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Eco-agricultural model of fruit-grass-livestock-edible fungi-biogas in southeast of Fujian

闽东南果-草-牧-菌-沼生态农业模式研究



全 文 :*福建省科技厅项目(1999-Z-101)资助
收稿日期:2004-09-17 改回日期:2004-10-25
闽东南果-草-牧-菌-沼生态农业模式研究*
赖德芳 沈魁敏 蔡元呈
(漳州市农业局 漳州 363000)(福建省农村环境保护能源总站 福州 350003)
摘 要 研究表明闽东南低丘台地实施的果-草-牧-菌-沼生态农业模式经济、生态和社会效益显著,年均纯收入
37758.3元/hm2,且提高土壤含水量8.80%~20.07%,增加土壤有机质6.86%,夏、秋季地表温度降低11.3~
19.6࠷。
关键词 果-草-牧-菌-沼生态农业模式 效益
Eco-agriculturalLodeloffruit-grass-livestock-ediblefungi-biogasinsoutheastofFujian.LAIDe-Fang,SHENKui-Min
(AgriculturalBureauofZhangzhouCity,Zhangzhou363000,China),CAIYuan-Cheng(FujianMonitoringStationofAgri-
culturalEnvironmentalProtection,Fuzhou350003,China),CJEA,2005,13(4):210~213
Abstract Thestudyrevealsthattheecological,economicandsocialbenefitsofthemodeloffruit-grass-livestock-ediblefun-
gi-biogasusedinsoutheastofFujianarealstrikingly.Everyhectarelandcangetaprofitof37758.3yuanandthemodel
canincreasethesoilmoistureby8.80%~20.07%,increasethesoilorganicmatterby6.86%,decreasethetemperatureof
soilsurfaceby11.3~19.6࠷insummerandautumn.
Keywords Fruit-grass-livestock-ediblefungi-biogaseco-agriculturalmodel,Benefits
(ReceivedSept.17,2004;revisedOct.25,2004)
1 研究区域概况与研究方法
试验在漳州市奶牛场进行,该地位于福建省漳州市芗城区低山丘陵地带,地处北纬24≠30◜,东经117≠39◜,海
图1 果-草-牧-菌-沼生态农业模式
Fig.1 Theeco-agriculturalmodeloffruit-grass-
livestock-ediblefungi-biogas
拔高度低于100m,属南亚热带海洋性湿润气
候,年均气温21.2࠷,极端最高气温38.1࠷,
极端 最 低 气 温 1.3࠷,年 均 降 雨 量
1529.4mm且主要分布在3~8月份,年太阳
辐射总量496~5000kJ/cm2,年无霜期329d,
日照率为46%,年日照时数1900h,>10࠷年
活动积温7471.5࠷,土壤类型为砖红壤性红
壤,0~20cm土层土壤pH值5.46,有机质
14.2g/kg,全N0.72g/kg,全P0.9g/kg,全K
6.99g/kg,碱 解 氮 55.6mg/kg,速 效 磷
5.36mg/kg,速效钾29.1mg/kg。
本研究应用生态学、生态经济学原理,
组装实施了果-草-牧-菌-沼生态农业模式,即
通过优化生产者(果树、牧草)、优化消费者
(畜禽)和优化分解者(食用菌、沼气分解菌)
的有机量化结合,在生态系统中持续循环转
化三者,即利用果园空地、草山和草坡套种
优质牧草,牧草饲养奶水牛,牛粪与其他原
料如稻草、菌草作为食用菌培养料,食用菌
第13卷第4期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol.13 No.4
2005年10月 ChineseJournalofEco-Agriculture Oct.,2005
下脚料还田,并以沼气为接口,将所有废弃物作沼气池原料进行综合利用,其模式结构见图1。
2 结果与分析
2.1 果-草-牧-菌-沼生态农业模式各因子间的关系
试验研究结果表明,闽东南低丘台地实施的果-草-牧-菌-沼生态农业模式使系统内果树、牧草、畜禽、食
用菌、沼气分解菌形成有机量化结合,良性持续循环转化。种植牧草对果园生态因子的影响包括对地表温
度的影响,种草各处理地表温度白天任一时刻均明显低于裸露地的地表温度,以测定日13:00地表温度为
例,种草各处理地表温度为30.4~38.7࠷,与裸露地50࠷相比降低11.3~19.6࠷,有效缓解了高温对果树
造成的危害;对土壤含水量的影响,测定结果表明,种草各处理0~15cm土层土壤含水量分别为12.36%、
13.64%和12.61%,比对照组(11.36%)分别提高8.80%、20.07%和11.00%;对土壤肥力变化的影响,种
草各处理土壤有机质、全N、全P、全K、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别比对照平均提高6.86%、4.14%、
5.43%、3.00%、3.52%、3.68%和3.37%。牧草对香蕉生产的影响试验表明,草地以5m宽行距种植牧草,
3m窄行距种植速生草本果树香蕉切实可行,种草各处理香蕉平均产量、假茎高度、假茎周径、冠幅与不种草
的对照处理相比无显著差异(P>0.05),表明种草与割草压青对香蕉生长影响较小。果树对牧草影响试验
中草、果组合植被为龙眼+香蕉+牧草,初种植时龙眼、香蕉、牧草所占土地面积分别为1.96%、35.29%和
62.75%,香蕉为宽窄行种植,宽行间种植牧草和龙眼,牧草采光和透风性好,从而保持相对稳定的产草量,
平均干草产量达12205kg/hm2,香蕉产量9687.6kg/hm2,牧草对香蕉生长指标的影响不显著(P>0.05),龙
眼在种植后4年内生长量有限,其郁闭度对牧草生长影响不明显,牧草对龙眼生长有一定促进作用,但随龙
眼栽植年限和遮荫度的增加,牧草产量将逐年减少。果园通过引种格拉姆柱花草、有钩柱花草、“184”柱花
草、紫花扁豆、多花木蓝、圆叶决明、白豇豆、中豌2号、印度豇豆、中豌4号、大翼豆、绿叶山蚂蝗、银叶山蚂蝗
等豆科牧草品种结果表明,格拉姆柱花草具有良好的适应性,干草产量达21.855t/hm2,圆叶决明和大翼豆
亦具有良好的适应性,尽管产草量较低(分别为13.5t/hm2和12t/hm2),但具有较好的适口性、优良的品质
和较强的再生力,多花木蓝具有较强适应性和较高产量(达16.83t/hm2),紫花扁豆具较高产草量(26.385t/
hm2)、良好的适口性和品质,且易繁殖,便于推广,这5个草种均可作为该区和自然条件与此类似地区种植
的优良当家草种。
2.2 系统内能量投入及投能结构状况
表1~表4表明由于投能结构调整、管理措施改善和科技进步,果-草-牧-菌-沼生态农业模式辅助能利
用效率提高,表现为种植业光能利用率和系统单位辅助能的产出能增加,特别是由于生物能投入增加,提高
了系统转化效率,明显提高了单位化工能的产出,从而带动了奶牛业的发展,改善了畜牧业系统的投能结
构,相应提高了该亚系统辅助能的利用效率。经过果-草-牧-菌-沼生态农业模式综合利用,该模式果草套种、
饲养奶牛、栽培食用菌和修建沼气池的规模分别为30hm2、150头、1.7hm2和100m3,分别投入112.5万元、
204.0万元、22.6万元和0.2万元,产值分别为157.5万元、259.71万元、34.04万元和1.325万元,奶牛场
年纯收入为113.275万元,平均纯收入37758.3元/hm2,产投比为1.33;且改善了果园生态环境,套种牧草
减少裸露地面,提高了土地利用率和土壤肥力,可降低7月份最高地表温度2~11.3࠷,有效缓解高温对果
树造成的危害,提高土壤含水量8.80%~20.07%,土壤有机质含量增加0.4%~1.3%,果树光合速率增加
2.4%~11.4%,果园覆盖率>80%,果草套种及沼液浇施、蘑菇土回田可减少病虫害对果树的危害,从而减
少农药、化肥的施用量,所产龙眼、鲜奶可作为无公害产品出售。经过果-草-牧-菌-沼模式综合利用技术示
范,丰富了城市居民的物质生活,也给当地群众增加了就业机会,带动该区果业、畜牧业的迅猛发展及农业
产业结构的进一步优化调整,使其向规模化和集约化方向发展。
本试验研究结果表明南亚热带低山丘陵开发应用果-草-牧-菌-沼生态农业模式具有明显的生态效益和
经济效益,年均可获纯收入37758.3元/hm2(龙眼投产后效益将逐年递增),并能提高土壤含水量8.8%~
20.07%(秋末),增加土壤有机质6.86%,夏、秋季降低地表温度11.3~19.6࠷,值得在南亚热带低丘台地以
及同类地区大面积推广应用。
第4期 赖德芳等:闽东南果-草-牧-菌-沼生态农业模式研究 211
212









13

表4 系统养分输入与产出状况
Tab.4 Theinputandoutputofsystemnutrient
项 目
Items
年 份
Years
农家肥或饲料/kg·hm-2
Organicfertilizerorforage
化肥/kg·hm-2
Chemistryfertilizer
投入总量/kg·hm-2
Inputamount
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
果-草 1998 2925 337 1035 421 375 337 3346 712 1372
1999 2340 270 814 405 360 360 2745 630 1174
2000 2040 306 2490 405 360 360 2445 666 2850
2001 2040 306 2490 372 375 360 2412 681 2850
蘑菇 1998 1866 712 3513 225 600 2091 1312 3513
1999 1866 712 3513 225 600 2091 1312 3513
2000 1866 712 3513 225 600 2091 1312 3513
2001 1866 712 3513 225 600 2091 1312 3513
牛 1998 3106 789 3613 3106 789 3613
1999 3031 757 3883 3031 757 3883
2000 3105 766 4224 3105 766 4224
==============================================================
2001 3217 784 4572 3217 784 4572
项 目
Items
年 份
Years
产出量/kg·hm-2
Outputamount
回收率/%
Takebackproportion
养分盈亏/kg·hm-2
Nutrientincreaseordecrease
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
果-草 1998 1176 249 2677 35.1 34.9 195.1 +2170 +463 -1305
1999 945 201 2142 34.4 31.9 182.5 +1800 +429 -968
2000 945 201 2142 38.7 30.2 75.2 +1500 +465 +708
2001 789 168 1785 32.7 24.7 62.6 +1623 +513 +1065
蘑菇 1998 259 37 12.4 2.8 0 +1832 +1275 +3513
1999 259 37 12.4 2.8 0 +1832 +1275 +3513
2000 259 37 12.4 2.8 0 +1832 +1275 +3513
2001 259 37 12.4 2.8 0 +1832 +1275 +3513
牛 1998 1810 892 24 58.3 113.1 0.7 +1296 -103 +3589
1999 1860 916 24 61.4 121.0 0.6 +1171 -159 +3859
2000 2040 975 24 65.7 127.3 0.6 +975 -209 +4200
2001 2220 1092 24 69.0 139.3 0.5 +997 -308 +4548
参 考 文 献
1 石 山.中国生态农业建设.北京:人民日报出版社,2002
2 沈享理.农业生态学.北京:中国农业出版社,1996.59~77
3 黄毅斌,翁伯琦.红壤山地生态果园的技术与实施效果.福建果树,2001(1):1~6
4 赖德芳,沈魁敏.芗城区生态农业建设规划与实践.福建环境,2001,18(5):106~112
第4期 赖德芳等:闽东南果-草-牧-菌-沼生态农业模式研究 213