韓宇
摘要:該文立足菏澤市農業發展現狀,從秸稈機械深翻精細化腐熟還田、飼料化利用、廢棄物生產食用菌3個方面闡述了菏澤市秸稈廢棄物綜合利用的幾種形式,并分析了相對應的生態和環境效益,為秸稈綜合利用提供理論依據和實踐基礎。
關鍵詞:菏澤;秸稈廢棄物;綜合利用;典型模式
菏澤市地處魯西南,是山東省乃至全國重要的農產品生產基地。全市農作物秸稈資源極其豐富,每年的秸稈產量近1000萬t[1]。這些農業生產廢棄物如果不進行無害化處理會造成環境污染,給農村的生態環境建設帶來極大的困難。為確保耕地質量提升,推進秸稈廢棄物綜合利用體系創新、機制創新、模式創新和技術創新,菏澤市近年來實施了多個秸稈廢棄物綜合利用試點項目,進一步加強了秸稈綜合利用新技術、新方法的研究與推廣,積極鼓勵相關企業引進和開發先進實用的秸稈收集、儲運、利用工藝和設備,引導扶持基層服務組織發展,加快秸稈廢棄物綜合利用技術的推廣應用,探索出了可持續、可復制、可推廣的秸稈廢棄物綜合利用技術路線、應用模式和運行機制[2-3]。
1 基本情況
1.1 農業發展現狀 2018荷澤市實現農業增加值217.99億元,按可比價格計算,比上年增長3.0%。全市糧食作物播種面積119萬hm2,糧食總產746.17萬t。2011年以來,菏澤市鄆城縣建成了2.67萬hm2糧食高產創建示范方,被農業部確定為糧食高產創建整建制推進試點縣。目前,菏澤市生態循環農業推進體系和農業生態環境保護體系健全,機構隊伍穩定。資源利用高效,產品優質安全,以“資源-廢棄物-再生資源”為核心的生態循環農業模式得到廣泛應用。
1.2 秸稈綜合利用現狀 菏澤是農業大市,主要種植的糧食作物為小麥、玉米,每年大約產生900萬t的秸稈廢棄物,其他經濟作物大約產生100萬t的秸稈廢棄物。農作物秸稈粉碎還田是一條重要的利用途徑,還有一部分用作牛(羊)飼料,既確保了肉內不含激素和藥物殘留,又解決了農作物秸稈焚燒造成的大氣污染。秸稈廢棄物與動物糞便經過發酵處理后還可以用來生產暢銷的食用菌。目前,全市范圍內基本形成了秸稈肥料化、飼料化、基料化、能源化、原料化“五化并舉”的格局。
2 秸稈廢棄物綜合利用的典型模式
秸稈綜合利用項目在部分縣區推廣后,通過總結經驗和做法,形成了可以在全市范圍內大面積推廣的、可復制的秸稈廢棄物綜合利用模式,建立起了秸稈廢棄物綜合利用長效機制。
2.1 機械深翻和精細化腐熟后還田 在玉米成熟以后,通過聯合收割機一邊收獲玉米穗,一邊將秸稈切碎至3~5cm左右;或者由人工摘下玉米穗,然后將穗運出田地,再用秸稈粉碎機把秸稈粉碎,均勻地覆蓋到地表上。然后將腐熟劑按照用量均勻地灑在秸稈上。施足底肥后,通過增施尿素的方法來調節碳氮比。再用深翻犁深耕,耕作深度在25cm以上,把玉米秸稈全部打進土層內,加快秸稈的腐爛速度。
2.2 秸稈的飼料化應用
2.2.1 青貯保鮮法 保鮮青貯是通過青貯收獲機一次性完成玉米摘穗、秸稈切碎和收集,之后用專門的青貯飼料包裝機將粉碎之后的玉米秸稈壓成塊。此時的秸稈含水量一般在67%~75%,裝進塑料袋以后,壓實并排出里面的空氣以防止霉菌的繁殖,然后進行密封保存,40~50d后即可用于家畜飼喂。此項技術不但可以保護飼料內的營養成分不受損失,還可以使飼料保持新鮮多汁等特點,具有發酵后的酸香味,是家畜理想的飼料,而且貯存的時間比較長,實現了秸稈過腹還田這一良性循環的目的。
2.2.2 壓塊飼料法 生產中主要利用玉米秸稈、麥秸制造壓塊飼料。壓縮時產生的高溫和高壓會使秸稈氨化、堿化和熟化,并使秸稈內的木質素徹底變性,提高了營養成份,制作成品質一致的塊狀飼料,成為家畜的基礎食糧。壓塊后的產品不產生任何有危害性的物質,并且具有無毒、不含病原菌、水分含量低、無霉變、營養成份高等特點,可以常年供應喂養牲畜。此項技術適合“公司+農戶”的模式,可以工廠化生產,商品化流通,生產成本比較低。
2.3 秸稈廢棄物生產食用菌 為了進一步發掘農作物秸稈在栽培食用菌方面的潛在價值,實現低成本,高收益的目標。近年來,實施綜合利用麥秸、玉米秸稈和棉花秸稈生產食用菌課題,結合外地的先進經驗,先后研發了多種利用農作物秸稈生產雙孢蘑菇、雞腿菇、平菇和草菇等食用菌的高產栽培技術。經過幾年的推廣和應用,取得了良好的經濟和生態效益。
2.3.1 麥秸、玉米秸稈應用 利用作物秸稈生產食用菌對秸稈的要求是無霉變,并且沒有嚴重的病蟲害。制備原料時可以根據所要生產的類型,利用機械工具把作物秸稈切成10~20cm的段,或者用鍘草機把秸稈切碎至2~3cm的顆粒,再添加牛糞或者雞糞等畜禽糞便和麥麩、米糠、復合肥等輔料。加入一定量的水,混合均勻后建堆發酵。發酵好的原則以手感柔軟,不扎破料袋為宜。之后按照生產工藝把發酵料裝袋或者鋪床栽培。利用作物秸稈生產雙孢蘑菇,春、秋2個季節均可以生產,為大量利用秸稈提供了很好的途徑。
2.3.2 棉花秸稈、玉米芯應用 不同的品種所產生的生物學效率也不同,有的可以達到80%以上。生產時先把玉米芯或棉花秸稈粉碎成為顆粒狀態,然后添加一定量的麥麩、米糠或者玉米面等輔料,加上水之后混合均勻,然后裝袋、滅菌、接種。研究表明,與使用棉籽殼相比,用玉米芯或棉花秸稈做基料能夠降低40%左右的生產成本。
3 效益分析
3.1 機械深翻和精細化腐熟后還田收益 檢測機械深翻和精細化腐熟后還田實施地的土壤,與常規耕作和秸稈不還田的地塊相比,前者20~30cm的土壤緊實度分別降低了34.1%、25.7%,土壤的含水量分別提高了16.7%、11.2%。前者的微生物群體數量比后者增加了24.1%,土壤的酶活性提高了14.5%。秸稈還田明顯提高了冬小麥的土壤呼吸速率,與常規耕作和秸稈不還田處理相比,機械深翻和精細化腐熟后還田的土壤呼吸速率分別提高32.6%、30.2%。與常規的耕作方式相比,深耕處理后的干物質積累量分別提高30.9%、25.3%,周年作物產量分別提高了10.7%、9.8%。
3.2 飼料化收益 秸稈在田間直接切碎、青貯和氨化后,沒有產生任何有危害性的物質,并且具有無毒、無霉變、無病原菌、水分含量低、營養成份高等一系列優點,可以常年供應飼喂牲畜。經過加工后的秸稈已經成為塊狀的粗飼料,其中粗蛋白的含量從大約2%~3%提高到8%~12%,消化率從30%~45%提高到60%~65%。青貯飼料資源的機械化操作以高效率、高質量降低了生產成本,既解決了秸稈廢棄物難處理這一問題,又為養殖廠(戶)解決了秋冬季的多汁飼料來源問題,非常適合現代種養業的發展。分散零星式的秸稈青貯方式,不但規模小,而且勞動強度大,不易形成產業化。為進一步提高秸稈的綜合利用率,對秸稈青貯和固化成型產業項目進行扶持就變得非常必要。與其它生產生物質能的方式相比,秸稈青貯和固化成型具有工藝設備簡單和易操作等優點。生產設備能適用于多種原料,而且便于儲運(可以長途運輸和長時間存儲),容易實現產業化和大規模應用。
3.3 基料化收益 用秸稈廢棄物生產的食用菌品種有的能在秋、冬季節栽培,如平菇、金針菇等;有的可以在春季到初夏栽培,如雞腿菇、猴頭菇等;有的可以在夏季栽培,如草菇等。將各類食用菌的品種進行合理搭配,選擇適合秸稈栽培的優良品種,采用科學化的管理技術,能夠實現全年生產和四季出菇,最大程度地獲得農作物秸稈生產食用菌的效益。生產實踐證明,利用1個200㎡的大棚進行周年種菇,每年能消耗各類農作物秸稈10000kg左右,能產鮮菇8000~10000kg,利潤萬元以上。并且產菇后的廢渣可以制作優質肥料直接還田,也可以經過處理后作為飼料飼養畜禽,從而實現生態良性循環。
4 結語
菏澤市是山東省乃至全國重要的糧食生產地區,秸稈資源產量大、禁燒任務重、綜合利用質量有待于進一步提高。通過在市內的部分糧食主產區,選擇秸稈資源量大、綜合利用基礎較好、禁燒任務重的鄉鎮(街區),以生態循環農業為導向,以提高秸稈綜合利用率、遏制秸稈焚燒、全方位提升耕地質量為目標,以推進秸稈綜合利用體系創新、機制創新、模式創新和技術創新為重點,通過政策的引領扶持和項目示范帶動,積極推進以農為主的秸稈綜合利用,建立政府引導、市場主體、社會參與、布局合理、多方共贏的秸稈綜合利用機制。圍繞著生態文明建設總要求,堅持農業優先、疏堵結合、政策引導、資金扶持、產業發展和技術創新,以提高秸稈的綜合利用率為目標,以秸稈還田和肥料化、飼料化利用為主導,以原料化利用為輔助,大力推進秸稈還田和秸稈養畜,在秸稈栽培食用菌等領域積極推進秸稈利用。經過綜合分析,未來5年菏澤市每年秸稈產生總量約為1000萬t。計劃到2020年,秸稈綜合利用量在920萬t左右,秸稈綜合利用率達到92%,基本建立農民和企業“雙贏”、價格穩定的秸稈收儲運體系,形成布局合理、多元化的秸稈綜合利用格局。
參考文獻
[1]2018年菏澤市國民經濟和社會發展統計公報[EB/OL].http://www.heze.gov.cn/art/2019/4/8/art_11115_5444837.html.
[2]菏澤市農業農村經濟“十三五”發展規劃[EB/OL].http://zfxxgk.heze.gov.cn/xxgk/jcms_files/jcms1/web19/site/art/2017/12/20/art_2217_25193.html.
[3]菏澤市人民政府關于生態循環農業發展情況的報告[EB/OL].http://www.hezerd.gov.cn/view.asp?classid=3&id=10361.
(責編:楊 林)