安徽省利辛縣農(nóng)機監(jiān)理站 李曉玲
2008 年國家就發(fā)布了《關(guān)于加快推進農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見》并提出要加快解決由于秸稈廢棄和違規(guī)焚燒帶來的資源浪費和環(huán)境污染問題,基本建立秸稈收集體系,基本形成布局合理、多元利用的秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)格局,秸稈綜合利用率超過80%。
2011 年11 月國家制定了《“十二五”農(nóng)作物秸稈綜合利用實施方案》,提出到2015 年力爭秸稈綜合利用率超過80%,其中秸稈機械還田面積達6 億畝,建立秸稈處理設(shè)施6000 萬立方米,年增加飼料處理能力3000 萬噸,秸稈基料化率達到4%,秸稈原料化率達到4%,秸稈能源化率達到13%。
2016 年12 月國家發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于編制“十三五”秸稈綜合利用實施方案的指導(dǎo)意見》,意見提出到2020 年在全國建立較完善的秸稈還田、收集儲存、運輸社會化服務(wù)體系,基本形成布局合理,多元利用,可持續(xù)運行的綜合利用格局,秸稈綜合利用率達到85%以上。
《2018-2020 年農(nóng)機購置補貼實施指導(dǎo)意見》提出優(yōu)先保證秸稈還田離田等高效農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展機具的補貼需要。另外,各地根據(jù)實際情況相繼出臺了針對性、實用性、操作性較強的秸稈綜合利用獎補政策。
秸稈綜合利用的途徑主要有肥料化、飼料化、燃料化、基料化和原料化。
秸稈肥料化利用技術(shù)又分為秸稈粉碎直接還田技術(shù)、秸稈堆漚還田技術(shù)、秸稈腐熟還田技術(shù)、秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)。
2.1.1 秸稈粉碎直接還田技術(shù)
這是我國當(dāng)前糧食主產(chǎn)區(qū)秸稈資源化利用的主要技術(shù)之一,指的是利用大型拖拉機、收割機與秸稈粉碎還田機、切拋機相配合,在農(nóng)作物收獲過程中或收獲后把秸稈粉碎均勻拋撒于地表并進行科學(xué)掩埋的技術(shù),此技術(shù)具有處理量大、成本低、效率高的特點。
秸稈粉碎還田的作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):粉碎后秸稈的長度小于10cm;粉碎率大于98%,拋撒均勻度大于80%,掩埋深度在10cm 以上。
秸稈粉碎還田的注意事項:即八個一點,動力機械的馬力大一點,行走速度慢一點,秸稈碎一點,拋撒勻一點,施肥多一點,掩埋深一點,播種多一點(3~5 斤),播后振壓實一點。
秸稈粉碎還田的形式:收獲過程中直接粉碎,收獲后再粉碎。粉碎后通過深施或深翻的方式掩埋。
2.1.2 秸稈粉碎還田的意義
(1)增加土壤有機質(zhì)和改善土壤微生物環(huán)境,返還土壤養(yǎng)分,節(jié)省肥料用量。實驗表明:每噸麥、稻秸稈還田后對土壤的養(yǎng)分貢獻相當(dāng)于尿素的含氮量;對農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展都將有一定的積極作用。
(2)促進秸稈禁燒,保護環(huán)境。
(3)極大地減少了農(nóng)民勞動強度,節(jié)約了農(nóng)時及促進下茬作物的適時播種。
2.1.3 秸稈粉碎還田的弊端及采取措施
弊端:(1)造成苗黃苗弱:秸稈中的養(yǎng)分不能直接被作物吸收,要經(jīng)過微生物分解,適宜微生物活動的碳氮比為25:1~30:1,秸稈中的碳氮比為80:1~100:1。如果土壤中的氮元素不足,就會導(dǎo)致微生物與小麥、玉米等作物爭氮,造成農(nóng)作物因缺氮而出現(xiàn)苗黃苗弱。
(2)造成缺苗斷壟:因為秸稈還田會使土壤變的疏松,空隙度增大,失墑較快,種子與土壤難以緊密接觸,影響種子發(fā)芽出苗生長,從而造成缺苗斷壟現(xiàn)象。
(3)造成病蟲害多發(fā):秸稈中往往帶有大量的病菌和蟲卵,直接粉碎還田無法將其殺死,加重了田間病蟲害的發(fā)生。
措施:(1)保證秸稈還田的質(zhì)量,即按照秸稈粉碎還田的作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)。
(2)盡早深埋,增加尿素施肥量5~7.5公斤有利于秸稈腐熟分解;
(3)確保足墑還田,足墑播種,增加播種量3~5 斤,保證苗全、苗勻、苗齊、苗壯。
這是秸稈無害化處理和肥料化利用的重要途徑。指的是將秸稈與人畜糞尿等有機物經(jīng)過堆漚熟腐,產(chǎn)生大量構(gòu)成土壤肥力的活性物質(zhì)——腐殖質(zhì),產(chǎn)生多種供農(nóng)作物吸收利用的營養(yǎng)物質(zhì)——氮磷鉀等。
在當(dāng)前秸稈燃料化利用比率較小的情況下,此項技術(shù)還是比較適用的,但由于人工成本高而被人民拋棄。
指在農(nóng)作物收獲后,及時將拋棄的農(nóng)作物秸稈均勻平鋪農(nóng)田地表,然后再撒施腐熟菌劑,調(diào)節(jié)碳氮比,加快秸稈腐熟下沉,利用下茬農(nóng)作物播種和定植,以實現(xiàn)秸稈有效利用的技術(shù)。
此項技術(shù)適用于降雨充沛、積溫較高且種植模式為一年兩熟的地區(qū)。例如:早稻秸稈腐熟后插晚稻,油菜秸稈腐熟后種晚稻,小麥秸稈腐熟后種水稻。
是利用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù),使其分解為二氧化碳,有機質(zhì),礦物質(zhì)并產(chǎn)生一定熱量的技術(shù)(適用于冬春大棚種植)。
指把秸稈作為飼料,通過動物吸收一部分營養(yǎng)(如糖類、蛋白質(zhì)、植物纖維素),其余轉(zhuǎn)化為畜禽糞便排出體外,再施入土壤,培肥地力,而被動物吸收的營養(yǎng)則轉(zhuǎn)化為肉、奶、蛋被人食用,從而解決了人類的食物問題,極大地提高了其利用價值,是最科學(xué)、最生態(tài)、最該推廣的一項技術(shù)。
是指利用自然發(fā)酵法,把秸稈填入密閉的設(shè)施里(青貯窖、青貯塔、青貯袋),經(jīng)過微生物發(fā)酵作用,達到長期保存其青綠多汁營養(yǎng)成分的一種處理技術(shù)。
適用于該技術(shù)的秸稈主要是玉米秸稈。
是指借助堿性物質(zhì),使秸稈飼料纖維內(nèi)部的氫鍵結(jié)合變?nèi)?,纖維素分解膨脹,溶解半纖維和木質(zhì)素,從而改善秸稈飼料的適口性,提高秸稈飼料的采食量和消化率。
適用于該技術(shù)的秸稈主要是麥秸稈、稻秸稈。
主要方法是:堆垛法、窖池法、氨化爐法、氨化袋法。
是指將秸稈經(jīng)機械揉搓粉碎,并配混必要的其他營養(yǎng)物質(zhì),再經(jīng)過高溫高壓制成高密度塊狀飼料或顆粒飼料。該飼料被稱為牛羊的“壓縮餅干”或“方便面”,彌補了特殊季節(jié)飼草缺乏的問題。適用于該技術(shù)的秸稈有:玉米秸、麥秸、薯類、藤蔓等。
指秸稈經(jīng)過處理后(熱壓處理,加入其他材料,如竹、塑料、樹脂膠,特定工藝)生產(chǎn)出高品質(zhì)、高附加值的復(fù)合板材。
造紙后的氮、磷、鉀等元素轉(zhuǎn)化為有機粉料。
可用于糧食烘干、煙草烘干、蔬菜脫水、溫室大棚、養(yǎng)殖供熱、工業(yè)鍋爐、居民小區(qū)供暖、電廠燃料等。
秸稈碳化形成的焦油用作化工燃料;形成的木醋液用作農(nóng)作物病蟲害防治。
秸稈形成的沼氣,經(jīng)凈化提純成生物天燃氣,可作為車用燃氣或并入城鎮(zhèn)天燃氣管網(wǎng)。
秸稈天燃氣是一種高品位的清潔能源。
此項技術(shù)是秸稈綜合利用的高新技術(shù)之一。秸稈纖維素乙醇可直接代替工業(yè)乙醇。此項技術(shù)的廣泛利用可以節(jié)省大量的糧食,對國家糧食安全戰(zhàn)略具有重大意義。
該技術(shù)利用氣化裝置和氣化劑,在高溫條件下,通過熱化學(xué)反應(yīng),將秸稈部分轉(zhuǎn)化為可燃氣的過程。可燃氣經(jīng)凈化,可用于村鎮(zhèn)集中供氣。
該技術(shù)秸稈消耗量大,對環(huán)境較為友好,可以節(jié)省大量的煤炭資源。
指利用秸稈生產(chǎn)食用菌。如雙孢菇、草菇、雞腿菇、香菇、平菇、金針菇等,不但豐富國民的菜籃子,還具有節(jié)材袋木,保護林業(yè)資源的作用。
(1)基層干部和老百姓對秸稈綜合利用的認(rèn)識不足。農(nóng)民只注重秸稈綜合利用的眼前利益,沒有從產(chǎn)業(yè)的角度出發(fā),深刻認(rèn)識秸稈綜合利用的長遠利益、社會效益和生態(tài)效益。
(2)整體資金投入不足。盡管近幾年國家在推進秸稈綜合利用方面的投入不斷增加,但尚未形成穩(wěn)定有效的投入機制,且資金遠遠不足,農(nóng)民與企業(yè)的積極性不高。
(3)秸稈綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)有待進一步提高,進一步研發(fā)。如:高效多功能的大型農(nóng)機具、秸稈制炭燃燒技術(shù)、秸稈發(fā)電技術(shù)、秸稈造紙中黑水的利用技術(shù),秸稈建材技術(shù)還有待技術(shù)創(chuàng)新。
(4)秸稈綜合利用的大頭——秸稈粉碎還田技術(shù),還受作業(yè)質(zhì)量、秸稈還田數(shù)量、秸稈被微生物分解的周期、秸稈中有害蟲卵的處理、農(nóng)民種植習(xí)慣等因素的影響。
(5)秸稈的產(chǎn)生、收集、運輸季節(jié)性較強,收儲體系尚未建立。
(6)秸稈本身體積密度小、能量密度低,造成收集、運輸、儲存的費用相對較高,限制了大型發(fā)電廠對秸稈能源的有效利用。
總之,秸稈綜合利用問題完全依靠市場化的途徑解決,企業(yè)化的制度推進還有很長的路要走。
農(nóng)作物秸稈雖然是糧食作物和經(jīng)濟作物生產(chǎn)中的副產(chǎn)品,但其含有豐富的氮、磷、鉀等元素,是一種可供開發(fā)和綜合利用的寶貴資源。
農(nóng)作物光和作用的產(chǎn)物一半是籽實,一半是秸稈,秸稈資源化利用就是找回農(nóng)業(yè)的另一半。
我國是農(nóng)業(yè)大國,每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈超過10.2 億噸,而我國只有2%左右的秸稈用于造紙及手工業(yè)原料,28%左右用作牛羊等畜禽飼料。如果能夠更好更多地綜合利用,變廢為寶,將形成一個巨大產(chǎn)業(yè)鏈。
就秸稈特性而言:
(1)秸稈是重要的生物質(zhì)資源。據(jù)專家測算,秸稈含有的蛋白質(zhì)約5%,纖維素約30%,另外還含有鈣、磷等礦物質(zhì)。1 噸普通秸稈的營養(yǎng)價值與0.25 噸糧食相當(dāng)。
(2)秸稈是養(yǎng)殖業(yè)的重要飼料,滿足人類對肉、蛋、奶的要求。
(3)秸稈是食用菌的良好基料。麥草、玉米芯使用后,其培養(yǎng)基是難得的優(yōu)質(zhì)有機肥,可直接還田肥田,無危害無污染。
(4)秸稈是優(yōu)質(zhì)的肥料。據(jù)專家測算,每畝耕地有效還田秸稈為300~500 公斤,連續(xù)三年,可增加土壤有機質(zhì)0.2~0.4 個百分點。若使用特殊工藝生產(chǎn)秸稈復(fù)合肥,施入土壤能促進土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化,改善土壤理化性能,增強農(nóng)作物抗擊病蟲害的能力,優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,與普通復(fù)合肥相比,可增糧食10~20%,蔬菜30~40%。
(5)秸稈是環(huán)保型的工業(yè)原料。以秸稈為原料生產(chǎn)建材,如輕體板、快餐飯盒、包裝材料、衛(wèi)生紙、牙刷等,有利于綠色環(huán)保型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(6)秸稈是新能源的替代材料。農(nóng)作物秸稈用作發(fā)電,不但緩解了能源結(jié)構(gòu)性緊張而且有利于保護環(huán)境(秸稈的燃燒值相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的50%);農(nóng)作物秸稈氣化,使秸稈中的碳、氫、氧等元素轉(zhuǎn)化成一氧化碳、氫、甲烷等可燃性氣,直接供給人類使用,相較于直接燃燒可以提高生物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化率2~4 倍。
總之,秸稈綜合利用對節(jié)約資源、保護環(huán)境、建設(shè)社會主義新農(nóng)村、促進農(nóng)民就業(yè)與增收以及可持續(xù)發(fā)展都有一定的積極作用。