镇罗崖村 54户“四位一体”高效设施户调查，平均年养猪 l0头 ，大棚 面积
7．5m×40m～7．5m×50m，种植 大棚纯收入 为 8000～10000元 ，养殖 纯收入 800～1000元 ，达到 沼气 满足全
年烧饭用 ，沼液 、沼渣满足大棚蔬菜的养分需要，日光温室蔬菜不再投入化肥。
2 “四位一体”高效 生态农业模式存在 问题及对策
“四位一体”高效生态农业模式在实际运作中尚存在一些 问题 ，影响了该高效生态模式的示范推广。一
是沼气发酵原料不足，“四位一体”高效设施农户养猪、牛 、羊等数量不足，未达到沼气全年产气的最低界限，
要扩大养殖规模或利用农作物秸秆补充发酵原料 ，当达到一定数量的养殖规模或投入 500kg秸秆为原料补
充即可解决沼气发酵原料问题。二是沼气池缺乏检修 ，要及时对使用 2～3年以上而又未用密封涂料的沼气
池进行检修 ，及 时修 复裂缝 或渗漏处 ，以保证 安全使用 。三是 建池标准不规 范 ，有些沼 气池建池质量差 ，管理
水平低 ，沼气池产气率低，沼渣、沼液利用不尽合理 ，有些新建的沼气池无法使用，有的则中途报废 ，故要规范
建池标准 ，提高沼气池质量。四是日光温室蔬菜生产管理技术落后 ，“四位一体”高效设施农业中 日光温室蔬
菜病虫害严重，农民缺乏防治技术 ，严重影响大棚内蔬菜种植的总体效益 ，必须提高农 民日光温室蔬菜生产
管理技术 ，技术措施到位，才能进而提高农 民的经济收入。五是应进一步加强“四位一体”高效设施农业模式
的物质与能量循环过程的研究 ，为进一步完善该模式及在更大范围推广应用提供科学依据。
根据因地制宜、因户制宜、整体设计的原则 ，“四位一体”高效设施农业模式类型在陕北黄土高原 区建议
推广的模式一是“四位一体”相互连接模式 ，该模式在农 田把畜禽舍、沼气池、厕所和 日光温室构成一个整体 ，
包括养猪一沼气一厕所一大棚蔬菜模式 ，养羊一沼气一厕所一大棚蔬菜模式 ，养牛一沼气一厕所一大棚蔬菜模式 ，养鸡一沼
气一厕所一大棚蔬菜模式和鸡猪混养·沼气一厕所一大棚蔬菜模式 ，其优点是沼气燃烧和畜禽产生的 CO：为蔬菜
生长提供 CO：气肥 ，增加了地温，且蔬菜光合作用又为畜禽提供 02。二是“四位一体”分离模式 ，该模式在庭
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第 3期 徐福利等 ：黄土高原 区“四位一体”高效设施农业模式研究 141
院修建 畜禽舍 、沼气池 、厕所为一个 整体 ，在户外建 日光温室大棚 ，把沼液 、沼渣运 到户外 大棚 中作肥料 ，该模
式包括庭 院设施养 猪一沼气一厕 所 +农 田大棚蔬 菜模 式 ，庭 院设施 养 牛一沼 气一厕所 +农 田大棚蔬 菜模式 ，庭 院
设施 养羊一沼气一厕所 +农 田大棚蔬菜模 式 ，庭 院设 施养鸡一沼气一厕所 +农 田大棚蔬 菜模式 和庭 院设施 混养鸡
猪一沼气一厕所 +农田大棚蔬菜模式 ，不同类型“四位一体”生态农业模式均要达到沼气发酵所产生的沼气能
满足农户 1年做饭和照明，解决农村能源需要 ，同时设施养殖所产生的有机肥能满足 日光温室蔬菜养分的需
要 ，并根据 不 同区域不 同养殖种类及 规模 ，设 置不 同种 植类 型 ，达到经 济和 生态 效益 的统 一 。表 2表 明不 同
原料所产生 的沼气量相差较 大 ，农 村人 口户均 3～5口之 家年需 沼气 360m ，相对 优化 的“四位一体 ”模式 畜
牧养殖最低 界限为年养猪 5头 ；年 养牛 2头 ；年养牛 1头 、养猪 2头 ；年 养牛 1头 、养 鸡 40只 ，采 用 以上规模
养殖可减少 化肥投入 ，经济效益 高 ，每 户标准棚稳定 收入 6000元 以上 。
表 2 人 畜禽 粪便 的 沼气 产 量
Tab．2 The amount of methane of different excrements from people and livestock
参 考 文 献
彭世良，吴甫成．有机废物在生态农业 中的高级循环利用 生态经济 ，2001(7)：66～68
黄毅斌 ，应朝阳，郑仲登．生态牧草筛选及其在生态果园应用的研究．中国生态农业学报 ，2001．9(3)：48～51
王闰平，高志强 ，苗果园等 ．黄土丘陵沟壑区实施退耕还林还草战略资源条件与对策．中国生态农业学报，2001，9(3)：43～44
李新平，黄进勇 ，马 琨等 ．生态农业模式研究及模式建设建议 中国生态农业学报，2001，9(3)：83～85
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