物質(zhì)流循環(huán)農(nóng)業(yè)研究

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1引言

循環(huán)經(jīng)濟是一種以“減量化、再利用、資源化”為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，按照生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動方式運行的經(jīng)濟模式［1］。目前，作為農(nóng)業(yè)大國，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨資源與環(huán)境的雙重壓力。近年來，我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展在很大程度上依賴資源開發(fā)和投入的增加，各類化學(xué)物品廣泛用于農(nóng)業(yè)，造成的環(huán)境污染問題、生物多樣性減少甚至消失的問題、土壤板結(jié)造成的自然肥力退化問題和地下水資源污染問題愈發(fā)嚴重［2］。因此，發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。循環(huán)農(nóng)業(yè)，是在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中運用循環(huán)經(jīng)濟理論、生態(tài)學(xué)相關(guān)原理及規(guī)律，促進資源得到高效流動和循環(huán)多次利用，以實現(xiàn)節(jié)能減排與增收的目的，促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一種新型農(nóng)業(yè)發(fā)展模式［3］。循環(huán)農(nóng)業(yè)將可持續(xù)發(fā)展與循環(huán)經(jīng)濟理論結(jié)合運用到農(nóng)業(yè)中，通過農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，資源的循環(huán)利用，廢棄物的資源化利用等多方面的循環(huán)，最大程度地提高資源的利用率。瑞典、德國等西歐國家利用氣候土壤優(yōu)勢，發(fā)展綠色生態(tài)能源循環(huán)農(nóng)業(yè)模式;日本基于貧乏的土地資源以及較高的人口密度劣勢，選擇發(fā)展環(huán)保性可持續(xù)循環(huán)農(nóng)業(yè)［4］。然而，目前我國循環(huán)農(nóng)業(yè)的研究局限于偏重技術(shù)的資源循環(huán)利用的分析，資源的利用效率、廢棄物的產(chǎn)生以及再利用等都缺少大量有價值的數(shù)據(jù)。而物質(zhì)流成本會計(materialflowcostaccounting，即MFCA)可以把物質(zhì)流動過程數(shù)據(jù)化，將其運用到循環(huán)農(nóng)業(yè)當(dāng)中，可以使資源可視化，最終實現(xiàn)資源利用率的最大化。MFCA是一種從實物和金額兩個方面來說明物料流動在某個環(huán)節(jié)產(chǎn)生何種程度的排放、以及浪費的物料金額情況等的成本會計方法。利用MFCA進行資源損失的核算，其主要功效就是使資源損失可視化［5］。傳統(tǒng)會計核算無法準確計算物質(zhì)在流動過程中各個環(huán)節(jié)的投入、產(chǎn)出及損失。MFCA既可對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中各能量中心的輸入和輸出資源進行量化并確定資源損失，進而估算生產(chǎn)活動對外部環(huán)境的影響，也能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中由廢棄物產(chǎn)生的沼氣的生產(chǎn)、利用，管理的改善，資源的充分利用提供有效依據(jù)。

2“豬—沼—糧”循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)流分析

生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)要求把經(jīng)濟活動組成一個“資源—產(chǎn)品—廢棄資源再生利用—循環(huán)利用”的反饋式流程［6］，需對其廢棄物實行綜合利用，將物質(zhì)流分析運用到廢棄物的資源化利用當(dāng)中，可以有效實現(xiàn)資源再生的目的。將豬場和糧食之間通過沼氣的加工利用聯(lián)系起來，形成“豬—沼—糧”循環(huán)系統(tǒng)，這一模式將傳統(tǒng)的單一養(yǎng)殖與廢棄物的利用有機結(jié)合，實現(xiàn)在該循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)、能量的高效轉(zhuǎn)換，能夠有效地改善農(nóng)業(yè)資源緊缺的現(xiàn)狀，解決燃料問題，同時可以保護林草資源，減少水土流失，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。例如東臺市國興豬場較好地采用了種養(yǎng)結(jié)合的模式，利用“豬—沼—漁”這一循環(huán)系統(tǒng)，提高了產(chǎn)量和效益，促進了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展［7］。假設(shè)某豬場采用種養(yǎng)結(jié)合的模式，主要投入仔豬及秸稈等物質(zhì)，以肥豬作為主要產(chǎn)品并投入市場，在該過程中持續(xù)出現(xiàn)各類廢棄物，通過對可循環(huán)物質(zhì)的應(yīng)用分析，將其運用到整個循環(huán)系統(tǒng)中，以減少生產(chǎn)過程中不必要的損失，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)廢棄物資源化利用，其主要流程見圖1。豬場在籌備前期建豬舍，購買設(shè)備、豬、飼料、餌料、秸稈等生產(chǎn)原料。在將仔豬全部用于養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)過程的同時，投入人工、飼料等資源，整個過程中將持續(xù)發(fā)生水費、電費、折舊費用等。根據(jù)物質(zhì)流分析相關(guān)理論，在豬養(yǎng)殖期滿時會產(chǎn)生正產(chǎn)品和負產(chǎn)品。其中正產(chǎn)品主要是指肥豬，可以經(jīng)過市場銷售給消費者，這一方面也是豬場的主要收入來源。但是在整個生產(chǎn)階段，會不斷地產(chǎn)生各類的負產(chǎn)品，主要包括豬糞便、病死豬等廢棄物。廢棄物分為可循環(huán)部分以及不可循環(huán)部分，對于不可循環(huán)部分，是養(yǎng)殖場的資源損失，一般會被直接投放到資源環(huán)境系統(tǒng)中，進行統(tǒng)一的處理;而可循環(huán)部分可以通過一定的技術(shù)手段加工形成其他有用產(chǎn)品，如果不加利用，將會增加豬場的資源損失，也會對環(huán)境資源產(chǎn)生不良影響。病死豬和豬糞污組成負產(chǎn)品的主要成分。對于病死豬，我國有規(guī)定對其進行無害化處理。具體方法主要有深埋和焚燒。目前不少養(yǎng)豬企業(yè)開始嘗試堆肥處理和生物降解的方法。對于豬糞污，在處理這一部分廢棄物的時候，加入秸稈，經(jīng)過堆肥、厭氧發(fā)酵等專業(yè)化處理，可以得到沼氣、沼液和沼渣。沼液沼渣有機肥具有壯莖茂葉、促根壯苗、增產(chǎn)抗病、提高品質(zhì)的特點，沼液沼渣有機肥含有豐富的養(yǎng)分，特別含有多種水溶性養(yǎng)分，是一種速效性的優(yōu)質(zhì)肥料。因為沼肥中的一部分養(yǎng)分和有機質(zhì)已轉(zhuǎn)變?yōu)楦乘犷愇镔|(zhì)，所以它又是一種速效和長效兼?zhèn)涞膬?yōu)質(zhì)有機肥料。經(jīng)過秸稈的氣化以及沼氣的發(fā)酵，可以實現(xiàn)對農(nóng)戶的供氣采暖，將沼氣進行發(fā)電，可以用于工業(yè)、生活、農(nóng)業(yè)等諸多方面。對于分離出來的沼渣和沼液經(jīng)過一定的技術(shù)處理，一方面可以用來制作飼料和餌料重新投入豬場，以供仔豬養(yǎng)殖過程所需，實現(xiàn)“豬—沼”之間物質(zhì)的循環(huán)利用;另一方面還可以生成固肥、氮肥，將其重新投入種植業(yè)，生產(chǎn)出更多的糧食，作為飼料、餌料供給仔豬生長所需，至此，完成“豬—沼—糧”之間物質(zhì)的完整循環(huán)流動。

3MFCA在“豬—沼—糧”生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)以延伸產(chǎn)業(yè)鏈和資源節(jié)約為主要特征，而MFCA能從價值角度將產(chǎn)生的廢棄物可視化，通過對每個物量中心的各項成本費用進行分析，為生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展路徑提供可靠數(shù)據(jù)，并根據(jù)該數(shù)據(jù)提供發(fā)展和改進建議，達到節(jié)約資源的目的。3．1數(shù)據(jù)來源。筆者主要通過調(diào)研廣東省四會黃田鴻嘉養(yǎng)殖場的“豬—沼—糧”循環(huán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，探討MFCA在生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。該場以養(yǎng)殖生豬為主，同時輔以糧食種植，有相應(yīng)堆肥技術(shù)設(shè)備對養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的糞便進行處理。其中，各成本費用的數(shù)據(jù)均來源于廣東省四會黃田鴻嘉養(yǎng)殖場2016年1—10月份利潤表。筆者對其生產(chǎn)過程中廢棄物總體發(fā)生情況進行收集整理，以能量(×109J/kg)、數(shù)量(kg)為單位，并依照中國農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)進行審核并匯總。3．2確定物量中心。根據(jù)“豬—沼—糧”生產(chǎn)模型的物質(zhì)流入、流出情況，可將其劃分為三個物量中心，即投入物質(zhì)、豬、糧物量中心。“豬—沼—糧”輸入的主要物質(zhì)為仔豬、飼料、肥料、農(nóng)藥等，同時消耗飲用水、電力、農(nóng)機等能投能源。輸出的主要產(chǎn)品為生豬、糧食(小麥、玉米)、沼氣等產(chǎn)品，產(chǎn)生的廢棄物為糞便、糞污、病死豬等，其中糞便由沼氣生產(chǎn)廠回收，經(jīng)過加工后可制造出沼氣循環(huán)使用。對產(chǎn)生的各種廢棄物，均按最最后形成的物質(zhì)計算。在界定正負兩類產(chǎn)品時，在MFCA中，明確提出了正產(chǎn)品和負產(chǎn)品兩個概念。在“豬—沼—糧”循環(huán)農(nóng)業(yè)模型中，正產(chǎn)品是指生產(chǎn)過程中可供出售的豬、糧等農(nóng)產(chǎn)品，負產(chǎn)品是指生產(chǎn)過程中無法生產(chǎn)成正產(chǎn)品所造成的資源損耗和浪費，其中就包括沼氣、無法處理的糞污等廢棄物。受物理中“質(zhì)量守恒定律”的原理啟發(fā)，在MFCA中引入了增量平衡概念，公式為:∑投入物質(zhì)=∑物質(zhì)損耗(固廢、廢氣、廢水)+∑輸出物質(zhì)。而在本文中，前期投入物質(zhì)為:仔豬、玉米、豆粕、麩皮、預(yù)混料、小麥種子、玉米種子等;損耗的物質(zhì)為:飲用水、肥料、能投等;輸出物質(zhì)為:生豬、糧、沼氣、無法處理的糞污等。對于MFCA在“豬—沼—糧”生產(chǎn)模型中的核算范圍有如下分類:物質(zhì)成本、組織成本、廢棄物處置成本。物質(zhì)成本即指在生產(chǎn)過程中投入所有物質(zhì)(或資源)的總成本，即前期投入物質(zhì)所需的成本;組織成本即指直接人工、制造費用、相關(guān)管理費用等，在本文中主要為各環(huán)節(jié)所需的人工費用;廢棄物處置成本即指對于產(chǎn)生的廢棄物等的運輸費、處理費用等，單獨作為負制品進行核算，與正制品進行區(qū)別。在物量中心設(shè)定方面，MFCA的核算以投入物質(zhì)后組成的各物量中心來計算全過程中的資源損耗成本［8］，見圖2。圖2物質(zhì)流成本會計核算基本原理輸入物質(zhì)的物量中心中，物質(zhì)成本由仔豬、玉米、豆粕、麩皮、預(yù)混料等組成，由于是初始的投入物質(zhì)，因此不設(shè)置組織成本和廢棄物處置成本賬戶。豬的物量中心中，物質(zhì)成本由肥豬、玉米、豆粕、麩皮、預(yù)混料、飲用水的費用組成，組織成本由人工、電力、灌溉能投組成，廢棄物處置成本由相應(yīng)處置生豬養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的糞便等廢棄物的處置費用組成。糧的物量中心中，物質(zhì)成本由小麥種子、玉米種子、化肥、農(nóng)藥的費用組成，組織成本由人工費用、灌溉能投組成，廢棄物處置成本由相應(yīng)處置糧食種植過程中產(chǎn)生的秸稈等廢棄物的處置費用組成。3．3各物量中心成本計算及分配方法。1)物量中心1(投入物質(zhì))。物質(zhì)成本=仔豬+玉米+預(yù)混料(豆粕、麩皮)+小麥種子+玉米種子+(化肥、農(nóng)藥)=86885．8+87320．0+48167．2+1496．2+1436．4+9222．0=234527．6元2)物量中心2(豬)。物質(zhì)成本=肥豬+玉米+預(yù)混料+飲用水=6376981．5+87320．0+48167．2+1323．0=6513791．7元;組織成本=人工+電力=536832．0+160000．0=696832．0元;廢棄物處置成本=處理糞污的所需費用=635．0元。3)物量中心3(糧)。物質(zhì)成本=小麥+玉米+(化肥、農(nóng)藥)=16210．0+5586．0+3472．0=25268．0元;組織成本=人工+灌溉能投=20610．0+472．0=21082．0元;廢棄物處置成本=處理秸稈所需費用=252元。4)輸出。正制品:物質(zhì)成本=豬+糧(小麥、玉米)=6376981．5+16210．0+5586．0=6398777．5元。負制品:物質(zhì)成本=沼氣+處理各物量中心所產(chǎn)生廢棄物的成本=1451．2+635．0+252．0=2338．2元;廢棄物處置成本=182元。見圖3。

4“豬—沼—糧”循環(huán)農(nóng)業(yè)優(yōu)化策略

“豬—沼—糧”循環(huán)系統(tǒng)是一個以養(yǎng)殖仔豬為主，配合以利用秸稈還田種植業(yè)以及沼氣處理的環(huán)境友好式農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，投入有機能、機械化程度、能量循環(huán)程度、自我穩(wěn)定性和自我維持能力等多方面均有較高水平。通過案例核算發(fā)現(xiàn)，基于MFCA分析，廢棄物損失主要產(chǎn)生在豬糞污處理及利用的物量中心。這方面的損失將會成為各部門改善優(yōu)化過程中要關(guān)注的重點，對此，“生產(chǎn)”需要與“技術(shù)”緊密連接，通過技術(shù)改造、更換設(shè)備、加強管理或增加廢棄物的回收設(shè)備及技術(shù)等措施，完善廢棄物利用狀況。農(nóng)業(yè)廢棄物中尤其沼氣的應(yīng)用是重點，案例調(diào)研及核算分析發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)的沼氣工程的科技利用不足，致使整個模式的產(chǎn)投比不高。以之前設(shè)立的各物量中心為例，在物量中心2豬飼喂過程中產(chǎn)生的糞便之類的廢棄物可運用微生物強化堆肥技術(shù)生產(chǎn)出肥料，并相應(yīng)運用到農(nóng)作物的栽培中或可經(jīng)進一步加工形成精制化肥賣入市場;在物量中心3農(nóng)作物栽培過程中產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)秸稈可運用纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)生清潔能源———乙醇燃料，可將產(chǎn)生的乙醇賣出獲得相應(yīng)利潤，也可運用到日常的農(nóng)機設(shè)備上，以減少日常的燃料開支，同時也符合MFCA中環(huán)境友好的概念。如果能實行生產(chǎn)技術(shù)改進，依據(jù)同期市場上精制化肥的平均價格1．9元/kg，乙醇燃料的市場平均價格為7元/kg，在兩個物量中心原料成本、組織成本和投入系統(tǒng)成本中成本下降程度將分別達到9．8%和11．6%。這對于目前處于微利、甚至虧損的養(yǎng)豬業(yè)而言具有重要意義。同時基于MFCA分析的結(jié)果，應(yīng)從生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程、生產(chǎn)完工等階段在循環(huán)農(nóng)業(yè)中突出廢棄物相應(yīng)的成本以及處理所需費用，并分析總結(jié)出原因和改進方案。首先設(shè)置物量中心，明確生產(chǎn)過程的正產(chǎn)品、負產(chǎn)品(廢棄物等);其次明確負產(chǎn)品的種類、產(chǎn)生率、產(chǎn)生原因和成本費用，同時明確對于正產(chǎn)品的產(chǎn)量有重大影響的負產(chǎn)品并對其進行可視化，對于該類負產(chǎn)品重點分析，制作生產(chǎn)工藝改良方案，并做生產(chǎn)目標的相應(yīng)調(diào)整;最后對改良方案的可行性進行分析，在生產(chǎn)管理中出現(xiàn)的問題及時發(fā)現(xiàn)和更正，保證實施結(jié)果達到預(yù)期效果，并進一步以該改良方案投入到正式生產(chǎn)中。

5結(jié)束語

“豬—沼—糧”循環(huán)農(nóng)業(yè)將傳統(tǒng)的單一養(yǎng)殖與廢棄物的利用相結(jié)合，盡可能地實現(xiàn)能量的多級利用，旨在達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)以及高效的目的，它以生豬養(yǎng)殖為主，利用沼氣工程，實現(xiàn)物質(zhì)在豬場、沼氣、糧食三方面循環(huán)流動的可持續(xù)發(fā)展的新型農(nóng)業(yè)，使豬場中產(chǎn)生的糞污，以及經(jīng)發(fā)酵處理生成的沼氣、沼渣和沼液得到進一步加工利用，重新參與到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，有效實現(xiàn)了物質(zhì)的多級利用，最大程度地減少損耗。MFCA以物質(zhì)流動過程為基礎(chǔ)，核算分析整個生產(chǎn)過程中物質(zhì)資源的投入、產(chǎn)出以及廢棄物的相關(guān)信息，實現(xiàn)資源的數(shù)據(jù)可視化。筆者將MFCA應(yīng)用到以“豬—沼—糧”系統(tǒng)為例的循環(huán)農(nóng)業(yè)中，進行成本流轉(zhuǎn)核算，確認循環(huán)農(nóng)業(yè)中的物料平衡，以期能夠挖掘循環(huán)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的成本節(jié)省而產(chǎn)生的直接效益和對環(huán)境產(chǎn)生的間接效益，以此作為減少原材料損失、提高資源利用率的數(shù)據(jù)依據(jù)，為循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑提供可行的優(yōu)化策略，以期循環(huán)農(nóng)業(yè)在MFCA分析視角下更好地實現(xiàn)“經(jīng)濟與環(huán)境”的雙贏以及資源利用率的最大化。

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作者:童楊穎 楊璐璐 阮雨菲 單位:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)