王冉 郝興順 吳玉紅
摘 要:隨著國家對環境保護越來越重視,當前秸稈燃燒這種粗獷處理方式已不能適應當前農業可持續發展及環境保護的發展要求。漢中地區是陜西省重要糧油生產基地,秸稈資源較為豐富,但是利用率不高。本文通過對漢中地區秸稈利用情況的調查分析,并對存在問題提出對策分析為秸稈的資源化利用提供參考依據從而指導農業生產。
關鍵詞:漢中地區;秸稈利用;資源化利用;對策分析
漢中盆地是陜西省水稻、油菜的主產區,秸稈資源豐富,但是利用率低(不足30%),致使農作物秸稈污染成為該地區農業非點源污染的主要來源之一,而秸稈是實現農業可持續發展的重要紐帶之一。
漢中盆地位于長江,黃河兩大水系之間的秦巴山區,地形復雜,是我國南北過渡的亞熱帶北沿地區。漢中盆地北依秦嶺,南屏巴山,夏無酷暑,冬無嚴寒,雨量充沛,氣候濕潤,年降水量 800~1000 毫米,秋季連陰雨居多,年均氣溫 14℃,無霜期250 d左右,生態環境良好,主要糧食作物有水稻、油菜、小麥、玉米等,其中水稻,油菜是陜西省的主產區,種植制度主要為水稻-油菜或水稻-小麥輪作,屬一年兩熟區。
一、漢中市秸稈綜合利用現狀與存在問題
1.漢中市秸稈綜合利用現狀
漢中盆地水稻-油菜(小麥)常年種植面積在8.7萬hm2左右,在陜西省農業生產和糧食安全中占有重要的地位,然而在農業生產中面臨土壤質量不斷下降,作物產量不穩,品質難以提高,化肥污染,秸稈污染等問題突出。傳統的耕作方式已經不能適應既要發展生產又要保護生態環境,既要提高糧食產量又要降低生產成本,實現農業可持續發展的需要。因此,在陜南研究推廣稻茬麥油秸稈高效環保利用技術,既可緩解以上問題,又可實現節本增效、保護環境、減輕農民勞動強度,也是實現農業可持續發展的重大課題。
化肥污染和農作物秸稈污染成為陜南地區農業非點源污染的主要來源,2008 年全省平均化肥耕地負荷為 585.84 kg/hm2,其中漢中高于全省平均水平,高達698.78 kg/hm2,已遠遠超過世界平均值及發達國家為控制化肥污染所設定的 225 kg/hm2的施用水平上限,在過量的化肥施用水平下,必將引起肥料流失,導致化肥污染的發生。
陜西省是農業大省,秸稈資源豐富,但是由于利用率低,秸稈污染成為農業非點源污染的主要來源之一。相關研究表明:2011年陜西省農作物秸稈可收集利用資源量1196.82萬t,折合標準煤663.56萬t,約占當年陜西省總能源消耗的6.55%,但是陜西省的農作物秸稈資源利用率僅不到30%,剩下的70%多仍為廢棄焚燒等方式粗獷利用,導致環境污染和能源大量流失。陜南是我省水稻,油菜的主產區,秸稈資源也非常豐富,2011年陜南主要作物秸稈量為258.92萬t,占全省總量的21.6%,其中水稻秸稈78.17萬t,小麥秸稈82.16萬t,油菜秸稈98.59萬t。按秸稈氮、磷、鉀、碳的平均含量分別為0. 6%、0. 3%、10%、45%計算,陜南每年產生的秸稈可折合純N約1.55萬t,純P約 0.77萬t,純K約 25.89萬t,共計28.21萬t,有機碳116.51約萬t,而陜南化肥年使用總量約為27.88萬t,因此在陜南推廣秸稈還田技術不僅可減少化肥使用量,同時對緩解陜南氮磷鉀肥比例失調的矛盾,彌補鉀肥力不足有著十分重要的意義。
2.漢中市秸稈綜合利用現狀與存在問題
作物秸稈對農業生態環境的污染主要是隨意扔棄影響環境衛生,若焚燒則影響空氣質量。雖然近年來陜西省的作物秸稈資源化利用得到加強,但仍是農業非點源污染的重要來源之一。秸稈的露天焚燒不僅造成了極大的環境污染,同時也浪費了寶貴的生物資源。據調查研究顯示,2008 年楊凌64.7%的農戶對作物秸稈進行養殖或還田利用,而在漢中的調查結果僅為43.9%;楊凌35.3%的被調查農戶沒有有效利用作物秸稈,對作物秸稈丟棄或焚燒處理,而在漢中則有 56.1%的農戶采取該行為,可見漢中秸稈資源化利用方面更加的薄弱,如圖1所示,分析漢中小麥,油菜,水稻秸稈利用現狀及存在問題,加強相關配套技術的研究是提高陜南秸稈利用率的關鍵。
秸稈還田技術推廣方面,2006 年陜西省夏玉米秸稈還田硬茬播種免耕栽培技術推廣面積達到 40 萬公頃,占夏玉米播種面積的 60%以上,而陜南稻區示范推廣免耕小麥約 3 萬公頃、免耕油菜 4 萬畝,僅占播種面積的22%,可見陜南秸稈資源化利用較低,由于缺乏正確的技術指導,秸稈還田后難腐解,還田地塊出苗率低,作物生長緩慢甚至減產等問題是影響秸稈還田積極性的技術難題。因此,加強相關技術研究與示范推廣對陜南農業生產具有重要意義。
二、漢中市秸稈綜合利用對策及建議
1.建立作物秸稈直接還田循環生產模式是滿足水稻-油菜(小麥)輪作制實現糧食生產可持續發展的基本需要
(1)在漢中盆地農業生產中,由于秸稈還田率低,土壤有機質得不到很好補充,土壤質量不斷下降,農田生產力受到威脅,提升作物產量和品質的后勁不足;(2) 氮肥料利用率低,氮成為威脅地下水和引起溫室氣體排放的原因之一;(3) 農業成本提高,經濟效益降低。因此,通過解決三種作物秸稈的機械化還田過程及下季作物播種銜接等各個接點的技術難題,建立起適合和覆蓋整個陜南地區的田塊尺度上秸稈直接還田循環利用模式,對于解決研究區農業生產面臨的問題,保障該區域糧食安全是極為關鍵和必要的。
2.提高農業機械化程度
目前制約漢中地區秸稈就地還田的因素中機械化程度較低是主要影響因素。農業生產的播種、收獲的機械化程度較低使得秸稈還田技術推廣應用具有局限性,因此加強農機具的支持力度是實現秸稈就地還田的重要保障。
3.加強技術指導
當前制約漢中地區秸稈就地還田的因素中除了機械化程度不高外,另一個重要因素就是秸稈腐解速度問題,前后季作物之間的時間間隙很小,前季作物秸稈還田后往往來不及腐解,從而影響下季作物的正常播種或生長, 因此秸稈腐解速度慢制約了農民實行秸稈就地還田的積極性。而影響秸稈腐解速度的因素主要有秸稈類型、埋深、溫度、濕度、微生物、土壤質地,耕作方式,秸稈還田方式等多種因素影響,由于不同地區影響秸稈腐解的條件不同,所以不同區域的秸稈腐解速度和腐解特征也存在一定差異。因此,需要改進目前不科學的秸稈還田技術,加強技術指導。
4.大力推進秸稈菌業耦合發展
以秸稈為食用菌栽培原料的技術已趨于成熟。食用菌產業近年來成為漢中市優勢產業,因此,充分利用秸稈篩選優良菌株,提高轉化率和食用菌產量,是提高秸稈利用率的有效措施之一。
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項目基金:本研究由陜西省重點研發計劃項目(2019ZDLNY01-05-01)和陜西省農業科技創新轉化項目(NYKJ-2018-HZ01)資助