摘 要：欧美发达国家通过推进种养结合农业系统,降低了农业生产成本,改善了畜禽养殖环境,促进了农业的绿色、可持续发展。为了促进中国农业经济效益、生态效益和社会效益的协同发展,实现农业的循环可持续发展目标,本文探究了欧美发达国家重新审视种养结合农业系统的缘由,并总结了发达国家在推进种养结合农业系统中的实践经验,一是从国家战略高度制订综合养分管理计划,健全种养结合专项法律法规;二是根据种植资源分布结构,合理布局畜牧产业空间格局;三是实行作物与牧草轮作,提高土壤综合价值;四是以种定养,限制大规模畜禽养殖;五是推动有机农业发展,提高农业附加值。结合中国农业发展大环境,提出推进中国种养结合农业系统的5条政策建议,以期为中国种养结合农业系统发展提供理论支撑和实践指导,为农业可持续发展推动乡村振兴提供决策参考。

1 引言

农业是国民经济发展的基础产业,中国从古至今都是一个农业大国,农业发展大致经历了3个阶段:刀耕火种的原始农业、种养结合的传统农业、高投入式的现代农业[1]。每个阶段都有其特定的社会经济背景。在传统农业阶段,通过种养结合实现了人、动物、植物、土地的良好循环,生态环境得到了较好的保护,符合可持续发展的要求,但传统农业缺乏外部投入,生产效率难以满足社会发展需求,逐渐向种养分离、高外部投入式的现代农业转变[2]。截至2016年,中国生猪、肉牛、肉羊、奶牛、肉鸡和蛋鸡相应的规模化程度分别达到44.4%、17.6%、18.9%、49.9%、65.4%和40.2%[3],但根据农业农村部统计,中国耕地面积在50亩(1亩=1/15hm2)以上的农户约有290万户,仅占全国农户的10%左右,养殖业规模不断扩大,但是种植业规模化相对滞后[4],种养分离趋势明显。

60多年以来,中国农业高度依赖化肥、农药、饲料添加剂等外部投入,造成了严重的环境污染和药物残留等问题,影响了中国农业的可持续发展[5]。近年来,中央1号文件多次强调要推进农业废弃物资源化利用水平,提倡种养结合利用模式,国家的相关政策指明了要转变农业发展的方向,为种养结合农业系统发展提供了政策保障,将现代化的农业生产技术应用到种养结合的农业生产中,是中国农业可持续发展的必由之路[6,7]。因此,从多角度研究种养结合农业系统与中国农业绿色可持续发展的相关问题,符合党中央的战略发展目标,对贯彻落实中央战略规划、推动中国生态文明建设具有重要的现实意义[8]。

在历史上,欧美发达国家也曾出现为追求农业产量而导致的畜禽废弃物污染、农药残留等农业发展问题,这与当前中国农业处境十分相似。在此之后,欧美等发达国家重新审视种养结合农业系统的价值,反思高外部投入农业对生态环境造成的破坏,通过政策、资金、技术等方面支持种养结合农业系统的发展,为种植和养殖业的绿色循环可持续发展营造了良好的环境。当下,为了给中国推动种养结合农业系统提供借鉴和参考,对欧美发达国家推进种养结合农业系统的缘由和经验措施进行系统分析具有重要意义。

近十年来,中国学者对种养结合产生了浓厚的兴趣,许多学者站在畜牧业绿色发展的角度,倡导种养结合农业系统是缓解畜禽粪污的重要方式,也有学者研究国外绿色农业发展经验和养分管理计划,但很少有文献研究欧美发达国家如何在种植和养殖高度专业化情境下,将种植和养殖环节有序、有效地结合起来,既能提供更多的生态系统服务,又能保障农业的经济效益。基于此,本文总结了发达国家种养结合农业系统的发展过程及其成效,借鉴种养结合过程中的实践经验,结合中国的自然资源和社会经济条件,提出了适合中国的种养结合农业系统政策建议。

2 欧美发达国家重新审视种养结合的缘由

20世纪中叶以后,欧美发达国家通过专业化的畜牧养殖,规模不断扩大,畜牧业占农业的比例不断攀升,极大地满足了人们对肉蛋奶的需求,但由于畜禽废物产量大且集中,对周围土壤、水源和空气等产生了严重的环境污染。同时,种植业作物生产也开始简单化、专业化,种植作物品种单一,增加了化学合成肥料、除草剂和农药的使用,农田长时间使用化肥和农药,造成土壤板结、地力下降,污染地下水、河流,甚至影响人类的健康,种养分离所导致的农业废弃物污染严重影响农业可持续发展。基于此,西方发达国家产生了对畜牧业大规模、专业化可持续发展的怀疑,不得不重新审视种养结合农业生产系统的潜在价值。

2.1 增强范围经济,降低农业经营风险

当生产两种或更多种产品比分别生产它们成本更低时,就会出现范围经济(economies of scope) 。种养结合农业系统在生产上具有很强的互补性,使用种植的饲料粮或作物残茬喂养牲畜,随后将其产生的粪肥作为肥料施用于农田,可大大降低农业生产成本。但在美国威斯康星州和密苏里州的研究都表明,范围经济往往会随着企业规模的扩大而下降,因此规模较大的农场会发现专业化是有益的,相对于大型农场而言,小型农场的范围经济更为明显,因此对小型农场的整合具有更强的激励作用[9]。在全球范围内的比较表明,奶牛养殖总成本与饲料中草的比例呈负相关,丹麦和荷兰在奶牛饲料中草的比例比爱尔兰高50%～60%。在法国也得到了类似的结果,表明最大化利用草地的草牧循环系统是具有高度竞争力的养殖发展模式[10]。

种养结合农业系统有助于降低农业经营风险。农业生产经营不仅受到市场、价格等因素的影响,而且还受到自然因素的影响,尤其是近些年全球气候变化不稳定,旱涝等自然灾害频发,严重影响农民收入水平的稳定性。农户采用种养结合农业系统,通过种植饲料作物、经济作物和牲畜养殖,获得多样化的农业产品,有助于降低农业经济风险,稳定农业收入。

2.2 推动农业废弃物资源化利用,实现农业物质能量良性循环

第二次世界大战后,欧美等发达国家大概用了60年的时间,将畜牧业从传统的、分散的养殖阶段过渡到集约化的、生产效率高的工业系统阶段,许多工业化国家的农业专业化水平逐渐提高,导致了种植业和养殖业的分离[11]。但随着种养分离的持续发展,畜禽废弃物的排放严重污染了生态环境,甚至威胁着人类的健康发展。而种养结合农业系统可促进动植物间的能量循环,实现农业废弃物资源化利用,是畜牧业可持续发展的必由之路。种养结合农业系统可为其他生态系统服务,如封存二氧化碳、增加土壤有机碳、改善土壤生物功能、改善水质等。因此,由种养分离造成的这些生态系统的恶化可以用种养结合农业系统加以扭转。种养结合农业系统可以在不损害农业经济的前提下限制农业对环境的负面影响,是实现耕地作物系统和牲畜系统双赢的一个可行解决方案[12]。

2.3 发展自然畜牧业,重视食物质量安全

2000年,英国、荷兰和比利时等国家暴发了大规模牲畜疫病,严重打击了欧洲消费者对“工厂化”生产畜产品的信心,转而对自然生产的有机畜产品产生了巨大需求,要求畜禽饲养过程中尊重动物生长发育规律,注重动物福利[13]。欧盟各国政府对有机农业的补贴一定程度上刺激了生产者的积极性,促使欧洲农业向有机方向发展。在欧洲自然畜牧业已经成为必然趋势,自然畜牧业要求品种、饲料、饲养过程的自然化,喂养自产饲料不得少于90%,这与种养结合的农业生产系统高度契合。种养结合注重种植和养殖过程的自然化,利用两部门的产物可提高农业生产的自给率。德国约有38万个家庭农场,小型农场占比61.9%,多以养殖业为主,兼营种植业,大部分农场将畜禽粪便处理后作为自有草地或耕地的肥料,既节约了生产成本又减少了资源环境压力,实现了生态化养殖[14]。综合种植业和养殖业的协作,以现代科学技术为辅,生产自然、健康的畜产品,从源头保证农产品的质量安全,满足消费者对高质量肉类食品的需求。

3 种养结合农业系统在欧美发达国家的实践经验

欧美发达国家畜牧业产业化起步早,畜牧业发展水平走在世界前列。在美国,畜牧业产值约占其农业总产值的48%,是世界第一大牛肉、禽肉生产国和第二大猪肉生产国,以大规模生产为主。欧盟国家现代科技发达,依靠高新繁育技术和现代化管理模式提高牲畜产量,通过专业化和集约化提高了生产效率,使用大量的合成投入,成为世界畜牧业发达地区,牛奶产量占比32.8%,位居世界第一,牛肉、羊肉产量分别占比15.9%和12.4%,稳居前三,但欧美国家也曾面临着严重的畜禽废弃物污染问题。种养分离的农业生产系统已被证明对环境有一定的负面影响,专业化农业正在导致生物多样性丧失、气候恶化、土壤侵蚀、环境污染以及食品安全等问题[15]。

现代种养结合农业系统受益于多样化的生产和种植与养殖环节之间密切协作,以平衡世界各地专业化农业生产和其所带来的环境影响之间的关系。种植业和养殖业生产结合的范围和程度是多样的,根据世界各地区的发展水平,采用不同的结合方式,从实际角度看,种养结合农业系统可在两个基本范围内进行:通过合作的区域种养一体化,农场内部种养一体化。种养结合农场的协作程度越高,对生态环境越友好。欧洲委员会通过大量综合农场的案例研究表明,并非所有的综合农场都能弥补专业化生产带来的缺陷,有些综合农场的经济效益不如专业化农场高,一体化程度越高的农场对环境的负面影响越小,只有特定的种养结合农业系统才更具生态效益和经济效益[16]。通过分析和总结欧美国家畜牧业发展历程,借鉴其推进种养结合农业系统的实践经验,提高中国种养结合农业系统的综合效益,促进农业的可持续发展。

3.1 从国家战略高度制订综合养分管理计划,健全种养结合农业专项法律法规

欧美等发达国家极其重视法律的规范性,制定了详细、严格的法律体系为种养结合农业系统的发展提供可靠的保障。美国从国家和州两个层次上对畜禽粪便进行养分管理,在各个环节制定了完善的法律法规,规模化养殖场利用和排放畜禽废弃物必须申请并取得许可,必须制定养分管理计划,并定期对土壤进行监测,确保农田能够承受养殖场排放的粪便量。欧洲各国从20世纪80年代开始立法支持有机农业的发展,如奥地利的《奥地利食品法典》、丹麦的《有机农业法》,1991年,通过《欧盟有机农业法案》,成为欧盟各国有机农业发展的共同标准[17]。丹麦养猪业发达,畜禽粪污排放量大,为防止地下水源污染,除严格执行欧盟出台的法律法规外,根据本国具体情况,在种养平衡和按需施肥的“和谐原则”下,制定了“NPO 计划”、《水环境行动方案》《流域管理计划 RBMPs》以及粪污管理和利用等方面的法律法规,涵盖养殖和加工的各个环节,以严格的法律法规促进粪污资源化利用[18]。

1999年,为确保规模化养殖场畜禽废弃物与种植业农场所需肥料的平衡,减少畜禽废物对环境造成的负面影响,美国国家环境保护局和农业部共同发布了畜禽养殖场治理的统一国家战略,首次要求规模化养殖场实施综合养分管理计划[19],陆续颁布了《清洁水法案》和“590”营养管理保存标准等农业法规[20],形成了以综合养分管理计划为核心的政策体系。其核心是促进种植业和养殖业的养分循环发展,通过严格的养分管理计划,实现畜禽废物的资源化利用和农业生产资源的内部化。综合养分管理计划的内容主要有:①严格掌控畜禽生长过程中的营养需求,合理控制饲料成分的比例,从饲料源头环节控制畜牧业污染。②建立完善的粪污收集、储存、处理和运输设施设备。③制订粪污还田计划,根据种养的品种、规模,确定施肥方式和施肥时间,防止因施肥带来的环境问题。④通过作物轮作、免耕和保护性覆盖作物等土地管理措施提高土壤质量,确保粪污还田后不会产生二次污染。⑤要求规模化养殖场的养分还田计划记录至少保持5年,以供相关监察机构核查。⑥当农田土壤的承载力有限、无法吸纳畜禽粪污时,可制成有机肥颗粒出售,提高经济效益,或者进入沼气池,进行厌氧发酵,提供生物质动能。美国通过实施综合养分管理计划,促进养殖业畜禽粪污全量还田,降低粪污处理成本,提高土壤肥力,保障农产品质量安全。

3.2 根据种植资源分布结构,合理布局畜牧产业空间格局

根据种植作物品种和养殖种类合理进行产业布局,畜禽粪便通过直接干燥或堆肥处理作为有机肥就近全量还田,既减少了畜禽废弃物对周围环境的影响,提高了种植业的经济效益,同时又能使养殖业就近获取作物饲料,降低饲料成本,使养殖业和种植业在饲料、肥料上形成良好的养分物质循环,增强了农业的可持续发展水平。

美国玉米带的农牧一体化主要是通过合同关系实现的,其中包括将大型圈养牲畜的粪便施用于邻近的农作物农场。将生猪产业布局在中西部玉米种植带,大型圈养的猪粪便可施用于邻近的农作物农场,实现动物粪便全量还田的种养结合模式。新的和不断扩大的圈养奶牛农场正在利用这种模式,乳制品生产商专注于管理奶牛的运营,同时与邻近的农作物农场签订合同,消纳奶牛养殖产生的粪污并为其提供充足的优质饲草料[21]。欧洲西部属于温带海洋性气候,适合牧草生长,草食性畜牧业发达,主要以牛羊为主。荷兰畜牧业发达,畜牧业在农业产值中的占比为70%左右,牛、羊等草地畜牧业主要布局在海尔德兰、北布拉班特、弗里斯兰等牧草资源丰富的区域,鸡、生猪等集约型畜牧业主要分布在北布拉班特、林堡、海尔德兰和上艾瑟尔等地[22]。

3.3 实行作物与牧草轮作,提升土壤养分综合价值

多年生牧草和谷物作物的整合需要长期的轮作,轮作对粮食作物的品质和土壤肥力有明显的提升。长期轮作的好处包括:增加粮食作物产量;通过破坏昆虫、杂草和疾病循环减少投入成本;改善土壤物理性质,增加有机质,减少水土流失;减少硝酸盐浸出对环境的危害,改善野生动物栖息地环境[23]。在美国艾奥瓦州北部和威斯康星州西南部,扩大作物轮作制度后,种植3年以上饲料作物的土地中总有机碳含量是变化最明显的指标,在土壤质量指标中排名较高[24]。在美国东北部,利用不同的耕作管理制度,将红三叶草等短期草皮植物纳入粮食种植制度后,对经济作物产量和利润产生了积极影响[25]。

不同牧草具有明显的季节差异性,在粮食作物与牧草轮作过程中,根据牧草的季节性,粮食作物和一年生牧草轮作有多种选择:①暖季一年生牧草或冷季一年生牧草,可在7月中下旬粮食作物收获后种植。②大豆或玉米青贮收获后,可在9月初至中旬种植冷季一年生品种。③冷暖季节的一年生作物可以在整个生长季节的大部分时间里连续种植,然后在下一年轮作粮食作物。畜牧业生产者可以利用短季牧草来降低牲畜冬季饲料成本,在肉牛饲养过程中,大约一半的年生产成本与冬季喂养有关[26]。在一个完整的种养结合农业系统中,永久草场可以提供春季到秋季的放牧,而一年生牧草可以在谷物作物之间种植,提供秋季到初冬的放牧,并在多年生牧草产量较低的早春时节再次放牧。将晚秋和早春结合起来,延长放牧季节,可以减少饲养牲畜所需的干草,从而降低成本,提高农业经济收益。

3.4 以种定养,限制大规模的畜禽养殖

20世纪90年代,面对日益严重的畜禽废弃物污染,欧盟颁布《硝酸盐指令》,严格控制合成化肥的使用,尤其是氮肥,减少农业氮源对水体的污染。欧盟共同农业政策自实施以来,一直作为欧盟国家农业发展的基本政策,并根据时代发展的需要,对其进行改革和创新,致力于农业农村的可持续发展。欧盟共同农业政策制定了种植规模决定养殖规模的原则,限制大规模的畜禽养殖,但欧盟国家会对因保护环境而降低单位面积载畜量的生产者进行额外补贴。为保证有足够的土地吸纳畜禽粪污,养殖农场可以通过购买、租用农田或者与种植业农场签订粪污排放合同,以此来适度扩大养殖规模。德国是较早发展循环经济、实行种养结合的国家,德国农场规模在30 hm2以下的农场占总数的65%,并且规定每公顷的畜禽饲养量限制为:牛9头、羊18只、猪15头、鸡3 000只、鸭450只[27]。丹麦大多数农场采用种养结合农业系统,并且规定养殖存栏量达到500个畜禽单位时,需要进行养殖环保评估,以此防止养殖规模过大,畜禽废弃物对环境造成污染[28]。英国的草地占国土面积的70%,为保护草地资源的可持续发展,防止畜禽粪污对水源造成污染,实行划区轮牧和以草定畜,规定每公顷饲养牛不超过2头,羊不超过8只[29]。

3.5 推动有机农业发展,提高农业附加值

种养结合农业系统是一种立体循环式农业,为有机农业的发展提供了先天条件。美国是世界上最早提出有机农业概念的国家,专门针对有机农业生产者制定了农业扶持政策,如《有机农业法规》《农业改革、食品与就业法案》,逐年增加对有机农业生产者的补贴,建立种养结合、农牧循环的立体农业生产体系。根据2016年国际有机农业运动联盟统计,美国有机农业种植面积达3 267万亩,有机产品产值达397亿美元,位居世界第一。

欧盟各国政府制定了多层次的有机农业补贴标准,扶持有机农业的发展,对有机农业的补贴刺激了生产者的生产积极性,促使欧洲农业向有机方向发展,2010年欧洲的有机农业面积占全球的27%。欧盟的有机农业法规中关于有机生产的第2092/91号规章,要求欧盟国家在有机农业生产过程中主要依靠内部农场资源,饲料必须是有机生产,最好是来自农场内部,不要求牲畜达到最高产量,但必须是最高质量,且要满足牲畜各阶段的营养需求。2013年,欧盟1 020万hm2的农田是有机农田,有机农田占农业用地的5.7%。欧洲和欧盟的有机食品市场增长了约6%,达到243亿欧元(欧盟222亿欧元),欧洲最大的市场德国的增长率为7%,法国市场增长了9%,还有一些国家显示出两位数的增长,如挪威、瑞典和瑞士分别增长了16%、 12%和12%[30]。

4 对中国发展种养结合的启示

当前中国畜牧业发展面临着多重压力,环境污染问题最为突出。中国畜禽粪污年排放量达40亿t,是造成农业面源污染的重大原因。国家已经采取多项针对养殖业污染问题的环保政策,在一定程度上缓解了畜牧污染,但种养结合综合农业系统是解决畜禽粪污最根本、最有效、最经济的方式。种养分离导致中国畜禽废弃物农田利用率低,粪污中氮元素的还田率仅为30%;粪污中磷元素还田率约为48%[31]。种养结合能促进种养环节的养分循环,一方面可以提高粪污中氮、磷元素的还田率,减轻畜禽粪污带来的污染;另一方面,动物粪便作为有机肥料投入农作物,为种植业向有机农业发展提供了条件。种养结合综合农业系统在减少环境污染、生产大量健康营养的食品中提供了许多优势,而且能提高农业生产的多样性,是畜牧业可持续发展的必由之路。

4.1 发展适度规模的种养结合家庭农场

随着中国城市化水平的不断提升和农村老龄化,农业劳动者不断减少,为发展适度规模家庭农场提供了客观条件。种养结合的家庭农场可以实现种养内部一体化,更加灵活、高效率地实现种养结合农业系统的综合效益。根据农业农村部统计,截至2016年,中国从事畜牧业的家庭农场达到8.7万个,其中种养结合类型的家庭农场4.4万个,比2015年增长43.6%,家庭农场逐渐成为种养结合的重要经营主体,发展种养结合的趋势进一步加强。为进一步发展适度规模的种养结合家庭农场,首先要完善和稳定中国农村土地流转制度,适时推进土地成员权退出制度,盘活农村土地资源,为适度扩大中国家庭农场的经营规模创造有利条件;其次要加强对种养结合型家庭农场的政策支持,扶持种养结合家庭农场粪污储存、处理和还田过程中设备设施的建设,提高综合农场的运行效率。

4.2 构建养分管理体系,严格制订养分管理计划

进入21世纪,中国环保部门和农业部门相继出台了多项政策防治畜牧业污染问题,促进了畜禽废弃物的无害化处理,如2014年1月1日正式实施的《畜禽规模养殖污染防治条例》(国务院令第643号),从总体上规范了养殖标准,鼓励和支持采取种植和养殖相结合的方式消纳利用畜禽养殖废弃物,促进畜禽粪便、污水等废弃物就地就近利用。中国虽已建立起专门的畜禽养殖污染防治的政策体系,但缺乏细致、具体的科学规划,尚存在着落实不到位、实施力度低等棘手问题,应从国家战略高度制定养分管理体系,严格制订养分管理计划。首先要从饲料配方环节入手,精确测算成分及其特性,减少过量养分进入动物体内,添加一定数量氨基酸和酶制剂,降低畜禽粪便中的有害物质含量。其次要规范粪污还田制度,中国幅员辽阔,根据各地气候条件和《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》,确定粪肥还田时间和数量标准,充分消纳粪肥养分,防止粪肥还田后的二次污染。

4.3 合理布局畜牧产业,就近实现种养结合

中国气候多样,地质复杂,根据不同区域的资源优势和土地消纳能力,合理进行畜牧业养殖布局,有效推进种养结合农业生产系统发展。中国拥有4亿hm2的草地面积,主要分布在大兴安岭—阴山—青藏高原东麓线以西和以北的内蒙古、青海、新疆、西藏,可发展牛羊等草食性畜牧养殖,形成良好的适度规模农牧结合。截至2016年年底,中国耕地面积达20.24亿亩,主要集中在华北、东北、长江中下游等平原地区,小麦、大豆、玉米等谷物产量丰富,盛产蔬菜和水果等经济作物,可布局生猪、肉鸡和蛋鸡等养殖密集型和需粮性大的畜禽产业,缩短饲料运输距离,就近将畜禽废弃物还田,实现农业废弃物的资源化利用,从畜牧业和种植业的整体产业布局上促进种养结合综合农业系统的有效运行。

4.4 发展有机农业,提高经营收入

种养结合本身就是农业一种生态循环的发展方式,种植业和养殖业之间资源循环利用,经过处理后的动物粪便作为有机肥能够增加土壤有机质,为发展有机农业创造了条件。发展种养结合综合农业生产系统要抓住机遇,随着人民生活水平和健康饮食意识的提高,有机农产品的市场需求越来越大。充分利用好综合农业生产系统的天然优势,积极向相关机构申请有机农产品认证,打造全国知名品牌,提高农产品的单位价值,增加农业经营收入。种养结合综合农业生产系统可以开展“猪—沼—菜、猪—沼—果、果—鸡—草、牧草—作物—牛/羊”等多种生态农业生产模式,推广作物轮作和覆盖作物种植制度、病虫害生物防治技术,提升土壤有机质含量,有效降低化肥和农药残留,提供绿色健康的有机食品。

4.5 着力改善农业发展环境,提高农民整体素质水平

农民是推进种养结合循环农业发展的主体,农业劳动者的整体素质水平是实现种养结合农业系统的关键所在。受社会和历史因素影响,中国从事农业的劳动人员年龄偏大,文化水平较低,提升农民队伍的整体素质是整个农业发展的必然要求。首先要努力改善农业发展环境,完善基础设施建设,加大农业农村发展的支持力度,吸引现代青年人才投身于农业生产中来,培养新一代懂农业、善经营、有职业感的高素质农民,为农业农村发展注入鲜活动力。其次基层政府应积极宣传农业发展新政策,普及农业生产新技术,组织当地龙头企业、农民专业合作社等相关农业经营主体为农民进行种养结合生产技术培训,开展种养经验交流会,全面提高农村劳动力职业技能,保证农民掌握种植与养殖的综合生产和经营技能。