王英
摘要:秸稈是用途廣泛和十分寶貴的綠色資源。但是我國秸稈的綜合利用僅在33%左右,超過半數以上的秸稈都被人為就地點燃焚燒或直接丟棄在田間地頭,造成極大的資源浪費。介紹了國內外農作物秸稈的利用技術,分析了我國秸稈利用存在的問題,建議加大秸稈綜合利用配套措施的研究,完善秸稈機械化還田技術,強化秸稈新能源開發,以提高我國農作物秸稈資源綜合利用率。
關鍵詞:農作物;秸稈;資源利用;現狀;建議
中圖分類號:S38文獻標識碼:Adoi:10.14031/j.cnki.njwx.2016.04.021
農作物秸稈是一種重要的生物質資源,是很好的清潔可再生能源,平均含硫量只有3.8‰,遠低于煤1%的平均含硫量。秸稈可以作為飼料、肥料、燃料及工業原材料,廣泛應用于農業生產和生物發電、建筑材料等多個領域,是用途廣泛和十分寶貴的綠色資源。但是,由于受技術、財力及農業生產者的消費觀念、生活方式及作業習慣限制,秸稈的綜合利用僅在33%上下,超過半數以上的秸稈都被人為就地點燃焚燒或直接丟棄在田間地頭,造成極大的資源浪費,也是收獲季節后霧霾天氣的主要元兇。各地政府部門年年出臺強制禁燒命令,卻屢禁不止,主要是因為農村勞動力極度匱乏,為了盡快完成春種冬播,農民無暇分身處理秸稈,明著燒、偷著燒成為必然。有些地方禁燒取得了成效,秸稈不被集中焚燒了,但是大量堆置于溝渠水池、田間地頭的秸稈白白腐爛掉,可能又會造成水源性污染。
如何充分利用秸稈等生物質資源,遏制環境污染,是有關地方和部門必須解決的問題之一,也是農民期盼的變廢為寶、增收節支的一條渠道。
1秸稈利用技術
目前,國內外農作物秸稈的利用技術主要可以歸納為以下5類:秸稈還田技術、能源化技術,飼料化技術、工業利用技術和基料化利用技術。
1.1秸稈還田技術
秸稈還田增加土壤有機質和養分含量,400 kg鮮小麥秸稈相當于1250 kg土雜肥的有機質含量,氮磷鉀含量相當于6 kg碳銨、3.2 kg過磷酸鈣和3.5 kg硫酸鉀。小麥秸稈連續還田5年后,土壤有機質可增加0.29%。秸稈還田可以改善土壤物理性狀,使土壤容重降低,總孔隙度增加,提高了土壤蓄水保肥能力。秸稈還田可以提高土壤的生物活性。
目前秸稈還田有多種形式,主要有:機械化粉碎還田、堆漚腐解還田、過腹還田及焚燒秸稈還田等。(1)機械化粉碎還田。需要購置秸稈粉碎機,增加了機械的投入成本。秸稈還田量過大或不均勻會與植物幼苗爭奪養分、土壤孔隙變大,通常需要在秸稈還田時增施氮肥和磷肥,適時灌水,增加了農民的成本。秸稈粉碎不符合要求,秸稈長度大于10 cm,不利于耕翻,影響播種。(2)堆漚腐解還田。堆漚還田是我國目前秸稈還田方式中運用最為普遍和廣泛的,它是解決我國當前有機肥短缺和改良中低產田培育肥沃土壤的主要途徑。但周期長易污染水源。(3)過腹還田。秸稈作為飼料經過牲畜消化后,以糞便的形式施入土壤,這種方式最科學、最具有生態性。(4)焚燒秸稈還田。直接焚燒秸稈,不僅釋放大量氣體嚴重污染環境、殺滅土壤微生物,而且造成能源的極大浪費。
1.2能源化技術
秸稈制沼氣是一種清潔的能源轉換方式,秸稈產氣很好,不僅可優化農村能源結構,節約不可再生能源的消耗,還具有良好的經濟、環境和生態效益應大力推廣。目前,江蘇的沼氣工程比較好,主要是農村沼氣。
1.3飼料化技術
秸稈的飼料化可節約大量糧食,解決畜牧業原料不足的難題。青貯和微貯等生物處理法可以提高秸稈的營養價值,但要求技術較高。
1.4工業原料化技術
(1)利用農作物秸稈生產可降解的包裝材料,如一次性餐具、緩沖包裝材料、瓦楞紙芯、纖維降解膜等。如利用稻麥草漿做的快餐盒各項指標良好,價格低廉,而且生產過程中無毒、無污染;用作物秸稈制作的各種制成品可在自然環境下完全降解,不造成環境污染,使用絕對安全。(2)利用秸稈制作板材、工業托盤、綠化草毯、紙漿原料等工業品,用秸稈做原材料生產的人造板、輕型建材等廣泛應用于建筑裝飾行業。(3)利用農作物秸稈生產工業用淀粉、酒精、飴糖、糠醛、生物蛋白、梭甲基纖維素以及提取木糖醇等。(4)還可以利用作物秸稈編制草簾、草帽、籃子等生活用品及工藝品,市場非常廣闊。
1.5基料化利用技術
即利用農作物秸稈制作食用菌的培養基,按照各種食用菌類的不同培養配方,經過原料處理、建堆發酵、翻堆疏松、播種菌種等生產工藝過程,用來栽培香菇、平菇、銀耳、木耳、仿野生菇類等,不僅應用廣泛,而且具有較高的經濟效益。
2我國秸稈綜合利用現狀
(1)農機化水平提高,飼養大型牲畜少了,秸稈作為草料的用途基本終結了,但青貯和微貯等生物處理秸稈的方法在有些地區應用的很好。2015年北京市拓寬了秸稈利用渠道,加大了秸稈飼料化利用面積,發展青貯種植,40萬畝秸稈實現飼料化利用。
(2)秸稈氣化主要問題是秸稈的收集、運輸困難,還需要沼氣管網等配套設施,誰都不愿意出錢修建配套設施,很多農民寧愿還田處理。另外,也存在焦油難以處理,熱能利用率偏低問題;秸稈生產沼氣,由于受季節及環境溫度限制,產生大量沼液溢出導致環境二次污染現象。秸稈壓塊制作生物質燃料:由于能耗高,設備磨損嚴重,投入產出比不理想。秸稈直燃發電,一次性基礎建設投資成本高,產出效益差,而且還受季節性影響,存在秸稈儲運、存放場地條件等因素制約,運行難度和運營風險巨大。
(3)秸稈還田過程中存在的問題主要有:現在通常的作法是秸稈粉碎還田后,利用旋耕機械將秸稈翻入土壤中,耕深一般在15 cm左右。由于耕層淺,翻入土中的秸稈不能與土壤充分融合,直接影響整地質量,影響播種和出苗質量。秸稈還田腐爛較慢, 1~2年才見效。秸稈為作物病蟲害提供了寄主,秸稈還田后,可能會加重病蟲害。秸稈還田還缺少配套機械,機械作業質量不高,達不到粉碎均勻、細致的效果。雖然農民對秸稈還田的認識水平有了明顯提高,但秸稈還田的配套技術不到位、相應的副作用得不到有效控制、經濟效益不高等問題將制約其進一步推廣和應用。
3加強秸稈綜合利用的建議
3.1加大秸稈綜合利用配套措施的研究
焚燒秸稈不僅污染環境,還會導致土地板結,甚至存在影響空中和陸地交通。因此,秸稈禁燒事在必行。相關部門和各級政府采取了一系列措施,投入了大量的人力和財力,大部分鄉鎮干部更是犧牲了假期,日夜“連軸轉”地在田間地頭嚴防死守,但是這一切并沒有阻止焚燒秸稈現象的繼續發生。三令五申之下為何秸稈焚燒現象依舊嚴重?這其中的主要原因是農民缺少必要的技術手段,導致秸稈棄之可惜,留之難用,沒有辦法只能一燒了之。各地政府逐年加大禁止燃燒秸稈的工作力度,農民群眾不敢也不愿隨意燃燒秸稈,可是秸稈不讓焚燒,一時又沒有別的出路和更好的處理辦法,堆放在田里又腐爛不了,就會直接影響下一季的耕種。于是秸稈年年禁燒,卻又年年燒。
一味地“嚴防死守”不是長久之計,經濟處罰也未免有失公正,要擺脫秸稈禁燒年復一年的應急式治理模式,各級政府和相關部門在壓實責任、宣傳到位、嚴格管理的同時,更要積極探索秸稈綜合利用的相關技術及配套措施,出臺系統性的秸稈綜合利用政策,把秸稈飼料化、肥料化、基料化、原料化、燃料化作為解決秸稈農用的有效途徑,對于農村沼氣池的建設、秸稈機械開發給予技術、資金支持。讓農民真正享受到秸稈禁燒后的實惠,讓農民有“獲得感”,從而有動力自覺參與到秸稈禁燒工作中。
3.2國家政府部門給予補貼支持
秸稈沒有被焚燒且進行了二次利作,當地政府就要給予適當的補貼。對于那些利用秸稈來進行能源化開發如發電,或利用秸稈來進行工業化利用,如生產人造板、輕型建材等,要補助那些收集、運送秸稈的企業,鼓勵企業進行秸稈的回收。對于秸稈的運送要與交通管理部門溝通,開辟綠色通行線路,另外對通行費用進行免費;對于運送秸稈的車輛的寬和高也實行了放寬的策略,以保證秸稈能被運出。針對利用秸稈種植食用菌、發展畜牧產業、生成沼氣和歸還給土地等方面也必須給農戶某些補貼。當地政府的補貼措施除了激發農戶的熱情以外,還能幫助農戶漸漸形成自行用好秸稈的良好習慣,另外會有越來越多的企業參與秸稈的回收。
3.3完善秸稈機械化還田技術
目前,秸稈翻壓還田技術已成為一項先進的保護性耕作技術,受到發達國家的高度重視并廣泛應用。其中美國一貫堅持秸稈全量還田,在農作物種植中把秸稈翻壓還田作為關鍵技術,對玉米、小麥等農作物秸稈實行全量還田,對大豆、番茄等作物秸稈也盡量還田。秸稈機械化還田技術在我國還存在一些負面因素,可以采取一些有效措施克服這些不利因素,如在秸稈還田后,采用機械深松,將秸稈與土體充分融合,加速秸稈腐熟,提高整地質量;前整地時,將農藥隨犁地施入土壤中,防治地下害蟲。在我國大部分地區,機械化的秸稈還田仍然沒有普遍,所以加快秸稈還田機械化技術的研究和推廣是當前要重視的問題。開發新的復式作業的農業機具,逐步代替原有的單項作業機具,提高機械秸稈還田方式的效率和效益。政府相關部門要出臺一系列制度去保護耕地不被破壞,要大力宣傳和推廣機械化的秸稈還田方式,讓新型的科學的秸稈還田方式代替傳統的秸稈還田技術,提高我國秸稈利用的機械化和技術化含量。