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摘要 从现代农业要求出发，重新认识了农业清洁生产的内涵与作用，强调必须进行全过程、全系统清洁控制，从源头最大限度地减少甚至消除污染，总结分析了安徽省农业科学院农业工程研究所在农业示范园区规划、沿淮采煤沉陷区生态清洁治理、农业废弃物沼气化利用等方面的研究与应用情况，探讨农业清洁生产理论、技术、方法和模式，在创新清洁生产技术、创造清洁产业模式等方面取得了重要成效。
关键词 农业；清洁生产；全程防控；研究
中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）30-10536-04
基金项目国家科技支撑计划（2012BAC10B02）；安徽省国际科技合作计划项目（10080703026）；安徽省农业科学院院立科研项目（14B1355，14B1358，14C1308，13A1322）。
作者简介施六林（1964- ），男，安徽枞阳人，研究员，从事可持续农业、生态农业、种养业模式等研究。
我国政府高度重视清洁生产，1994年《中国21世纪议程》中明确指出：在确定的国家可持续发展优先项目中，把建立资源节约型工业生产体系，推行清洁生产列入到可持续发展战略与重大行动计划中。2003年我国颁布实施了《中华人民共和国清洁生产促进法》；2004年，国家发展改革委和环保总局发布了《清洁生产审核暂行办法》；2012年2月29日第十一届全国人民代表大会常务委员会第二十五次会议通过关于修改《中华人民共和国清洁生产促进法》的决定[1-3]。近年来，工业清洁生产理论和技术体系日臻完善，农业清洁生产悄然兴起。安徽省农业科学院农业工程研究所在农业清洁生产技术研究及应用方面积极探索，以规划引导清洁生产，以产业模式创新推动清洁生产，以技术创新提升清洁生产，在农业示范园区规划、沿淮采煤沉陷区生态清洁治理、农业废弃物沼气化利用等研究与实践方面，取得了重要成效。该研究从现代农业生产特点的角度，重新认识农业清洁生产的内涵与作用，总结分析了安徽省农业科学院农业工程研究所在农业清洁生产技术方面的研究与实践成果，这对进一步提高农业清洁生产理论认识，创新清洁生产技术，创造清洁产业模式，减少农业污染物的产生和排放，促进农业可持续发展，保障安全清洁农产品供应，有着十分重要的指导意义。
1对农业清洁生产的再认识
1.1农业清洁生产是从源头上全过程、全系统的清洁控制农业清洁生产是指在农业生产和服务过程中不断采取改进设计技术措施、使用清洁的能源和原料、采用先进的农艺技术和设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害[4-5]。农业清洁生产强调的是将整体预防的环境战略持续应用于农业生产过程、产品设计和服务中，通过采用先进技术与建立现代管理手段，避免或减少农业生产全过程污染的产生，减降农业污染物的数量和毒性，生产出安全清洁的农产品，达到环境友好和农产品安全的目的，实现节能降耗、减污增效和可持续发展。当前农业生产与传统农业状况相比已有很大不同，农业生产过程包括产前、产中、产后全过程产业链，农业功能得到大量拓展，既有产品的物化功能，又有观光、欣赏等非物化功能，农业分工越来越细化，农业专业化服务越来越完善，因此，农业污染物的排放是全程的、系统的。农业清洁生产技术正是产品生产过程与服务过程污染防控的统一，是前端预防、过程控制和末端治理的全过程防控，是产品及服务全系统的防控，是从农业生产全过程、全系统减少或避免污染物的产生和排放，通过生产过程的全程化、系统化防控，实现农业生产物质转化和能量传递的高效化、最大化，在满足农业生产需要的同时又可合理利用资源并保护环境。它克服了单一技术、单项措施的不足，具有预见性、全面性、系统性、指导性，能够有效减少农业污染产生和排放，保证农业可持续发展，恢复农田清洁生态环境。农业清洁生产应该成为21 世纪农业发展一种具体的、可以操作的生产新模式和农业环保的策略。与传统污染末端治理方式不同，其实质是从源头上最大限度地减少甚至消除污染，对整个生产过程实施全面质量管理，在产品设计和服务中要求充分考虑环境因素[6]。
1.2农业清洁生产是现代农业发展的必然要求现代农业是与工业化发展高度融合的产业，农业生产过程大量使用化肥、农药、地膜等工业品，在提高生产效率的同时，也造成了严重的土壤、大气和水体污染[7]。除了工业生产和人类活动污染外，农业生产本身也会对环境产生严重的污染和破坏，对我国食品安全和资源约束性的社会需求造成了巨大的威胁[8-9]。农业生产产生的污染主要包括：①氮、磷、钾、农药等化学物质，经由地表径流和渗漏污染地表和地下水环境[10]；②作物代谢、土壤微生物呼吸、秸秆燃烧、粪便发酵和农机排放温室气体造成的大气污染；③重金属、地膜、化肥、农弃物、不合理灌溉造成的土体污染等。这些污染范围广、治理难、损害大，致使农产品质量下降、生态环境恶化，严重威胁着人类的身体健康和农业的可持续发展。因此，减少农业面源污染、保证农业可持续发展、恢复农田生态环境的唯一途径就是大力发展农业清洁生产。现代农业是工业革命以后在传统近代农业基础上发展起来的以现代科学技术应用为主要特征的生态农业，是广泛应用现代市场理念、经营管理知识和工业装备与技术的市场化、集约化、专业化、社会化相结合的产业体系，是将生产、加工和销售相结合，产前、产中和产后相结合，生产、生活和生态相结合，农业、农村、农民发展相结合，农村与城市、农业与工业发展统筹考虑，资源高效利用与生态环境保护高度一致的可持续发展的新型产业。发展现代农业必须提高农业资源利用率和劳动生产效率，利用现代产业发展理论、科学知识与现代农业技术，优化种植业、畜牧业和养殖业的比例，严格产前、产中和产后全过程，追求产业经济与生态环境、社会发展的统一与协调，减少环境污染。因此，农业清洁生产是现代农业发展的必然要求。中国农业正处于由传统农业向现代农业转变的关键时期，研究和探讨农业清洁生产技术具有重要的理论和现实意义。 1.3农业清洁生产是实现农业可持续发展的基本途径农业可持续发展的基本要求是在进行农业生产时，既满足当代人的需求，又不对后代及其他系统的良性循环构成危害[11]。这就要求解决好人类需要与资源消耗和环境污染之间的尖锐矛盾，使农业发展既要满足人类基本需求和提高生活质量的需求，持续输出质量合格的农产品，又要提高资源利用率，降低资源消耗强度；要求将整体预防的环境战略持续应用于农业生产过程、产品设计和服务中，以增加生产效率和生态效益，改善农业生产技术，减降农业污染物的数量和毒性，以期减少农业生产和服务过程对环境和人类的风险性，发展在满足农业生产需要的同时又可合理利用资源并保护环境的新型农业生产[12-13]。农业清洁生产包括3个方面内容：①清洁的投入，包括原料、农业设备和能源；②清洁的产出，主要指清洁的农产品，其在使用过程中对人体健康和生态环境不产生危害；③清洁的生产过程，采用清洁的生产程序、技术方法与管理办法，控制农用化学品的使用，并提高废弃物的资源化循环利用，减少农业生态环境污染，确保农产品在无毒、无害的前提下具有科学的营养价值，实现社会、经济、生态效益的高度统一。因此，农业清洁生产是解决人类需要与资源过度消耗和环境严重污染之间矛盾的重要方法，是实现农业可持续发展的有效途径[14-15]。
2农业清洁生产理论指导下的规划研究与实践
2.1研究背景农业发展规划一般指在一定时期内，对一定区域内的农业资源、相关配套设施以及与农业相关的部门和产业进行合理配置和综合部署，以确定农业发展定位和方向，合理布局农业产业，提高农业发展水平，促进农业可持续发展的计划和安排。我国人多地少、人均资源贫乏、粗放式生产的状况始终没有改变，农业生产条件的复杂多样性，生产环境的多变性等，要求必须科学地组织农业生产，合理利用生产与环境条件，最大程度地发挥各地的比较优势，提高劳动生产率，因而，进行科学的规划设计是现代农业良好发展的保障和前提。目前，大量研究仅就不同的侧面和角度，对现代农业规划及生态循环农业进行分析，但能够将现代农业规划与农业清洁生产技术集成与示范研究相结合，系统地运用农业清洁生产理念和技术方法进行现代农业规划的研究与实践较为少见，但是确实非常重要的，清洁生产的基本理论和原理为农业发展规划研究形成了新的思维和视角。因此，笔者课题组选择了这一方向，进行农业清洁生产理念对现代农业规划的引领以及农业清洁生产技术方法在现代农业规划中的运用方面的研究，以促进现代农业的可持续发展。
农业规划因其前瞻性和可行性，可为农业和农村经济稳定可持续发展提供决策依据，避免盲目性，促进农业目标的实现。现代农业规划对现有的大量科研成果进行优化、集成和组装推广，在一定区域内实施，使科技成果充实到农业生产中去，发挥纽带和引导作用，同时，有利于现代农业规划充分利用资源禀赋，发挥比较优势，促进现代农业发展。通过科学规划，把各种优势农业资源规划在生态最适宜、生产技术水平最先进、交通最便利、市场最开放、经济最活跃的区域，优化配置，形成各具特色、各显优势的农业产业带，有利于促进农业产业化经营、标准化生产、品牌化销售，培育壮大龙头企业和农民合作组织，增加农民收入，走高效可持续现代农业发展之路。形势就是使命，2009年，安徽省农业科学院农业工程研究所集中优势力量，成立了规划创新团队，所长施六林研究员任团队首席专家，带领团队进行农业规划的研究、实践与创新，对先进农业清洁技术进行集成研究与应用。规划团队获得了国家发展改革委员会颁发的规划注册咨询资质证书。
2.2农业清洁生产理念引领的现代农业规划研究与实践探索农业清洁生产理念是将全生命周期控制的思维方式持续应用于农业生产和农产品生产全过程，采用先进的技术与设备，提高资源利用效率，从源头消减污染，为了减少农业面源污染对大气、水体、土壤环境质量的损害，保证农产品安全，提高农产品在市场中的竞争力。其本质是提倡源头削减和过程控制，即在生产的源头和过程中降低资源、能源的消耗，减少污染的产生和生态破坏，是环境保护战略由被动反应向主动行为的一种转变，是解决农业面源污染的根本途径，是农业可持续发展的保证。现代农业规划需要这种理念的引领，指导规划思路凝炼，分析规划条件，优化规划原则，科学布局主导产业。安徽省农业科学院农业工程研究所规划创新团队，承担了《现代农业科技园区优化设计示范》、《现代农业规划优化研究与示范及平台构建》等课题研究，针对安徽省的农业生产、生态状况，深入调查研究，根据淮北平原、江淮丘陵和皖南皖西山区不同区域条件，因地制宜地提出规划思路，积极进行现代农业成果的组装、配套，将清洁生产理论、方法和技术融入到现代农业园区、示范区的规划建设中去，引导安徽现代农业发展。在规划研究中，进行了现代农业建设选择条件和影响因子分析，从建设功能、资源禀赋、区位优势、自然环境、立地条件、人文、社会、交通、经济、科技、政策、机制等方面，综合研究分析对规划设计的影响，确定规划模式；进行主导产业选择分析，运用技术创新理论、增长极理论、系统工程理论、可持续发展理论、风险投资理论等，探讨现代农业产业结构调整、升级的模式与途径，运用现代农业清洁生产技术成果，形成现代农业规划农业清洁生产技术评价体系和 “清洁产业-清洁项目-清洁工程-清洁技术-清洁工艺-清洁产品”的农业规划指导路线。
安徽省农业科学院农业工程研究所在现代农业规划实践中，坚持农业清洁生产理论的指导和技术、方法的运用，先后编制了《安徽省绩溪县现代农业示范区总体规划》、《淮南市潘集现代农业示范园区总体规划》、《池州市国家农业科技园区总体规划》、《阜阳市颍东区正午现代农业示范区规划》、《阜南会龙省级现代农业示范区详细规划》、《安徽省太湖县优质畜禽示范区规划》、《寿县三觉花果生态农业园总体规划》、《淮南市八公山现代农业示范区规划》、《安徽毛集绿茵生态农业示范园规划》、《泥河镇后湖生态修复型生态园详细规划》等规划100余部。规划中，课题组坚持以改善农业生态环境为导向，全面规划以清洁家园、清洁水源、清洁生产为主要实施内容的生态农业工程，加强规模养殖场粪便净化和生活污水净化处理规划设计，提高农业污染的防治力度，减少土壤中的化肥、农药残留量，努力控制和减轻农业面源污染。探索资源循环方式，优化农业结构，积极引导发展循环农业，实现农业生产、经济发展和生态环境治理与保护的有机结合。运用循环经济理论，以“减量化、再利用、资源化”为基本原则，发展“低消耗、低排放、高效率”的农业循环经济，促进再生资源的循环、永续利用和非再生资源的节约利用。发展生物质经济，实现农业副产品循环利用。因地制宜地根据客观环境情况，采取适宜于自然清洁的方式，进行现代农业生产流程和技术的规划设计，根据我国农业耕作纬度、日照、积温、农业机械化程度、农耕农艺措施及技术水平不同，针对性地制定规划方案，以最少的物质、资源消耗，产生最大的效益，满足清洁生产的需要。通过科技措施的融入，推动农业进步，创新、集成、示范推广节水、节肥、节能等先进技术，提升农业清洁生产技术水平。加强健康种养业在规划中运用，强化前端污染预防，科学规范设置秸秆、粪便、生活垃圾、污水等有机废弃物处理利用设施，加强农村废弃物沼气化、肥料化利用等末端治理应用。在沿淮淮北现代农业规划中，提出了集农作物秸秆与畜禽粪便利用及采煤塌陷区生态修复为一体的农业综合清洁生产的新模式，推动建设清洁农业，改善农村生态环境。 3采煤塌陷区清洁治理技术研究与应用
淮南是国家重点建设的13个亿吨煤基地之一，一直以煤炭资源开采作为主要支撑产业，随着煤炭资源的大力开发，面临着土地持续沉陷、环境污染、生态胁迫、资源耗竭和产业转型等一系列问题。全市已探明煤田面积360 km2，采煤形成塌陷区132.8 km2，并且每年仍以10%以上的比例增长，采煤沉陷造成生态破坏和耕地丧失，已经成为制约淮南市可持续发展的重要因素。面对如何利用好煤炭城市大面积的采煤沉陷地问题，必须研究与治理应用并重，突出以清洁生产技术为核心的生态农业、观光农业和都市休闲农业，改善沉陷方式和农业产业结构，促进煤炭资源型城市的转变。
2009年以来，安徽省农业科学院农业工程研究所项目组先后承担了国家科技支撑计划《两淮煤矿沉陷区生态环境综合治理关键技术的集成与示范》、安徽省国际科技合作计划《两淮塌陷区生态修复与土壤清洁技术研究》等项目，对淮南采煤塌陷区进行了大量的实地调研，通过对土壤、水质的检测与分析及沉陷区分布调查，揭示了其理化特性演变特征，建立了相应的水、土质量基础数据库，并对水土环境未来变化趋势进行了预测。研究中，在对淮南塌陷情况、生产现状和水土质量调查分析的基础上，从农业清洁生产“节能、降耗、减污、增效”的理念出发，以发展清洁产业、改善生态环境为目标，以提高自然资源利用效率为核心，以减量使用化肥、农药、农膜等投入为手段，开展塌陷区土壤生态清洁技术、水资源清洁开发利用技术、农田高效清洁循环技术和农弃物资源化高效利用等技术研究，针对淮南采煤非稳沉塌陷区特点，提出了“生态产业化、产业清洁化”的塌陷区生态治理思路，形成平整地发展高效经济作物、缓坡地种植苗木、浅水区种植水生蔬菜、深水区发展网箱生态养殖等生态农业清洁生产模式，农业观光生产与旅游业结合的清洁休闲模式，从农户、农田、农业产业园到循环型社会的综合治理模式，集成创新优势作物种植、园林苗木繁育、名优水产品健康养殖、病虫害生物防治等相关技术，建立了非稳沉塌陷区综合治理的高效清洁生产技术体系，形成了采煤塌陷区生态治理清洁技术集成与示范成果，实现恢复塌陷区生态环境与发展农业生产、增加农民收入、实现区域生态、经济、社会的可持续发展。例如，项目组合作单位淮南市泥河民生生态农业发展有限公司，在淮南市潘集区流转1558亩采煤非稳沉塌陷区，建立后湖生态园，形成种养结合、农业生产与观光休闲相结合的“后湖模式”，平整地发展设施蔬菜、缓坡地立向种植苗木、浅水区种植水生蔬菜、深水区发展网箱生态养殖，依据塌陷区种植业结构、栽培技术、灌溉措施、水产养殖等发展状况，通过新型肥料、农药和农膜等清洁性农产品的应用，合理的施肥、施药、灌溉统筹，土壤和水体清洁修复等，节约水资源量15%，土地与水资源利用效率提高 20%，化肥和农药利用效率提高 18%，极大地改进了塌陷区生态环境状况，减少了农业生产对脆弱生态环境的影响。淮南市绿馨园采煤沉陷区综合治理有限公司注册资金2 000万元，流转采煤沉陷土地533余hm2，累计投资8 978万元，开展生态养殖、优质苗木培育、观光果园、高效农业科技示范、家禽生态养殖、芦苇荡生态保护、农特优产品加工、乡土文化风情游览等，形成“公司+专业合作社+家庭农场”联合体模式，发展农民种植养殖专业合作社4家，家庭农场40余家，大力发展苗木种植、家禽生态养殖、名特优土农产品加工生产销售的沉陷区综合治理等产业，种养结合，废弃物循环利用，形成种养加工三位一体清洁生产利用技术体系，生态环境得到显著改善，经济效益成倍增加。
4沼气在农业清洁生产技术中的应用
沼气连接养殖业和种植业形成立体循环农业，是循环农业产业系统的一个重要环节。对养殖业产生粪便以及种植业中的农作物秸秆和农业废弃物混合用于沼气工程，产生沼气作为能源，沼液和沼渣用于种植业作为有机肥，将过程中所有废弃物变为资源；对农业产品，减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响；对农业服务，要求根据环境承载量设计提供的服务。沼气工程是立体循环产业中的一部分，是连接种植业和养殖业的枢纽。清洁生产理念中没有废弃物，将污染控制在过程中，充分利用人畜粪便、农作物秸秆等废弃物作为厌氧发酵原料，发展农村沼气产业，上促养殖业，下带种植业，推动农村循环经济发展，是推进农业清洁生产的内在要求。
沼气研究是安徽省农业科学院农业工程研究所的重要研究方向之一。农业工程研究所将沼气作为农业清洁生产系统中必不可少的一个重要环节来设计研究，而非唯一末端治理措施，在农业清洁生产视觉下将沼气工程作为农业生产体系的组成部分进行研究和优化设计，实现沼气在农业清洁生产系统中高效外循环利用和沼气自身内循环产制沼气高效率，打破传统就沼气而沼气的思路。在农业清洁生产理念指导下，以产业沼气工程为核心的沼气供能、沼肥还田、生态循环种养的农业循环经济模式，通过农业废物的内部循环最大限度地减少农业废物排放，解除区域生态环境对农业生产的约束和限制，实现农业产业发展与生态环境改善相统一，是现代农业可持续发展的有效途径。目前，国内的大中型畜禽养殖场能源环境工程，主要有两种类型，一是生态型，以沼气生产和综合利用为主；一是环保型，以废水治理达标排放为主。
大中型沼气的推广模式有以下几种。①能源生态循环模式。进料：粪尿全部进入沼气发酵池；特点：产沼气多，产沼肥多，形成小区域良性循环，要求配套的沼肥土地消纳面积较大。②能源生态利用模式。进料：畜禽粪污采用干湿分离；特点：沼气产量少，需要配套有机肥加工设施，沼液、沼渣可以全部得到综合利用。由于养殖与种植面积不配套，目前浙江省80%以上畜禽场采用此模式。③能源生态综合模式。进料：粪尿全进或部分进；夏季用电用肥高峰时，采用粪尿全进，多产沼气用于发电，沼液作为有机肥，其他季节采用干湿分离；特点：对管理要求相对较高，综合利用效益显著。④能源生态环保模式。进料：畜禽粪污采用干湿分离。特点：鲜猪粪进行高效有机肥的生产，沼液经后续好氧处理达标排放或用作农灌水等，运行费用高，管理难度大，适用于没有用肥条件的养殖企业。 安徽省农业科学院农业工程研究所加强沼气研究和应用，吸取有关单位长处，与安徽永志环能科技有限公司等公司合作，积极进行大中型沼气工程研制和工艺革新，形成利用以畜禽粪便等废弃物为原料生产沼气和以农作物秸秆为原料生产沼气两种模式，运用清洁生产技术指导设备设计和工艺技术改进，形成专利18项，并在20余个大型沼气工程中成功进行应用，实现与美丽乡村相结合的农户集中供气，制定清洁安全产供气操作技术规程，形成清洁产气、清洁供气、清洁用气的全程清洁化生产系统，实现前端、过程和末端生产的全程清洁化。例如：畜禽粪便等废弃物为原料生产沼气的示范工程18个，总池容1.5万m3，年处理畜禽粪便等废弃物15万t，有机肥10万t，为近3 000户农户提供清洁能源；以农作物秸秆为原料生产沼气的示范工程2个，总池容1 600 m3，年处理畜禽粪便等废弃物1 500 t，有机肥800 t，为600户农户提供清洁能源。
参考文献
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关键词 农业；清洁生产；全程防控；研究
中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）30-10536-04
基金项目国家科技支撑计划（2012BAC10B02）；安徽省国际科技合作计划项目（10080703026）；安徽省农业科学院院立科研项目（14B1355，14B1358，14C1308，13A1322）。
作者简介施六林（1964- ），男，安徽枞阳人，研究员，从事可持续农业、生态农业、种养业模式等研究。
我国政府高度重视清洁生产，1994年《中国21世纪议程》中明确指出：在确定的国家可持续发展优先项目中，把建立资源节约型工业生产体系，推行清洁生产列入到可持续发展战略与重大行动计划中。2003年我国颁布实施了《中华人民共和国清洁生产促进法》；2004年，国家发展改革委和环保总局发布了《清洁生产审核暂行办法》；2012年2月29日第十一届全国人民代表大会常务委员会第二十五次会议通过关于修改《中华人民共和国清洁生产促进法》的决定[1-3]。近年来，工业清洁生产理论和技术体系日臻完善，农业清洁生产悄然兴起。安徽省农业科学院农业工程研究所在农业清洁生产技术研究及应用方面积极探索，以规划引导清洁生产，以产业模式创新推动清洁生产，以技术创新提升清洁生产，在农业示范园区规划、沿淮采煤沉陷区生态清洁治理、农业废弃物沼气化利用等研究与实践方面，取得了重要成效。该研究从现代农业生产特点的角度，重新认识农业清洁生产的内涵与作用，总结分析了安徽省农业科学院农业工程研究所在农业清洁生产技术方面的研究与实践成果，这对进一步提高农业清洁生产理论认识，创新清洁生产技术，创造清洁产业模式，减少农业污染物的产生和排放，促进农业可持续发展，保障安全清洁农产品供应，有着十分重要的指导意义。
1对农业清洁生产的再认识
1.1农业清洁生产是从源头上全过程、全系统的清洁控制农业清洁生产是指在农业生产和服务过程中不断采取改进设计技术措施、使用清洁的能源和原料、采用先进的农艺技术和设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害[4-5]。农业清洁生产强调的是将整体预防的环境战略持续应用于农业生产过程、产品设计和服务中，通过采用先进技术与建立现代管理手段，避免或减少农业生产全过程污染的产生，减降农业污染物的数量和毒性，生产出安全清洁的农产品，达到环境友好和农产品安全的目的，实现节能降耗、减污增效和可持续发展。当前农业生产与传统农业状况相比已有很大不同，农业生产过程包括产前、产中、产后全过程产业链，农业功能得到大量拓展，既有产品的物化功能，又有观光、欣赏等非物化功能，农业分工越来越细化，农业专业化服务越来越完善，因此，农业污染物的排放是全程的、系统的。农业清洁生产技术正是产品生产过程与服务过程污染防控的统一，是前端预防、过程控制和末端治理的全过程防控，是产品及服务全系统的防控，是从农业生产全过程、全系统减少或避免污染物的产生和排放，通过生产过程的全程化、系统化防控，实现农业生产物质转化和能量传递的高效化、最大化，在满足农业生产需要的同时又可合理利用资源并保护环境。它克服了单一技术、单项措施的不足，具有预见性、全面性、系统性、指导性，能够有效减少农业污染产生和排放，保证农业可持续发展，恢复农田清洁生态环境。农业清洁生产应该成为21 世纪农业发展一种具体的、可以操作的生产新模式和农业环保的策略。与传统污染末端治理方式不同，其实质是从源头上最大限度地减少甚至消除污染，对整个生产过程实施全面质量管理，在产品设计和服务中要求充分考虑环境因素[6]。
1.2农业清洁生产是现代农业发展的必然要求现代农业是与工业化发展高度融合的产业，农业生产过程大量使用化肥、农药、地膜等工业品，在提高生产效率的同时，也造成了严重的土壤、大气和水体污染[7]。除了工业生产和人类活动污染外，农业生产本身也会对环境产生严重的污染和破坏，对我国食品安全和资源约束性的社会需求造成了巨大的威胁[8-9]。农业生产产生的污染主要包括：①氮、磷、钾、农药等化学物质，经由地表径流和渗漏污染地表和地下水环境[10]；②作物代谢、土壤微生物呼吸、秸秆燃烧、粪便发酵和农机排放温室气体造成的大气污染；③重金属、地膜、化肥、农弃物、不合理灌溉造成的土体污染等。这些污染范围广、治理难、损害大，致使农产品质量下降、生态环境恶化，严重威胁着人类的身体健康和农业的可持续发展。因此，减少农业面源污染、保证农业可持续发展、恢复农田生态环境的唯一途径就是大力发展农业清洁生产。现代农业是工业革命以后在传统近代农业基础上发展起来的以现代科学技术应用为主要特征的生态农业，是广泛应用现代市场理念、经营管理知识和工业装备与技术的市场化、集约化、专业化、社会化相结合的产业体系，是将生产、加工和销售相结合，产前、产中和产后相结合，生产、生活和生态相结合，农业、农村、农民发展相结合，农村与城市、农业与工业发展统筹考虑，资源高效利用与生态环境保护高度一致的可持续发展的新型产业。发展现代农业必须提高农业资源利用率和劳动生产效率，利用现代产业发展理论、科学知识与现代农业技术，优化种植业、畜牧业和养殖业的比例，严格产前、产中和产后全过程，追求产业经济与生态环境、社会发展的统一与协调，减少环境污染。因此，农业清洁生产是现代农业发展的必然要求。中国农业正处于由传统农业向现代农业转变的关键时期，研究和探讨农业清洁生产技术具有重要的理论和现实意义。 1.3农业清洁生产是实现农业可持续发展的基本途径农业可持续发展的基本要求是在进行农业生产时，既满足当代人的需求，又不对后代及其他系统的良性循环构成危害[11]。这就要求解决好人类需要与资源消耗和环境污染之间的尖锐矛盾，使农业发展既要满足人类基本需求和提高生活质量的需求，持续输出质量合格的农产品，又要提高资源利用率，降低资源消耗强度；要求将整体预防的环境战略持续应用于农业生产过程、产品设计和服务中，以增加生产效率和生态效益，改善农业生产技术，减降农业污染物的数量和毒性，以期减少农业生产和服务过程对环境和人类的风险性，发展在满足农业生产需要的同时又可合理利用资源并保护环境的新型农业生产[12-13]。农业清洁生产包括3个方面内容：①清洁的投入，包括原料、农业设备和能源；②清洁的产出，主要指清洁的农产品，其在使用过程中对人体健康和生态环境不产生危害；③清洁的生产过程，采用清洁的生产程序、技术方法与管理办法，控制农用化学品的使用，并提高废弃物的资源化循环利用，减少农业生态环境污染，确保农产品在无毒、无害的前提下具有科学的营养价值，实现社会、经济、生态效益的高度统一。因此，农业清洁生产是解决人类需要与资源过度消耗和环境严重污染之间矛盾的重要方法，是实现农业可持续发展的有效途径[14-15]。
2农业清洁生产理论指导下的规划研究与实践
2.1研究背景农业发展规划一般指在一定时期内，对一定区域内的农业资源、相关配套设施以及与农业相关的部门和产业进行合理配置和综合部署，以确定农业发展定位和方向，合理布局农业产业，提高农业发展水平，促进农业可持续发展的计划和安排。我国人多地少、人均资源贫乏、粗放式生产的状况始终没有改变，农业生产条件的复杂多样性，生产环境的多变性等，要求必须科学地组织农业生产，合理利用生产与环境条件，最大程度地发挥各地的比较优势，提高劳动生产率，因而，进行科学的规划设计是现代农业良好发展的保障和前提。目前，大量研究仅就不同的侧面和角度，对现代农业规划及生态循环农业进行分析，但能够将现代农业规划与农业清洁生产技术集成与示范研究相结合，系统地运用农业清洁生产理念和技术方法进行现代农业规划的研究与实践较为少见，但是确实非常重要的，清洁生产的基本理论和原理为农业发展规划研究形成了新的思维和视角。因此，笔者课题组选择了这一方向，进行农业清洁生产理念对现代农业规划的引领以及农业清洁生产技术方法在现代农业规划中的运用方面的研究，以促进现代农业的可持续发展。
农业规划因其前瞻性和可行性，可为农业和农村经济稳定可持续发展提供决策依据，避免盲目性，促进农业目标的实现。现代农业规划对现有的大量科研成果进行优化、集成和组装推广，在一定区域内实施，使科技成果充实到农业生产中去，发挥纽带和引导作用，同时，有利于现代农业规划充分利用资源禀赋，发挥比较优势，促进现代农业发展。通过科学规划，把各种优势农业资源规划在生态最适宜、生产技术水平最先进、交通最便利、市场最开放、经济最活跃的区域，优化配置，形成各具特色、各显优势的农业产业带，有利于促进农业产业化经营、标准化生产、品牌化销售，培育壮大龙头企业和农民合作组织，增加农民收入，走高效可持续现代农业发展之路。形势就是使命，2009年，安徽省农业科学院农业工程研究所集中优势力量，成立了规划创新团队，所长施六林研究员任团队首席专家，带领团队进行农业规划的研究、实践与创新，对先进农业清洁技术进行集成研究与应用。规划团队获得了国家发展改革委员会颁发的规划注册咨询资质证书。
2.2农业清洁生产理念引领的现代农业规划研究与实践探索农业清洁生产理念是将全生命周期控制的思维方式持续应用于农业生产和农产品生产全过程，采用先进的技术与设备，提高资源利用效率，从源头消减污染，为了减少农业面源污染对大气、水体、土壤环境质量的损害，保证农产品安全，提高农产品在市场中的竞争力。其本质是提倡源头削减和过程控制，即在生产的源头和过程中降低资源、能源的消耗，减少污染的产生和生态破坏，是环境保护战略由被动反应向主动行为的一种转变，是解决农业面源污染的根本途径，是农业可持续发展的保证。现代农业规划需要这种理念的引领，指导规划思路凝炼，分析规划条件，优化规划原则，科学布局主导产业。安徽省农业科学院农业工程研究所规划创新团队，承担了《现代农业科技园区优化设计示范》、《现代农业规划优化研究与示范及平台构建》等课题研究，针对安徽省的农业生产、生态状况，深入调查研究，根据淮北平原、江淮丘陵和皖南皖西山区不同区域条件，因地制宜地提出规划思路，积极进行现代农业成果的组装、配套，将清洁生产理论、方法和技术融入到现代农业园区、示范区的规划建设中去，引导安徽现代农业发展。在规划研究中，进行了现代农业建设选择条件和影响因子分析，从建设功能、资源禀赋、区位优势、自然环境、立地条件、人文、社会、交通、经济、科技、政策、机制等方面，综合研究分析对规划设计的影响，确定规划模式；进行主导产业选择分析，运用技术创新理论、增长极理论、系统工程理论、可持续发展理论、风险投资理论等，探讨现代农业产业结构调整、升级的模式与途径，运用现代农业清洁生产技术成果，形成现代农业规划农业清洁生产技术评价体系和 “清洁产业-清洁项目-清洁工程-清洁技术-清洁工艺-清洁产品”的农业规划指导路线。
安徽省农业科学院农业工程研究所在现代农业规划实践中，坚持农业清洁生产理论的指导和技术、方法的运用，先后编制了《安徽省绩溪县现代农业示范区总体规划》、《淮南市潘集现代农业示范园区总体规划》、《池州市国家农业科技园区总体规划》、《阜阳市颍东区正午现代农业示范区规划》、《阜南会龙省级现代农业示范区详细规划》、《安徽省太湖县优质畜禽示范区规划》、《寿县三觉花果生态农业园总体规划》、《淮南市八公山现代农业示范区规划》、《安徽毛集绿茵生态农业示范园规划》、《泥河镇后湖生态修复型生态园详细规划》等规划100余部。规划中，课题组坚持以改善农业生态环境为导向，全面规划以清洁家园、清洁水源、清洁生产为主要实施内容的生态农业工程，加强规模养殖场粪便净化和生活污水净化处理规划设计，提高农业污染的防治力度，减少土壤中的化肥、农药残留量，努力控制和减轻农业面源污染。探索资源循环方式，优化农业结构，积极引导发展循环农业，实现农业生产、经济发展和生态环境治理与保护的有机结合。运用循环经济理论，以“减量化、再利用、资源化”为基本原则，发展“低消耗、低排放、高效率”的农业循环经济，促进再生资源的循环、永续利用和非再生资源的节约利用。发展生物质经济，实现农业副产品循环利用。因地制宜地根据客观环境情况，采取适宜于自然清洁的方式，进行现代农业生产流程和技术的规划设计，根据我国农业耕作纬度、日照、积温、农业机械化程度、农耕农艺措施及技术水平不同，针对性地制定规划方案，以最少的物质、资源消耗，产生最大的效益，满足清洁生产的需要。通过科技措施的融入，推动农业进步，创新、集成、示范推广节水、节肥、节能等先进技术，提升农业清洁生产技术水平。加强健康种养业在规划中运用，强化前端污染预防，科学规范设置秸秆、粪便、生活垃圾、污水等有机废弃物处理利用设施，加强农村废弃物沼气化、肥料化利用等末端治理应用。在沿淮淮北现代农业规划中，提出了集农作物秸秆与畜禽粪便利用及采煤塌陷区生态修复为一体的农业综合清洁生产的新模式，推动建设清洁农业，改善农村生态环境。 3采煤塌陷区清洁治理技术研究与应用
淮南是国家重点建设的13个亿吨煤基地之一，一直以煤炭资源开采作为主要支撑产业，随着煤炭资源的大力开发，面临着土地持续沉陷、环境污染、生态胁迫、资源耗竭和产业转型等一系列问题。全市已探明煤田面积360 km2，采煤形成塌陷区132.8 km2，并且每年仍以10%以上的比例增长，采煤沉陷造成生态破坏和耕地丧失，已经成为制约淮南市可持续发展的重要因素。面对如何利用好煤炭城市大面积的采煤沉陷地问题，必须研究与治理应用并重，突出以清洁生产技术为核心的生态农业、观光农业和都市休闲农业，改善沉陷方式和农业产业结构，促进煤炭资源型城市的转变。
2009年以来，安徽省农业科学院农业工程研究所项目组先后承担了国家科技支撑计划《两淮煤矿沉陷区生态环境综合治理关键技术的集成与示范》、安徽省国际科技合作计划《两淮塌陷区生态修复与土壤清洁技术研究》等项目，对淮南采煤塌陷区进行了大量的实地调研，通过对土壤、水质的检测与分析及沉陷区分布调查，揭示了其理化特性演变特征，建立了相应的水、土质量基础数据库，并对水土环境未来变化趋势进行了预测。研究中，在对淮南塌陷情况、生产现状和水土质量调查分析的基础上，从农业清洁生产“节能、降耗、减污、增效”的理念出发，以发展清洁产业、改善生态环境为目标，以提高自然资源利用效率为核心，以减量使用化肥、农药、农膜等投入为手段，开展塌陷区土壤生态清洁技术、水资源清洁开发利用技术、农田高效清洁循环技术和农弃物资源化高效利用等技术研究，针对淮南采煤非稳沉塌陷区特点，提出了“生态产业化、产业清洁化”的塌陷区生态治理思路，形成平整地发展高效经济作物、缓坡地种植苗木、浅水区种植水生蔬菜、深水区发展网箱生态养殖等生态农业清洁生产模式，农业观光生产与旅游业结合的清洁休闲模式，从农户、农田、农业产业园到循环型社会的综合治理模式，集成创新优势作物种植、园林苗木繁育、名优水产品健康养殖、病虫害生物防治等相关技术，建立了非稳沉塌陷区综合治理的高效清洁生产技术体系，形成了采煤塌陷区生态治理清洁技术集成与示范成果，实现恢复塌陷区生态环境与发展农业生产、增加农民收入、实现区域生态、经济、社会的可持续发展。例如，项目组合作单位淮南市泥河民生生态农业发展有限公司，在淮南市潘集区流转1558亩采煤非稳沉塌陷区，建立后湖生态园，形成种养结合、农业生产与观光休闲相结合的“后湖模式”，平整地发展设施蔬菜、缓坡地立向种植苗木、浅水区种植水生蔬菜、深水区发展网箱生态养殖，依据塌陷区种植业结构、栽培技术、灌溉措施、水产养殖等发展状况，通过新型肥料、农药和农膜等清洁性农产品的应用，合理的施肥、施药、灌溉统筹，土壤和水体清洁修复等，节约水资源量15%，土地与水资源利用效率提高 20%，化肥和农药利用效率提高 18%，极大地改进了塌陷区生态环境状况，减少了农业生产对脆弱生态环境的影响。淮南市绿馨园采煤沉陷区综合治理有限公司注册资金2 000万元，流转采煤沉陷土地533余hm2，累计投资8 978万元，开展生态养殖、优质苗木培育、观光果园、高效农业科技示范、家禽生态养殖、芦苇荡生态保护、农特优产品加工、乡土文化风情游览等，形成“公司+专业合作社+家庭农场”联合体模式，发展农民种植养殖专业合作社4家，家庭农场40余家，大力发展苗木种植、家禽生态养殖、名特优土农产品加工生产销售的沉陷区综合治理等产业，种养结合，废弃物循环利用，形成种养加工三位一体清洁生产利用技术体系，生态环境得到显著改善，经济效益成倍增加。
4沼气在农业清洁生产技术中的应用
沼气连接养殖业和种植业形成立体循环农业，是循环农业产业系统的一个重要环节。对养殖业产生粪便以及种植业中的农作物秸秆和农业废弃物混合用于沼气工程，产生沼气作为能源，沼液和沼渣用于种植业作为有机肥，将过程中所有废弃物变为资源；对农业产品，减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响；对农业服务，要求根据环境承载量设计提供的服务。沼气工程是立体循环产业中的一部分，是连接种植业和养殖业的枢纽。清洁生产理念中没有废弃物，将污染控制在过程中，充分利用人畜粪便、农作物秸秆等废弃物作为厌氧发酵原料，发展农村沼气产业，上促养殖业，下带种植业，推动农村循环经济发展，是推进农业清洁生产的内在要求。
沼气研究是安徽省农业科学院农业工程研究所的重要研究方向之一。农业工程研究所将沼气作为农业清洁生产系统中必不可少的一个重要环节来设计研究，而非唯一末端治理措施，在农业清洁生产视觉下将沼气工程作为农业生产体系的组成部分进行研究和优化设计，实现沼气在农业清洁生产系统中高效外循环利用和沼气自身内循环产制沼气高效率，打破传统就沼气而沼气的思路。在农业清洁生产理念指导下，以产业沼气工程为核心的沼气供能、沼肥还田、生态循环种养的农业循环经济模式，通过农业废物的内部循环最大限度地减少农业废物排放，解除区域生态环境对农业生产的约束和限制，实现农业产业发展与生态环境改善相统一，是现代农业可持续发展的有效途径。目前，国内的大中型畜禽养殖场能源环境工程，主要有两种类型，一是生态型，以沼气生产和综合利用为主；一是环保型，以废水治理达标排放为主。
大中型沼气的推广模式有以下几种。①能源生态循环模式。进料：粪尿全部进入沼气发酵池；特点：产沼气多，产沼肥多，形成小区域良性循环，要求配套的沼肥土地消纳面积较大。②能源生态利用模式。进料：畜禽粪污采用干湿分离；特点：沼气产量少，需要配套有机肥加工设施，沼液、沼渣可以全部得到综合利用。由于养殖与种植面积不配套，目前浙江省80%以上畜禽场采用此模式。③能源生态综合模式。进料：粪尿全进或部分进；夏季用电用肥高峰时，采用粪尿全进，多产沼气用于发电，沼液作为有机肥，其他季节采用干湿分离；特点：对管理要求相对较高，综合利用效益显著。④能源生态环保模式。进料：畜禽粪污采用干湿分离。特点：鲜猪粪进行高效有机肥的生产，沼液经后续好氧处理达标排放或用作农灌水等，运行费用高，管理难度大，适用于没有用肥条件的养殖企业。 安徽省农业科学院农业工程研究所加强沼气研究和应用，吸取有关单位长处，与安徽永志环能科技有限公司等公司合作，积极进行大中型沼气工程研制和工艺革新，形成利用以畜禽粪便等废弃物为原料生产沼气和以农作物秸秆为原料生产沼气两种模式，运用清洁生产技术指导设备设计和工艺技术改进，形成专利18项，并在20余个大型沼气工程中成功进行应用，实现与美丽乡村相结合的农户集中供气，制定清洁安全产供气操作技术规程，形成清洁产气、清洁供气、清洁用气的全程清洁化生产系统，实现前端、过程和末端生产的全程清洁化。例如：畜禽粪便等废弃物为原料生产沼气的示范工程18个，总池容1.5万m3，年处理畜禽粪便等废弃物15万t，有机肥10万t，为近3 000户农户提供清洁能源；以农作物秸秆为原料生产沼气的示范工程2个，总池容1 600 m3，年处理畜禽粪便等废弃物1 500 t，有机肥800 t，为600户农户提供清洁能源。
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