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        適合湖南地區(qū)的農(nóng)作物秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀
        ——以安鄉(xiāng)縣為例

        2022-07-10 15:22:04劉燕
        作物研究 2022年3期
        關(guān)鍵詞:安鄉(xiāng)縣草簾基料

        劉燕

        (安鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,湖南 安鄉(xiāng) 415600)

        為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn),農(nóng)作物秸稈綜合利用已經(jīng)成為目前最緊迫的事情。秸稈的燃燒會(huì)帶來一系列的危害,尋求秸稈出路問題成為了迫在眉睫的事情。湖南地區(qū)(以安鄉(xiāng)縣為例)在解決這一緊張而又緊迫的困境時(shí),率先破題探索出一套農(nóng)作物秸稈資源化利用途徑。本研究通過調(diào)研安鄉(xiāng)縣秸稈綜合利用企業(yè),了解秸稈綜合利用如何在安鄉(xiāng)發(fā)揮最大化,得出了秸稈資源化在安鄉(xiāng)有效發(fā)展的幾種技術(shù)模式,一是基料化+肥料化,二是燃料化+原料化,四種模式“合二為一”的雙贏模式,并且取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

        1 安鄉(xiāng)縣農(nóng)作物秸稈利用現(xiàn)狀

        安鄉(xiāng)位于洞庭湖西北部,屬于洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心圈層,是典型的洞庭水鄉(xiāng)。安鄉(xiāng)是湖區(qū)農(nóng)業(yè)大縣,工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,農(nóng)業(yè)資源優(yōu)勢(shì)突出,自然生態(tài)環(huán)境優(yōu)良,農(nóng)產(chǎn)品資源十分豐富,有糧食面積5.42萬hm2,油料面積3.98萬hm2,棉花面積1.14萬hm2,蔬菜面積1.48萬hm2,養(yǎng)殖水面2萬hm2,是全國(guó)重要的糧、油、棉、魚生產(chǎn)基地。

        1.1 安鄉(xiāng)縣作物布局狀況

        安鄉(xiāng)縣耕地面積5.3萬hm2,年播種面積12萬hm2,復(fù)種指數(shù)高達(dá)2.26。從表1可知,2020年農(nóng)作物播種面積為107 530 hm2,秸稈產(chǎn)生量約58萬t,綜合利用率為90.07%;2021年秸稈產(chǎn)生量為62萬t,綜合利用率為90.15%。

        1.2 安鄉(xiāng)縣農(nóng)作物生產(chǎn)與秸稈利用狀況

        近2年,全縣種植情況參考統(tǒng)計(jì)部門數(shù)據(jù),同時(shí)跟蹤調(diào)查120戶農(nóng)戶種植情況、秸稈利用情況,得出表1。從表1可知,2020年,早稻秸稈利用量為35 149 t,中稻利用量為13 331 t,晚稻利用量為54 011 t,棉花利用量為47 725 t,玉米利用量為8 504 t,小麥利用量為6 468 t;2021年,早稻利用量為40 936 t,中稻利用量為119 743 t,晚稻利用量為58 865 t,棉花利用量為99 486 t,玉米利用量為9 172 t,小麥利用量為7 671 t。2020、2021年中稻的秸稈利用量是最大的,利用率也最高,分別達(dá)到97.95%、98.0%,原因是因?yàn)橹械静シN面積大,其相比早稻、晚稻,耕作集中,且收割打捆更便利。棉花秸稈利用率相對(duì)較低,只有83.41%,但2021年棉花秸稈作為燃料化利用比較好,是因?yàn)橐M(jìn)了一家大型的生物質(zhì)顆粒制造廠。

        表1 2020—2021安鄉(xiāng)縣年秸稈資源化產(chǎn)生量與利用量Table 1 Anxiang County straw resource production and utilization from 2020 to 2021

        1.3 綜合利用企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

        到目前為止,全縣已建立轉(zhuǎn)運(yùn)中心4家、秸稈資源化利用企業(yè)共9家。其中燃料化利用5家,基料化利用3家,飼料化利用2家,原料化利用2家,肥料化利用1家,能夠消化吸收周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)秸稈20萬t/年,主要生產(chǎn)生物質(zhì)燃料、食用菌、靈芝、有機(jī)肥、板材、草簾、動(dòng)物飼料等。

        2 秸稈綜合利用模式

        2.1 “基料化+肥料化”利用模式

        秸稈基料化是指以秸稈為主要原材料,加工或者制備主要?jiǎng)游?、植物及微生物生長(zhǎng)提供良好條件和一定營(yíng)養(yǎng)的有機(jī)固體物料[1-3]。

        秸稈肥料化主要是將農(nóng)作物秸稈集中收獲,進(jìn)行一定程度的粉碎后混合畜禽糞便和栽培食用菌廢料等進(jìn)行高溫好氧堆肥,經(jīng)過高溫腐熟能轉(zhuǎn)變成有機(jī)肥、土壤改良劑、生物有機(jī)肥等多種產(chǎn)品,既有效進(jìn)行資源化利用,還可以促進(jìn)畜禽糞便利用,優(yōu)化農(nóng)業(yè)廢棄物利用[2]。

        2.2 “燃料化+原料化”利用模式

        秸稈燃料化主要是利用秸稈進(jìn)行預(yù)處理后,用專業(yè)的儀器制備成高碳集成的燃料化固體[4-6]。

        秸稈原料化主要是利用秸稈,對(duì)其進(jìn)行干燥、打捆等預(yù)處理,再運(yùn)至專業(yè)制板廠制作板材,或運(yùn)至草簾編制廠編制草簾。原料化制作板材要求秸稈纖維素達(dá)到65%以上,安鄉(xiāng)符合要求的主要有青蒿稈、棉稈、黃麻稈、蘆葦?shù)?。待秸稈水分降低?0%以內(nèi)時(shí),進(jìn)行打捆收儲(chǔ)。秸稈原料化制作草簾主要是將稻草通過物理處理方法,制作成草棒、草片、草墊、草枕和草繩等產(chǎn)品,也可制成草簾用于遮掩草坪、公路及反氣候必要保溫時(shí)種植的作物,實(shí)現(xiàn)秸稈綜合利用[7]。

        2.3 “飼料化”利用模式

        飼料化利用主要是利用稻草作為牛、羊的飼料。如安鄉(xiāng)縣百富鑫生態(tài)黃牛養(yǎng)殖合作社,每年消化周邊中稻秸稈1 000 t,養(yǎng)殖黃牛400多頭。

        3 秸稈綜合利用主體運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀

        3.1 秸稈綜合利用主體“五化”利用對(duì)比

        調(diào)研安鄉(xiāng)縣秸稈綜合利用企業(yè)得出表2。從表2可知,生產(chǎn)1 t食用菌需要秸稈5~10 t,每噸秸稈收購價(jià)格在100~260元不等,食用菌銷售價(jià)格為0.75~1.5萬元/t;制作有機(jī)肥對(duì)秸稈的要求不高[8-12],徹底腐爛即可,生產(chǎn)1 t有機(jī)肥需要秸稈0.6 t,秸稈投入成本為108~200元,安鄉(xiāng)縣有機(jī)肥銷售價(jià)格為450~1 000元/t,主要用于果苗、蔬菜等種植;生產(chǎn)1 t生物質(zhì)燃料需要秸稈3.5~4 t,需要投入的秸稈成本為400~700元,安鄉(xiāng)縣生物質(zhì)燃料售價(jià)為850~900元/t[13];每生產(chǎn)1 t板材需要秸稈1.2~2 t,秸稈投入成本為1 100~1 200元,板材售價(jià)為1 900~2 200元/t,板材對(duì)秸稈硬度和含水量要求較高,成本也會(huì)較高,每噸成本在260~300元;生產(chǎn)草繩、草簾、動(dòng)物飼料對(duì)于秸稈的要求不高,主要利用水稻秸稈,基本上比例為1∶1,編制1 t草簾、草繩需要秸稈1 t,秸稈投入成本是700元,其效益是1 300~1 500元/t。綜合分析得出,目前作為基料化制作食用菌的效益最好,效益與投入的成本比例為7.5∶1;其次是肥料化利用,效益與投入成本比例為4.5~5∶1;原料化制作板材的效益與投入的成本比例為1.8∶1,燃料化利用的效益與投入成本比例為2.2∶1。

        表2 安鄉(xiāng)縣秸稈“五化”消化吸收效益比較Table 2 The comparison of benefits of digestion and absorption of straw in Anxiang County

        從表2可知,從工藝流程上看,飼料化和原料化制作草簾的工藝最簡(jiǎn)單,要求也簡(jiǎn)單,只要干燥的水稻秸稈即可[14-16]。但是基料化、肥料化、燃料化對(duì)秸稈的要求較為豐富,適合基料化的秸稈主要有黃豆、油菜、玉米,燃料化需要燃燒值較好的秸稈,原料化制作板材主要是要求秸稈的纖維素達(dá)到65%以上。從環(huán)境友好型分析,秸稈能夠?qū)r(nóng)業(yè)、生產(chǎn)、食品起到很好的補(bǔ)充,甚至能替代很多物質(zhì),例如燃料化生產(chǎn)的生物質(zhì)燃料就減少了對(duì)煤炭的需求,減少了燃燒煤炭對(duì)空氣的污染。

        3.2 收儲(chǔ)主體運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀

        安鄉(xiāng)縣收儲(chǔ)秸稈主要以水稻、玉米、青蒿、棉花等作物為主,收儲(chǔ)主體的運(yùn)營(yíng)狀況與地理位置、田塊情況有關(guān)[17-19]。調(diào)研安鄉(xiāng)縣秸稈收儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)得出表3。從表3可以看出,秸稈收儲(chǔ)除了材料費(fèi)還包括打捆費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、勞務(wù)費(fèi)、電費(fèi)等,勞務(wù)費(fèi)與秸稈的種類呈正相關(guān)關(guān)系,打捆和搬運(yùn)的費(fèi)用與田塊距主干路遠(yuǎn)近有關(guān),較遠(yuǎn)的田塊,相對(duì)高一點(diǎn)。最高的勞務(wù)費(fèi)到達(dá)200元/t,運(yùn)輸費(fèi)最高達(dá)到120元/t。

        表3 安鄉(xiāng)縣各種秸稈收儲(chǔ)成本比較Table 3 Comparison of straw storage costs in Anxiang County

        3.3 綜合利用效益分析

        3.3.1 “基料化+肥料化”相互銜接效益分析

        基料化以生產(chǎn)草菇為例,肥料化以生產(chǎn)有機(jī)肥為例。

        生產(chǎn)成本:以湖南劃城崗生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司為例,廠房建設(shè)約40萬元/座,面積約300 m2/座,秸稈收購成本200~260元/t,人工開支成本96萬元/年,其他開支共10萬元/年,租金2萬元/年(閑置的學(xué)校),每年的生產(chǎn)成本約520萬元。

        生產(chǎn)利潤(rùn):草菇按照當(dāng)?shù)貎r(jià)格7.5元/kg計(jì)算,一個(gè)平方米可以采收20 kg,一共10座廠房,一座廠房有20個(gè)生產(chǎn)架,一個(gè)架子有3層配料,配料一次可以采收4次,一座廠房一年的純利潤(rùn)是30萬元。生產(chǎn)草菇后的廢料還可作有機(jī)肥,有機(jī)肥秸稈投入成本200元/t,除去開支,一年盈利300多萬元。

        3.3.2 “燃料化+原料化”相互銜接效益分析

        燃料化利用以生物質(zhì)燃料為例,原料化利用以板材為例。

        生產(chǎn)成本:以安鄉(xiāng)漢創(chuàng)能源科技有限公司為例,該公司占地13 340 m2,廠房建筑面積6 000 m2,辦公及配套用房600 m2,堆場(chǎng)6 800 m2,另建下轄分廠城市垃圾分類與資源化處置中心,占地面積5 000 m2,年處置能力1萬t,租金共計(jì)1萬元/年,水電費(fèi)200萬元/年,人工成本100萬元/年,生產(chǎn)生物質(zhì)燃料秸稈成本為400元/t,生產(chǎn)板材成本為1 100元/t。

        生產(chǎn)利潤(rùn):生物質(zhì)燃料銷售價(jià)格為850元/t,板材銷售價(jià)格為1 900元/t,年收入為300萬元以上。

        4 結(jié)論與展望

        4.1 結(jié)論

        (1)資源化利用消化了秸稈。2020年引進(jìn)安鄉(xiāng)漢創(chuàng)科技能源有限公司、湖南劃城崗有限公司等企業(yè),拓展了消化模式,形成了“基料化+肥料化”、“燃料化+原料化”合二為一的消化模式;同時(shí)引進(jìn)安鄉(xiāng)縣百富鑫生態(tài)黃牛養(yǎng)殖合作社形成了“飼料化”消化模式。在探索秸稈綜合利用方式上不斷創(chuàng)新,不斷改進(jìn),2021年秸稈離田利用量已達(dá)20萬t,其中秸稈燃料利用10萬t、秸稈板材利用5萬t,有機(jī)肥料利用2萬t,食用菌基料利用1萬t,草簾草繩利用1萬t,牛羊過腹利用1萬t。

        (2)秸稈資源化利用緩解了禁燒壓力。目前,秸稈資源化利用極大地緩解了禁燒壓力,能有效地解除秸稈焚燒導(dǎo)致的環(huán)境污染問題。

        (3)秸稈資源化利用增加了效益。當(dāng)前秸稈制成有機(jī)肥比普通肥料價(jià)格高出80~100元/t。秸稈“五化”消化吸收增加了經(jīng)濟(jì)效益,也為農(nóng)戶帶來收益。

        4.2 展望

        (1)引進(jìn)資本,完善秸稈綜合利用體系。要積極引導(dǎo)可以利用的秸稈種植戶進(jìn)行資源化利用,鼓勵(lì)種植戶主動(dòng)進(jìn)行秸稈的清運(yùn)、轉(zhuǎn)運(yùn)。同時(shí)多方引進(jìn)社會(huì)資本投入財(cái)政資金,鼓勵(lì)扶持農(nóng)機(jī)合作社購置滅茬碎草、收儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備,實(shí)行有獎(jiǎng)機(jī)制鼓勵(lì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)引進(jìn)秸稈綜合利用企業(yè),完善全縣秸稈收儲(chǔ)運(yùn)規(guī)劃和體系[20-22]。

        (2)加強(qiáng)項(xiàng)目扶持,鼓勵(lì)研發(fā)秸稈資源化利用裝置。加強(qiáng)項(xiàng)目扶持力度,支持企業(yè)自主研發(fā),與科研院所合作,加強(qiáng)資源化利用裝備的研發(fā)。要因地制宜地結(jié)合本地實(shí)際,研發(fā)出當(dāng)?shù)厮杞斩捠諆?chǔ)運(yùn)裝置。

        (3)加大政策扶持,穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。出臺(tái)相關(guān)扶持政策,鼓勵(lì)經(jīng)營(yíng)主體、家庭農(nóng)場(chǎng)、合作社、企業(yè)建立秸稈收儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)點(diǎn),在企業(yè)用電、高速運(yùn)輸費(fèi)用、稅收等方面給予傾斜,有效減少企業(yè)的成本。充分發(fā)揮企業(yè)在當(dāng)?shù)氐氖痉稁?dòng)作用,逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈條,多方發(fā)揮秸稈的“五化”作用,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)定發(fā)展。

        (4)加大相關(guān)科學(xué)研究。加大地方政府和高校、科研機(jī)構(gòu)對(duì)接,通過“產(chǎn)學(xué)研”等形式開展秸稈資源化利用的研究,從基礎(chǔ)理論到產(chǎn)業(yè)技術(shù)、再到相關(guān)裝備的持續(xù)開發(fā),最終形成示范工程。

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