浅谈沼气工程在改善农业生态环境中的作用

以沼气工程为纽带的生态农业模式依据生态学原理，将养殖业、种植业等有机地组合在一起，通过模式各单元之间的合理布置和匹配，使得物质和能量实现梯级利用。从而使农业生产达到高产、高效、优质、低耗的目的，实现农业生产的生态化和可持续化。20世纪90年代以来，沼气技术在生态农业方面的应用呈现出快速发展的局面。出现了多种多样的以沼气为纽带的生态农业模式，如“四位一体”模式、“猪—沼—果(菜、稻、莲、鱼)”模式等，在改善农村农业生态环境方面发挥着纽带和综合作用。

一、沼气工程在建立生物质循环体系中的纽带作用

(1)沼气工程能使有机物达到综合利用。有机物厌氧发酵产生的沼气可用于炊事、照明、储粮、保鲜、孵小鸡、发电、开机器等多项生活、生产活动。同时沼气发酵的残余物沼液和沼渣可以开展综合利用，用于种植业和养殖业，如种稻、种果、种菜、浸种育苗、培养食用菌、饲喂畜禽、养鱼等，可以起到改良土壤、提高作物产量、品质及其防寒抗病能力等作用。

从南、北两大模式的运行效果来看，沼气生态农业技术使庭院经济与生态农业紧密地结合起来，变革了农村传统的生产、生活方式和思想观念。实现了农业废弃物资源化、农业生产高效化、农村环境清洁化和农民生活文明化，具有经济、生态和社会等方面的综合效益。因此在南方农民称沼气池是“小康池”、“致富池”、“聚财池”；在北方农民称模式是“绿色小工厂”、“致富大车间”。纷纷靠模式“盖新房、娶新娘、奔小康”。

(2)沼气工程能使生态农业起到“拿”与“还”的相对平衡作用。生态系统的存在和发展是由不断地能量流动和物质循环来维持的。要想让生态系统保持稳定，最基本的一条，其实也是最简单的一条，应该是从生态系统中拿走什么，那就是要在适当时间归还什么。遵循物质循环的规律，人们和生态系统应该保持“等量交换”这一基本原则，保持生态系统的收支平衡。谁能起到收支平衡作用呢?只有加入沼气就起到收支平衡，达到“能”“物”平衡的良性循环作用。沼气工程能促进生态系统内的两大供流——能流和物流在系统内畅通，加快流速，加大流量，让丰富而又有限的生态系统发挥最佳的经济效益，为人类造福。

大农业的本质就是生态系统中物质和能量的转化过程。人的作用就是根据一定的自然规律，采取适当的技术措施，加速、加大植物、动物生产过程中量和质的循环。而不是削弱或者破坏这种循环，这就是生态平衡的观点。只有这样，自然环境才不会受到破坏、自然资源才能得到合理的利用，社会、经济效益才会显著。合理利用农村能源，提高生物质能转换效率。最重要的是建立以沼气为纽带的把种植业和养殖业连接起来的农业良性循环体系。(如下表)

(3)沼气工程能使有机物质达到物尽共用。在没有沼气工程以前，人们对自然界生物质的利用只是单一利用其能源或其肥效，如农作物的秸秆作为生活燃料，只利用了它的能量(热量)，未利用其肥效；若作物秸秆沤肥或堆肥或直接还田，只利用了它的肥效，而损失了它的能量(热量)，两者都不能有效地、合理地利用其生物质。沼气工程制取沼气，先将生物质作为人类食物或牲畜饲料，而后人畜排泄物和作物秸秆等一起投入沼气发酵池，进行厌氧发酵，就可以得到能量和肥效，并能进一步发挥其综合利用，即生态农业模式，就能使生物质多次合理利用。因此沼气发酵是生物质最有效的转换方式，就能形成以沼气为纽带的把种植业和养殖业连接一起，就能建立一个生态农业良性循环体系。

二、沼气工程在缓解农业生态环境危机中的综合作用

大量事实表明，我国农业生产在取得突出成绩的同时，也面临着严峻的生态环境危机，这些危机突出表现在以下几方面：

(1)生态破坏加剧。在占国土面积2／3以上的山区、农牧、农林等生态脆弱地区。普遍存在着严重的生态坡坏，并趋于加剧。如水土流失、草原三化(沙化、碱化、退化)、生物多样性丧失、农业灾害频繁、病虫害加剧等。

(2)农业主产区资源利用不合理及废弃物污染严重。我国的农业主产区虽然没有大的生态破坏问题，但普遍存在着资源利用不合理，并导致环境污染，影响到了农业生产力的持续稳定提高的问题，如化肥、农药的超量施用、规模化养殖场的大量排污、生活污水不处理直排、农膜的大量使用、农作物秸秆的焚烧废弃、土壤有机质下降等。

(3)外源污染加剧。随着农村经济发展，特别是落后地区承接发达地区工业产业转移，工业三废已严重威胁农田，给土壤和水资源造成严重破坏，同时由于河流污染物排入海洋，使得入海口水产业蒙受巨大损失等。

为此，沼气工程的介入将在缓解农业生态环境危机起着综合作用：

(1)保护森林资源，减少水土流失。目前广大农村地区，尤其是中西部地区农村生活用能仍以林木、柴草和秸秆等生物质能源为主，约占70％。因此大量植被被消耗和破坏。通过在农村推广沼气工程，以沼气代替薪柴，将会有效地缓解这种森林植被被大量砍伐的状况，缓解国家、城镇、农村能源供需的紧张局面，使森林资源得到有效保护，提高森林覆盖率，森林资源才会出现“长”大于“消”的局面。一个6～100方米沼气池年产沼气500立方米，每年节约薪柴2～3吨，按每亩中幼林地薪柴量4吨计算，相当于保护了0.5～0.75亩林地免遭砍伐。

(2)生产有机肥和杀虫剂，降低农药和化肥污染。农村沼气的开发利用，可以解决燃料和肥料问题，减少农药化肥的污染。燃料问题的解决，在有利于恢复森林生态平衡的同时，也为害虫天敌提供了适宜的生存环境，从而为害虫的生物防治提供了基础；另外有机物经沼气池厌氧发酵后，寄生虫和害虫的虫卵多数被杀死，减少了病虫害来源；再者沼液中还含有吲哚乙酸、赤霉素等杀虫成份，可以有效地杀死蚜虫、红蜘蛛等害虫。通过这些作用，开发利用沼气技术可以降低农药的使用量。

开发沼气降低化肥使用量，主要是通过生产的沼肥替代化肥来实现。沼肥中的腐殖酸含量为10～20％。对土壤团粒结构的形式起着直接作用；沼肥中的氨态氮和蛋白质使该有机肥具有缓速兼备的肥效特性；沼肥中的纤维与有机成分为疏松土壤及增加土壤有机质含量提供了必不可少的基础；而沼肥中大量活性微量元素则是提高肥料利用以及增强土壤肥力的因素。长期施用沼肥的土壤，有机质、氮、磷、钾等营养元素的含置明显增加，土壤酶活性增强，土壤物理性状得到不同程度的改善，增强作物对营养的利用和吸收，显著提高土壤肥力，促进农业持续增产。此外森林的恢复，减少了水土流失，也使得土壤肥力增强，间接减少了化肥的施用量。

(3)无害化处理畜禽粪便和生活污水，防治农村面源污染。目前由于农田径流水、生活污水和养殖污水等造成的面源污染相当严重，而要控制和降低面源污染难度又很大，在这方面沼气工程可以发挥很好的作用。养殖粪便污水经过沼气发酵处理，显著降低了废水中有机质的含量。改善排放废水的水质，如果再对其加以综合利用则会产生更好的环保效果；采用污水净化沼气池处理生活污水可以解决小城镇发展带来的水污染问题。而且与废水好氧生物处理技术相比，沼气厌氧处理技术还具有运行维护费用低、污泥产量低和产生沼气能源等优点。

近年来，农村户用沼气工程、养殖场污水处理沼气工程和生活污水净化沼气池在全国各地得到了快速发展。正是由于沼气工程技术这些独特的作用，沼气建设和发展受到了各级政府部门的重视。农业部于2000年1月启动和实施的“生态家园富民计划”，就是以沼气综合利用建设为重点，符合农业和农村经济发展新阶段。并根据发展基础和生态环境建设的要求，对全国农村沼气建设进行了科学规划。其后，农业部每年以几十亿元的资金投入沼气工程建设，推进实施生态家园建设，使受益农户获得更大的利益，使农村面貌得到更大的改观。

总之，随着科学技术的进步和人们对沼气技术认识的逐步加深，在已有发展局面的基础上，沼气技术会获得持续快速的发展，从而为生态环境改善、农业生态工程的发展以及农村经济水平的提高发挥更多的作用。

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