李夕軍,李建芬,陳莉,宋曉*,李瑜玲*,趙會芳,花學軍
(1.石家莊市農林科學研究院,河北 石家莊 050041;2.行唐縣扶貧開發辦公室,河北 行唐 050600)
我國是農業大國,每年產生各類農作物秸稈約6.5 億t、畜禽糞便約20 億t,是我國工業廢棄物產量的3.2 倍[1]。目前60%的農作物秸稈未得到有效利用,隨處堆放或就地焚燒現象普遍,嚴重污染周圍環境;畜禽糞便不經任何處理直接露天排放或存放,嚴重破壞了農村和城鎮居民的生活環境。《“十三五”農業科技發展規劃》中指出,將秸稈等農業廢棄物資源化利用列入重大科技任務[2]。河北省是種植、養殖大省,因此農作物秸稈和畜禽糞便排放更多。根據《河北省農業可持續發展規劃(2016-2030 年)》,到2020 年,農作物秸稈綜合利用率穩定在96%,畜禽糞便綜合利用率達到75%,廢棄地膜回收率達到80%以上;到2030 年,農作物秸稈綜合利用率達到98%,畜禽糞便利用率達到90%,農用廢棄地膜回收率達到90%以上?;趯颖笔∈仪f地區農業廢棄物資源化利用現狀進行實地調研,梳理與確定農業廢棄物資源化利用的主體和方法,分析農業廢棄物利用過程中的經驗與不足,探求影響農業廢棄物資源化利用的主要因素,以推動石家莊地區循環農業的快速發展和鄉村振興戰略的順利實施,改善農村環境,實現循環農業的可持續發展[3,4]。
農業廢棄物是指在種植業、林業、畜禽或水產養殖生產過程中,或者對上述生產過程生產的產品進行初級加工過程中,以及農村居民日常生活或者為日常生活提供服務的活動中產生的,不再具有原有利用價值,其所有人、使用人已經準備或必須丟棄的部分物質或能量。農業廢棄物主要有4 種類型:(1) 農業生產廢棄物,如農作物秸稈、雜草、谷殼、果殼、林木枯枝落葉、殘留的農藥化肥、廢舊農膜等;(2) 農副產品加工廢棄物,如豆餅粕、木屑、糟渣、玉米芯、甘蔗渣等;(3) 畜禽排泄物,即畜禽糞便和畜欄墊料等;(4) 農村居民生活廢棄物,如人類糞尿及生活垃圾等[5]。本研究的研究范圍包括以上4 個方面。
2019 年石家莊市農林科學研究院農業技術推廣與產業規劃課題組成員對石家莊市農業農村局農業資源環境處、10 個省市級現代農業園區、138 名現代青年農場主、230 名石家莊市基層農技人員進行走訪與問卷調查,共發放調查問卷379 份,回收有效問卷365份,有效率為96.3%。實地調研的地區包括藁城、欒城、趙縣、贊皇、鹿泉、新樂、平山、行唐、無極、正定、元氏等縣市。
針對石家莊市農業農村局調查的內容主要包括農作物秸稈綜合利用現狀、各縣市區農業廢棄物資源化利用情況、省市級現代農業園區農業廢棄物資源化利用情況、基層農技人員對農業廢棄物處理的技術支撐等。
針對省市級現代農業園區調查的內容主要包括園區面積、主導產業、主要廢棄物、廢棄物處理方式、廢棄物處理設備投資、場地面積、廢棄物利用方式、政策扶持等。
針對青年農場主調查的內容主要包括農業廢棄物的主要類型、主要農業廢棄物(小麥秸稈、玉米秸稈、蔬菜秸稈與尾菜、果樹枝條與落葉、養殖畜禽糞污) 利用方式、主要采用的農業廢棄物處理技術、當地支持循環農業的政策措施及項目、對循環農業發展的意見及建議等。
針對基層農機人員調查的內容主要包括當地農業廢棄物處理的主要方法、主要農業廢棄物(小麥秸稈、玉米秸稈、蔬菜秸稈與尾菜、果樹枝條與落葉、養殖畜禽糞污) 處理技術、當地對于農業廢棄物處理的政策扶持或項目補貼情況、當地農業廢棄物綜合利用模式、典型示例、對循環農業發展的意見及建議等。
采用座談、實地調研、發放問卷的方法獲取數據,并運用Excel 軟件對問卷數據進行匯總與整理。
通過與石家莊市農業農村局的農業資源管理處的工作人員進行座談了解到,為了促進農作物秸稈綜合利用發展進程,2018 年采取了一系列的措施。
3.1.1 資金來源與用途 農作物秸稈綜合利用投入資金總額達到2.44 億元,其中爭取上級政策及項目補貼資金2.28 億元、市級預算資金765 萬元、各縣(市、區) 預算資金829 萬元。資金主要用于農機購置補貼、“糧改飼”和秸稈綜合利用項目。
3.1.2 具體措施 (1) 農機與農藝相結合,推廣小麥秸稈切拋還田、玉米帶剝皮裝置聯合收獲機等新機具、新技術,更新高性能、復式還田機械,提升秸稈機械化還田水平。(2) 推廣使用大型青貯機械,開展秸稈青貯、全株玉米青貯,提高秸稈飼料化比例。(3) 扶持、建設生物質壓塊廠、秸稈沼氣聯戶供氣工程、生物質發電廠等項目,促進秸稈能源化利用。(4) 以靈壽、平山縣等食用菌優勢產區為重點,發展以秸稈為基料的食用菌生產,利用秸稈栽培食用菌,發展秸稈基料化應用。
3.1.3 成效 2018 年石家莊地區實際可收集秸稈量為664 萬t,綜合利用量為644 萬t,利用率達97%。秸稈直接還田肥料化利用為399 萬t,占利用總量的60.1%;秸稈青貯飼料化利用226 萬t,占利用總量的34.1%;秸稈沼氣、壓塊、發電等能源化利用為11 萬t,占利用總量的1.6%;秸稈基料化利用8 萬t,占利用總量的1.2%。
3.1.3.1 農作物秸稈綜合利用率提高。石家莊市按照農作物秸稈肥料化、飼料化、能源化、基料化、原料化的利用方向,加強農作物秸稈綜合利用工作。全市實際可收集秸稈量為664 萬t,綜合利用率達到了97%。通過農作物秸稈的有效利用,改善了土壤結構,增加了土壤有機質含量,提高了土壤肥力。同時,促進了畜牧養殖發展和農業供給側改革,推進了農村新能源建設并抑制了秸稈焚燒,減少了大氣環境污染[6]。3.1.3.2 農作物秸稈資源化利用途徑更加多樣。全市綜合利用秸稈644 萬t,其中直接還田肥料化利用399萬t,優質飼料化利用226 萬t,沼氣、發電等能源化利用11 萬t,食用菌基料化利用8 萬t,做到了農作物秸稈應收盡收和利用的多樣化。
3.1.3.3 促進各級政府加大投入和政策扶持力度。政策及項目補貼資金2.28 億元,主要用于農機購置補貼、“糧改飼”和秸稈綜合利用項目;市級秸稈綜合利用等預算資金765 萬元。主要補貼用于購買和更新秸稈綜合利用的機械、生物質爐具和青貯玉米;各縣(市、區) 秸稈綜合利用和禁燒工作預算資金共計829 萬元,用于開展秸稈綜合利用和禁燒工作。
3.1.3.4 提升了秸稈機械化還田技術水平。堅持農機與農藝相結合,加強新機具、新技術的推廣與應用,小麥聯合收獲機加裝秸稈切拋還田裝置,實現小麥聯合收獲和秸稈粉碎直接還田一次完成;推廣使用帶剝皮裝置的玉米聯合收獲機,玉米秸稈全部就地還田;利用國家農機補貼,更新淘汰舊機械,提高機具配套比,提高秸稈還田作業質量和效率。目前全市秸稈利用機具共計81 155 臺(套),其中還田機21 314 臺,玉米聯合收獲機7 632 臺,大型自走式青貯飼料收獲機568 臺,打捆機802 臺,飼料加工機械18 836 臺[8],提升了農業機械化的水平[7]。
3.2.1 對農業廢棄物資源化利用重視程度較高 在調研的10 個省市級現代農業園區中,第一產業仍然是主導產業,主要涵蓋大田作物、蔬菜、果樹、食用菌和養殖業。實地調研發現,園區經營者能夠充分認識到農業廢棄物資源化利用對于生態環境保護的意義和作用,主動開展循環農業和生態農業的嘗試和實踐[9]。其中9 個園區配備了廢棄物處理場地和設備,并對廢棄物進行了肥料化、飼料化和能源化處理。
3.2.2 農業廢棄物資源化利用技術水平不斷提高 在資源化利用的方式中肥料化處理占比最高(84.6%),并遠高于全市平均水平(60.1%),其中堆漚還田方式的占比達到45.4%,較直接還田方式多9 個百分點。其中的6 個園區對果樹修剪枝條和落葉等廢棄物采取了物料粉碎后病蟲殺滅技術或高溫堆肥處理技術,不僅降低了病蟲害的傳播和發生,同時還田處理后具有增加土壤有機質、改善土壤結構、儲蓄土壤養分和水分的作用[10]。

表1 石家莊地區省市級現代農業園區概況Table 1 General situation of modern agricultural parks in Shijiazhuang
對138 位新型經營主體進行調研,結果顯示,目前石家莊地區支持循環農業的政策措施及項目主要涉及秸稈還田、青貯和沼氣3 個方面。95.3%的被訪者對廢棄物均有不同程度的利用,僅4.7%的被訪者仍然存在廢棄物丟棄問題。在農業廢棄物綜合利用中,肥料化利用占比最高(75.5%),其次為飼料化利用占比(10.2%),能源化利用和原料化利用的占比分別為6.4%和3.2%。農業廢棄物肥料化利用中,采用直接還田技術占比62.9%、堆漚還田技術占比22.8%,過腹還田技術占比8.9%、生產有機肥占比5.5%;農業廢棄物的飼料化利用以青貯飼料為主(占比為81.25%),其次為黃貯(占比為12.5%) 和微貯(占比為6.25%);能源化利用主要以燃料(占比為60%)、沼氣(占比為30%)、發電(占比為10%) 為主。
通過對石家莊地區230 名基層農業技術人員進行調研顯示,100%的基層農技人員能夠充分認識到農業廢棄物資源化利用的價值和意義?;鶎愚r業管理部門非常重視農業廢棄物處理工作,成立專門的機構,明確工作范圍、工作職責與工作任務,配備由專職人員負責;定期宣傳教育農業廢棄物資源化利用的重要性。在政策的引導下,98%的基層農技人員了解或掌握了1 種以上農業廢棄物處理或利用方法;85%的基層農技人員掌握了2 種以上處理方法。基層農技人員掌握的技術中,秸稈還田、青貯飼料和生產沼氣技術排前三位。
(1) 農作物秸稈利用率高,但利用價值較低。2018 年石家莊地區秸稈直接還田肥料化利用為主要方式,占比達到60.1%。研究表明,秸稈飼料化、能源化、基料化、原料化等利用方式較肥料化利用經濟價值可提高3~5 倍[11],該地區應進一步加強秸稈“四化”的利用。
(2) 農業廢棄物相關政策、項目和資金投入不足。通過對10 個省級現代農業園區實地調研發現,40%的現代農業園區獲得過與廢棄物處理相關的項目或補貼。廢棄物處理的設備購置及投資金額(148 萬元) 僅占園區建設總投資額(5.6 億元) 的0.26%,建設面積僅占園區總面積的0.14%。138 家新型農業經營主體中,農業廢棄物的處理設備、資金和場地投入有限,仍然有4.7%的樣本存在廢棄物丟棄問題[11~13]。農業廢棄物綜合利用的政策、資金、項目扶持力度有待于加強,尤其是對于種植業為主的園區更應該給予大力扶持。對于農業廢棄物的處理投入能力還有待于提高。
(3) 缺乏技術和專業技術人員。石家莊市農業廢棄物資源化利用主要集中在農作物秸稈綜合利用和畜禽糞污處理,缺少林果枯枝落葉、蔬菜秸稈尾菜、廢舊農膜、玉米芯等廢棄物的處理技術。98%的基層農技人員均已掌握1~2 種農業廢棄物資源化利用技術,但是在實際推廣過程中,缺乏推廣人員是影響技術輻射范圍的主要因素。
4.2.1 加強政策引導,促進農業廢棄物資源化利用產業化發展 深入貫徹落實《河北省人民代表大會常務委員會關于促進農作物秸稈綜合利用和禁止露天焚燒的決定》,真正把農作物秸稈綜合利用作為新的產業和新的經濟增長點進行培育和打造,不斷完善秸稈收儲運體系,持續推進秸稈肥料化、飼料化、能源化、基料化和原料化利用,形成布局合理、多元利用的產業化格局,促進農業循環發展。在健全秸稈收儲運體系、推進秸稈肥料化利用、發展秸稈飼料化利用、推進秸稈能源化和秸稈基料化、原料化利用等方面加強政策引導和扶持[15,16]。
4.2.2 加強政策扶持和資金投入力度 根據農業廢棄物資源化利用的目標,建立政府引導資金支持企業參與市場化運作的新機制,制定廢棄物收集、運輸、集中處理補貼制度,促進農業廢棄物全量資源化利用[17,18]。
4.2.3 加大科技投入,建立農業廢棄物資源化利用科技創新體系 緊緊圍繞農業廢棄物收集、分類、處理、利用、貯藏等各環節,整合科技資源、協調合作、共同攻關,形成“農科教、產學研”上下聯動、有機銜接的科技創新體系。發揮農業科研單位的技術力量,在農業廢棄物資源化利用研發過程中,要把新技術、新工藝的研究放在突出位置,注重技術創新,提升產品的技術含量。重點開展農作物秸稈、蔬菜秸稈殘體病蟲害殺滅、就地清潔還田先進技術和裝備研發。加強畜禽糞污養殖場源頭高效處理新技術、新工藝研究,開發安全、高效、環保型飼料產品及肥料產品。推廣種養結合園區內自循環、第三方綜合治理、肥料化利用、區域化集中處理、中小型養殖場堆積發酵就近還田利用等畜禽糞污資源化利用模式[19,20]。