农村庭院生态农业
(一)概述
1.庭院生态农业的概念
农村庭院生态农业,是指在广大农村的人类居住地与其周边零星土地范围内进行的,以保护、改造、建设广大农村庭院生态系统的环境质量,开发农村庭院资源,提高农村庭院生态系统综合生产能力为目的工艺技术体系的总称。简单地说,农村庭院生态农业的定义可以简单概括为一句话:应用生态学的理论和系统论的方法,对农村庭院生态系统的环境、生物进行保护、改造、建设和资源开发利用的综合工艺技术体系。
2.发展庭院生态农业的意义
(1)有利于农业结构调整 农民家庭的需要,农民对新品种、新技术、新工艺掌握的水平,农民对于市场动向的了解程度,农民对于政府宏观指导的理解程度,是农业结构调整成败的关键。从农民自己对农业产品需要来看,主要就是体现于农村庭院范围内的需要。例如,农民自己消费需要是在农村庭院,农产品加工、储藏、保鲜是由农村庭院来进行的,农民对市场信息的获取大部分是在农村庭院里通过广播电视、上网查询和探亲访友获得的。因此,农村庭院的环境质量和功能状况,必然对农业结构调整起到重要的作用。
(2)有利于农业发展 我国农业发展的关键问题之一,就是用新的先进的科学技术来武装农民,用新品种、新装备来武装农业,用高度的集约经营技术提高土地生产力,通过生物种群调控来提高农业资源的转化效率。基于我国耕地资源相对贫乏和劳动力资源相对丰富的现实条件,实施劳动力密集型农业,恐怕是我国农业发展的基本格局。因此,农村庭院生态农业,实际是农民在实施大规模农业生产以前所进行的预备性实验。
(3)有利于小城镇建设 随着我国人口的增加和经济的不断发展。农村大量剩余劳动力的积压与农民收入增加迟缓的矛盾就逐渐突出出来。目前不可能把大量的农村剩余劳动力全部集中于大中城市当中去,因此,实施小城镇建设就成了未来我国农村经济发展、农民就业、农民增收的一个重要手段。在未来的农村小城镇建设过程中,如何体现经济效益与人类居住地的生态环境效益的统一,应该是一个十分迫切的问题。
(二)庭院生态农业的模式结构
1.庭院生态农业的空间结构
(1)庭院生态农业的平面结构 主要是指庭院生态系统的二维水平结构布局,它是农村庭院生态系统结构当中的基础部分。具体是指农村庭院生态系统的诸多的相对固定的组分,在农村庭院土地平面上的合理安排布局。农村庭院的平面布局合理与否,不但要影响到其他结构。同时,还可以直接关系着农村庭院生态系统的环境质量、景观结构和生产功能的充分发挥。
(2)庭院生态农业的立体结构 是在平面结构布局的基础上,进行的农村庭院立体空间的合理布局与自然资源多层次利用的工艺技术体系。主要目的就是要尽可能多的使农村庭院有限自然资源、社会资源能够得到多层次的充分利用,以便保证平面空间有限的农村庭院,能够获得最好的生态环境质量和最大的经济产出。内容具体包括:农村庭院空间层次利用;庭院屋顶利用;庭院地下层次的利用;庭院“附壁栽培”工艺;庭院廊道利用;庭院阳台利用;庭院居室窗台利用;庭院复层结构建造工艺;庭院塔式栽培;庭院柱式栽培;庭院架式栽培利用;温室、厕所、厩舍、沼气复合结构工艺等12个部分。
2.庭院生态农业的时间节律结构
(1)生物种群的“嵌合型”结构 人工生态系统的生物种群,除了一小部分与自然生态系统的一些生物一样,生命周期比较长以外,其余大部分的生命周期都很短。比如,一些农作物种群,从播种到收获,基本都在2~4个月,有的还要短一些(蔬菜)。在培育过程中,人们为了保证生物个体的最适宜空间,一般都需要按这种个体生育期的最大需要来进行平面空间布置。可以将两个以上机能节律不同的生物种群,根据它们的生育特点合理的“嵌合”在一起,使资源得到充分利用,从而使得有限空间的生物生产力得到最大的发挥。
(2)生物种群的“密接型”结构 每一种生物种群的幼年期,需要的环境空间和资源的数量都相对较少。为了合理的利用农村庭院的有限资源环境,可以把这些生物种群的整个生育过程分成为幼年期和成年期两个阶段,然后把幼年期的生物种群放在一个很小的空间里进行集中培育,以缩短生物种群占据生产场地的时间,从而达到有限的生产场地能够进行多次利用的目的。
3.庭院生态农业的人工食物链组合结构
(1)生态农业人工食物链的“加环”在农业生态系统中,人工食物链“加环”,根据其结构与功能不同可以分为生产环、增益环、减耗环、复合环等四种不同的类型。
一是人工食物链的“生产环”,也可以称之为“转化环”。人工食物链环节的人工生物种群,能够把一些目前人类还无法利用或者直接利用价值很低的资源,转化为人类急需的经济产品。比如,我国农村畜牧业当中的牛、羊、猪、兔等草食动物种群,主要是利用作物秸秆、糠麸、饼粕、粉渣、杂草等农业副产品,转化为人类急需的肉、奶、皮毛等高价值经济产品;蜜蜂这种生物种群引入以后,它们利用绿色植物的花粉、花蜜等这些人类无法利用的资源,生产出人类需要的蜂蜜、花粉、王浆、蜂胶等经济产品;目前全国各地所进行的“食用菌”生产,就是用一些锯末、棉籽壳、作物秸秆为资源,通过人工真菌这个腐生性食物链,转化为人类需要的高蛋白食物。
二是人工食物链的“减耗环”。农业生态系统的各个食物链环节,都是上一级产品的消费者。但是,在这些食物链环节对于上一级产品来说,它们是消费者,可是它们本身又是人类必须产品的生产者。可是,也有一些生物种群构成的食物链环节,它们也需要消耗上一级生物产品,但是它们生产出的产品,对于人类来说并无任何意义。从人工生态系统的角度来看,这些生物种群的存在,仅仅是消耗了人工生态系统的物质和能量。因此,在人工生态系统的调控过程中,需要人工引进或者培育一些属于“耗损环”生物种群“天敌”的生物种群,此即为“减耗环”。引入“减耗环”以后,不但可以使它的产量、质量都到提高,同时也减少了由于滥施有毒农药而造成的公害。比如,利用赤眼蜂防治棉花红铃虫、利用瓢虫防治蚜虫、利用灰喜鹊防治森林害虫等。
三是人工食物链的“增益环”。在人工食物链当中,可以加入一些特殊的人工食物链环节,这些环节的生物种群所转化产生的产品,虽然不能或暂时不能为我们人类所利用,但这些产品却是其他食物链“加环”所必需的资源。由于它的加入,可以使另一种食物链“加环”的产量和效益得到提高。比如,以草食动物组成的“生产环”,它的产量大小和效益的高低,常常受到蛋白质资源,尤其是动物蛋白数量的影响。为了增加这一类“生产环”的产量和效益,可以用一些有机垃圾或者动物粪便,来养殖蚯蚓或者蝇蛆。再用蚯蚓和蝇蛆所生产出的动物蛋白,作为草食动物构成的食物链“生产环”的饲料。
四是人工食物链的“复合环”。指在人工生态系统之中,加入一个人工食物链的新环以后,可以取得两种以上的效益。加入人工食物链的“复合环”以后,不但使人工生态系统的经济产出增加,同时对于这个生态系统的稳定性提高也是十分有益的。例如,在稻田生态系统中,加入草鱼这个人工食物链环节以后,草鱼不但吃掉了危害稻田的杂草,生产出的草鱼本身又是人类的蛋白质食物,草鱼的粪便又提高了稻田的肥力,产生了稻田除草、草鱼产品和增加稻田肥力的三种功能。
(2)人工食物链的“解链”在任何一个人工生态系统的食物链调控过程中,一方面要满足人类对产品数量的需求,同时也必须保证产品质量的无害。当前的有害物质不但存在于生态环境当中,同时也存在于产品的生产过程和产品当中。随着食物链对物质能量的“富集”作用,生态环境当中和生产过程之中的有害化学物质,也必然随之不断的积累到产品当中,尤其是要积累于人类食物当中。当有害物质沿着食物链富集到人类食品中达到一定浓度以后,必然会直接影响到人类食物的安全。因此,在利用人工食物链生产出更多人类食物的同时,又必须在这些有害物质,沿食物链“富集”到一定浓度以前,及时切断通向人类本身的食物链环节,使它们离开人类食物这个关键通道。这个过程即为人工食物链的“解链”。
4.生态农业的农产品加工结构
长期以来,我国农业生态系统的产品输出,基本都是以原粮、毛菜、生猪、混合果(水果)的“原始”形式来进行的。从这些产品的输出,到进入餐桌上的过程中,它们数量的减少是十分明显的。也就是说:农业生态系统产品输出过程中,有很大的一部分,是不能被人类所直接利用的输出,这一部分输出为“无效输出”。正是由于大量农业生态系统“无效输出”的存在,就引发了一系列的生态环境问题。
在农业生态系统生产的产品输出之前,应当引进一些产品加工环,使得这些初级产品经过加工环转化为成品、精品再输出到系统之外。这样,可以使无效输出减少,系统的能量物质不合理损失减少,改善了农村产业结构,增加了农民的收入,减少了加工、储藏、保鲜设施,减少了城市环境污染的污染源。
(三)典型模式实例与效益
1.空间嵌合结构模式
山东省蒙阴县的八达峪村,地处于沂蒙山区的旱薄丘陵地区。全村190户,总土地面积210hm2,其中,耕地70.5hm2,人均占有耕地0.11hm2。为了发展山区经济,他们把传统集居的农户改为散居式,每户周围平均有1.3hm2的土地,庭院中的上层是葡萄架,下面是兔栏、猪圈;院墙是花椒、木瓜构成的绿色屏障;庭院以外是苹果、葡萄等果树等经济林木与矮秆作物的立体组合;秸秆、杂草过腹还田,种植养殖互利互补,庭院内外连成一体,构成一定规模的复合结构模式。1996年,全村农业总产值实现300万元以上,人均纯收入达到了3700元,其中,84%是农村庭院收入。成为了当地有名的“小康村”。
2.时间节律结构典型模式
在河北省黑龙港地区青县的吴辛庄村,进行的大蒜、烟叶、玉米、白菜“四种四收”,取得了每公顷产值17700元的高效益,相当于当地大田生产的10倍以上。他们具体的做法是:在雨水节到来的时候开始种大蒜,采用的品种为“六大瓣”,“蒜畦”的宽度为1.3m。春分时节每隔一个畦埂,在畦埂上种两行玉米,玉米的株行距为20cm×20cm,计算每公顷播种玉米为37500株。小满前后,在“蒜畦”的中间栽植一行烟叶,烟叶的株距33cm,行距1.3m,每公顷栽植株数22500株。因为烟叶的生长前期喜欢庇荫和湿润的环境,大蒜正好给烟叶提供了阴凉,这时正是大蒜需水期,灌溉大蒜的同时,也给烟叶提供了充足的水分。夏至前后收获大蒜,正好给旺盛生长的烟叶提供了足够的生长空间。处暑前后烟叶已经成熟,此时在烟叶的两侧各栽植一行大白菜。
3.食物链组合结构模式
“蚯蚓-鸡-猪”结构就是一个典型。山西省保德县的农民,在自己的庭院里采取蚯蚓、鸡、猪的人工食物链养殖方式,利用鸡粪养猪,猪粪养殖蚯蚓,把蚯蚓作为鸡的动物蛋白饲料资源,取得了十分显著的效益。1984年,一户庭院养殖业收入就达到了1.3万元。具体做法是:利用50%经过干燥的鸡粪,加上35%的粗饲料,再加上15%的精饲料用来养猪;用猪排泄的猪粪和有机垃圾混合发酵以后用来养殖蚯蚓。然后,再用蚯蚓的干粉来代替价值很高的鱼粉作为鸡的动物蛋白饲料。一般在成年鸡的饲料中,蚯蚓干粉占15%,雏鸡的饲料中,蚯蚓干粉占50%。根据有关的实验资料,每100kg干蚯蚓,相当于150kg国产的丙级鱼粉,或者180kg大豆,750kg稻谷中的蛋白质含量。用1kg新鲜蚯蚓来喂鸡、鸭,可以多产蛋5~7个;用来喂猪,可以增产猪肉0.6~0.9kg;用来喂鱼,可以增产活鱼0.7~0.9kg。
4.庭院生态农业加工链典型模式
安徽省阜阳市的前陈庄村农民利用各家庭院生产黄豆芽供给城乡市场。全村80多户人家,1996年共生产豆芽150万千克,产值150万元,纯收入62万元,户均收入超万元,人均增加收入1800多元。他们还利用生豆芽的下脚料饲养黄牛,促进了畜牧业的发展。