陶素華,王 進
(成都科學技術服務中心,四川 成都 610015)
成都市農作物秸稈資源綜合利用現狀和對策
陶素華,王 進
(成都科學技術服務中心,四川 成都 610015)
農作物秸稈是農村面源污染的源頭之一,已成為農村環境保護的瓶頸問題。近年來,國內外依靠科技進步與創新,一直在努力探索秸稈的綜合利用方式。我市在如何充分利用秸稈上也在積極探索,目前主要方式是肥料化、飼料化、基料化、原料化、能源化,但仍存在觀念落后、機械化程度不高、政府資金投放不足、技術水平有待進一步提高等問題,需要相關政府職能部門高度重視,一方面充分利用現有技術成果,引導做好推廣應用工作;另一方面需要加大研發支持力度,催生更新更好的技術成果,在推動更科學、高效地解決我市秸稈綜合利用中工作中發揮政府職能部門應有的作用。
秸稈;綜合利用;現狀;對策建議
秸稈是作物生產過程中的副產物之一,也是農村一類傳統的有機肥料和生物燃料資源。但近年來,農作物秸稈成為農村面源污染的新源頭,每年夏收和秋冬之際,小麥、水稻等秸稈田間焚燒,產生大量濃重的煙霧,不僅成為農村環境保護的瓶頸問題,甚至成為殃及城市環境的罪魁禍首。其實作物秸稈中含有多種可被利用的有效成分,除絕大部分是碳之外,還含有鉀、硅、氮、鈣、鎂、磷等元素及纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質、氨基酸等有機質成分,為農作物秸稈資源的利用提供了發展空間。
從國外情況來看,特別是在發達國家,通過科技進步與創新,為農作物秸稈的綜合利用開發找到了多種用途,除傳統的將秸稈粉碎還田作有機肥料外,還走出了秸稈飼料、秸稈氣化、秸稈發電、秸稈乙醇、秸稈建材等新路子,大大提高了秸稈的利用值和利用率,值得我們借鑒。北美以耕種玉米、小麥為主,每年產生大量的秸稈。加拿大農業區,當玉米成熟時,用玉米收割機一邊收割一邊把玉米桿切碎,切碎的玉米桿作為肥料返還到田間。在美國,有24個農業州,每年能收集大約4500萬t秸稈,被用作飼料,或者用來蓋房,將整捆的秸稈高強度擠壓后填充新房的墻壁;此外,美國還積極推動再生能源事業,把秸稈作為新興的替代燃料特別是生物燃料,從中提取乙醇進行開發利用,使秸稈綜合回收利用有了新發展,當然,這些活動得到了政府補貼等政策的鼓勵與支持。在歐洲,則開創了秸稈發電的新途徑。丹麥是世界上首先用秸稈發電的國家,農民將秸稈賣給發電廠發電,滿足上萬戶居民的用電和供熱需求,電廠降低了原料成本,居民獲得了實惠的電價,而秸稈燃燒后的草木灰又無償還給農民作肥料,從而形成了一個工業與農業相銜接的循環經濟圈。在日本,人們主要是把秸稈翻入土層中還田用作肥料,也把秸稈用作粗飼料喂養家畜;此外,對部分難以處理的秸稈,則通過專門組織、采取統一地點和時間進行就地焚燒。現在,日本也在積極挖掘秸稈的燃料轉化潛力,已研制出從秸稈所含纖維素中提取酒精燃料的技術,向著秸稈的科學化、實用化邁出了新步伐。
從國內看,目前情況仍然不能令人樂觀。秸稈還田要影響作物生長,秸稈焚燒污染大氣環境,綜合開發利用又面臨著技術不成熟、投資比較大、效果比較差的窘境。農民急于焚燒,而政府急于封堵,二者就打起了游擊戰。但在實踐中,國內也有不少地方積極探索。在黑龍江省的雙城市,就有一家企業利用秸稈生產環保家具、環保包裝、環保型建材等,既能解決秸稈資源化利用問題,還能以出口的方式增加企業收入,使秸稈資源轉化為經濟優勢;遼寧和吉林的許多養殖企業利用生物技術將秸稈制成牛羊飼料,檢測結果顯示,這種飼料能夠提高肉的品質。隨著國家政策引導,我國多數地區已經實施秸稈沼氣和秸稈發電技術,為秸稈利用探索出了新方式。近幾年,我國也陸續建設了十幾個秸稈生物質電廠。但是,秸稈利用的工藝細節還不完善,秸稈深加工成本較同類產品高,秸稈利用率低,還缺乏有力度的市場運作。
成都農作物秸稈生物質資源非常豐富(主要秸稈為:稻秸、麥秸、油秸),常年產量超過570萬t,折合標準煤量280萬t以上。用作肥料進行還田的約有285萬t,占秸稈資源總量的50%,用作飼料加工約57萬t,占10%,用作生物能源和建筑材料的約57萬t,占10%;用作食用菌基料的約有114萬t,約占20%,剩余的57萬t被隨意焚燒、棄置,占10%。秸稈處理及綜合利用已由過去僅用作農村生活能源和牲畜飼料,拓展到生態還田、生物質燃料、生物利用、新型材料等領域,其中機械化粉碎、田邊地角就近堆漚還田技術已在全市得到大面積推廣,用作食用菌基料利用技術在大邑、金堂等地得到廣泛應用。

成都市主要農作物秸稈元素成分和有機質成分(%)

圖1 成都市秸稈資源狀況

圖3 成都市秸稈資源和綜合利用模式和途徑

圖2 成都市秸稈資源利用情況
3.1 觀念落后 秸稈的利用一直停留在傳統的方式上,沒有把它納入可再生資源利用行列。
3.2 機械化程度不夠 因地勢差異,田快分散、大小不一,農作物品種多,不利于秸稈綜合利用。
3.3 資金投入不足 農戶不愿意投資購買機具,秸稈綜合利用投資成本大于產出。

表1 成都秸稈綜合利用相關企業運行現狀(部分途徑)
3.4 相關機具(技術)研發力量水平落后 企業技術水平低,資源轉化和有效利用率低,產業鏈短,沒有形成較好的技術基礎和產業化氛圍。
3.5 信息不對稱 需求不穩,市場化程度不高,相關配套不完善等。
鑒于我局多年科研項目支持和科研院所及企業的努力,我市已經形成了一大批秸稈綜合利用成果技術,在政府引導下,將現有技術集成,可大幅提升秸稈利用效率。
4.1.1 鼓勵秸稈粉碎后的秸稈直接還田 在收割農作物的同時將粉碎后的秸稈直接還田,是一項簡單易行的方法。
4.1.2 在直接還田的同時,配以高效腐熟微生物 可以加快秸稈腐,提高土壤中有機質含量,附帶解決長期過量施用化肥的問題,有利于發展綠色無公害農業生產,這種方式在成都地區可行,且效果較好。
實踐中,影響秸稈綜合利用的一個關鍵問題,就是秸稈的收集和儲運。通過大力推廣應用機械化打捆收集技術可以解決秸稈的集中和運輸難題,有利于降低秸稈工廠化應用成本。集中后的秸稈,可以運往以下場所進行多種產品生產,解決秸稈綜合利用難題。
4.2.1 有機肥生產 利用秸稈生產有機肥是一項多盈的產業,既可以減少化肥用量還可以改善農業生態環境,提高農作物品質。
4.2.2 新興生物質燃料生產 從秸稈中提取乙醇進行再利用。
4.2.3 建材生產 作物秸稈中含有大量纖維素和木質素,將秸稈制成板材和復合材料,部分替代木材,可減少對森林的砍伐。
4.2.4 生產燃料 用秸稈生產燃料塊、生物碳化、燃燒發電等。
采取財政補貼、稅收減免等政策和措施,增強公共服務供給,撬動民間資本,促使秸稈資源得到有效利用。
采取經濟、行政等各種手段,用“以疏為主,疏堵結合”的方法,加強執法、宣傳和服務力度 ,讓農戶從認知上改變秸稈的傳統處理方式,充分調動廣大農民的積極性。 明確農民和農村集體組織在秸稈綜合利用中的任務和責任,既要做好宣傳,又要做好相關的管理工作。 利用各類科技與生產示范工作,安排專業技術人員下鄉宣傳指導,宣傳講解秸稈綜合利用的新技術與新方法,加強秸稈綜合利用技術培訓。
連通秸稈資源供需方,從供給側出發,綜合利用秸稈資源。
根據秸稈處理的不同應用方式,比如還田、飼料、材料、食用菌等,分別建立相應的單項示范基地或綜合示范基地,發揮科技示范基地的帶動引領作用。
針對秸稈的綜合利用,提供相應的共性技術服務。
加強秸稈技術創新,組織科研力量開展技術攻關,研發并推廣具有獨立知識產權的高轉化率技術和設備,幫助農民改變耕地種植模式,加快農機改造步伐,提高秸稈處理能力。
連通秸稈資源供需方,從供給側出發,發揮高新技術作用,綜合利用秸稈資源。