秦巴山地煙區生物質資源能源化利用調查與分析

杜鴻波 孫永新 余建章 李建強 龍飛 牛玉德 吳延 韓猛

摘要? ? 本文對秦巴山地煙區生物質資源能源化利用現狀進行了分析，并對煙田及周邊農業生態系統可能源化利用的3個大類18個小類生物質資源的存量、狀態及利用現狀進行了深入調查，還對3種生物質資源回收利用模式進行了統計分析，進而提出了針對性的建議。

關鍵詞? ? 生物質能源;資源化利用;收集模式;秦巴山地煙區

中圖分類號? ? S216? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）17-0172-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

煙草行業作為國民經濟最后一個計劃經濟板塊，有其存在的特殊意義。雖然受到“吸煙有害健康”的輿論壓力，但它通過稅利貢獻、反哺農業、穩定就業、農民增收等方式發揮著積極作用。特別是革新現代煙草農業組織形式，實現了“訂單農業—基礎配套—組織生產—技術服務—質量監控—產品收購—效益保障”這一較理想的農業模式，值得其他農業產業學習借鑒。近年來，煙區在生態煙區、清潔生產、綠色發展等方面強化科技投入，煙區廢棄物資源化、能源化利用成為實踐“兩山理論”的研究熱點。

1? ? 漢中煙區生物質資源能源化利用現狀

漢中煙區作為陜西煙區的重要組成部分，環境友好、生態優良是秦巴山地發展烤煙的優勢，種煙基地村在林間盆地科學布局，享受著秦巴山區最優越的生態環境，與森林生態系統、濕地生態系統和生物多樣性系統有機結合，發揮著維護秦嶺南麓生態平衡的重要功能。據調查，陜南森林覆蓋率約60%，高出全省平均水平19個百分點，其中商洛、安康、漢中三市森林覆蓋率分別達到62.3%、56.5%、50.12%;森林蓄積達到2.5億m3，森林涵養水源能力高達116.83億m3，均占全省的55%。秦巴山地煙區得天獨厚的森林資源和陜南煙區近3萬t煙葉產區相得益彰，既是當地發展特色經濟的客觀需要，也是秦巴山區脫貧攻堅的重要產業[1-2]。

烤煙產業作為特色農業經濟產業的重要組成部分，投資較大、用工較多、技術復雜、收益較高的特點非常明顯，它是漢中市區域農業經濟的重要組成部分，具有“短、平、快”的特點，但烤煙經濟效益的好壞與煙草政策資源（計劃、補貼、服務、組織模式等）、自然資源稟賦（土壤、水分、光照、氣溫、氣候等）、經濟社會要素（交通、勞力、技術、基礎設施等）和煙農綜合素質（理念、意識、身體、技能、管理、經營能力等）的匹配度高度關聯，短期盈利具有偶然性、長期利益具有必然性，容易形成烤煙特色經濟產業聚集模式。

以煙農專業合作社為運營主體，收集利用當地煙田廢棄的烤煙秸稈、廢棄干煙葉、枯草樹葉、山林雜灌、糧油作物秸稈、農作物加工廢料、餐余固體垃圾、農村生活垃圾等有機物料，建立“合作社實施、煙農支持、煙草輔助、政府鼓勵”的煙區生物質資源能源化利用模式，通過粉碎、配方、滅菌、除臭、調酸、混料、成粒、成型、干燥等復雜工藝流程，配合高效燃燒機、自動化填料溫控設備等實現烤煙秸稈能源化利用、無害化處理、有機循環的清潔生產目標。目前，漢中煙區關于煙區生物質資源能源化利用的研究處于起步階段，資源存量、技術工藝、經營模式、配套設施、綜合效益等許多研究內容尚需要逐步深入研究。

2? ? 漢中煙區生物質能源資源類型

烤煙作為個體較大、群體較多的大型作物，目前生產水平下單株干重一般都能達到0.24～0.37 kg/株，有機質資源產量在3.96～5.83 t/hm2之間，有效經濟產量僅1.88～2.63 t/hm2。因此，煙田廢棄有機物的生產率在52.5%～54.9%之間，大量的能量和物質轉化為非經濟產量的煙田廢棄物，如根系、煙桿、花杈、腋芽等廢棄有機物料。其木質化程度高、纖維素含量高、煙堿/焦油含量比較高，常溫下不易燃燒，只能被丟棄，任其自然腐爛、腐解、礦化、循環進入土壤環境。隨之也帶來了病毒（花葉病等）、細菌（青枯病等）、真菌（根黑腐、黑脛病等）等病源菌、蟲卵（螻蛄類、地老虎等）進入煙田土壤環境或地下水環境，造成點源、面源污染和病蟲害暴發隱患[3-4]。同時，漢中煙區多在鎮村結合部丘陵區和巴山中淺山區，煙田生態系統周圍存在大量的農作物區（玉米/水稻/油菜）和林區（硬雜喬木/草甸/雜灌木），還有大量農作物及木材加工廢棄物的存在。通過調查核算，對漢中煙區生物質能源資源的品種類型、常規存量、利用現狀等進行了摸底調查，具體見表1。

以漢中煙區為樣本調查，由表1可看出，秦巴山地煙區煙田及外圍環境生物質能源資源的類型可分為3個大類18個小類，主要存在狀態是自然含水狀態和風干/半風干狀態。煙田主體生物質能源資源、煙田外圍生物質能源資源、煙區外圍生物質能源資源的存量分別為2 235.45～3 906.45、140.63～253.13、8 710.00～14 410.00 kg/hm2，三者結構比例分別為20.16%～21.04%、1.27%～1.36%、78.57%～77.60%，存量規模區間在1.13～1.90×105 t范圍內，真實存量與煙葉生產水平、生態多樣性、年際氣候波動、利用頻度相關。上述生物質能源資源的主要利用方式是腐爛還田和焚燒還田，較少以有機肥形式利用，資源未被科學合理地利用，也給煙區農村生產生活環境帶來了污染，加重了土壤病害，不利于煙區健康可持續發展。因此，將煙區大量存在的生物質資源能源化利用，讓其成為生物質染料顆粒，實現高效充分燃燒，同時產生發展理念、技術手段、組織模式和效益增收的資源化、清潔化、價值化過程，具有理論價值和實踐價值[5]。

3? ? 漢中煙區生物質能源利用收集模式

面對存量巨大的生物質能源資源，整個秦巴山地煙區幾乎未實現綠色循環利用，也沒有進入清潔生產環節，對煙區環境和烤煙產業發展還是“禍”和“害”。但無論是以循環利用有機肥為載體，還是以生物質燃料顆粒為載體，首先要解決的是煙田廢棄有機物料（或生物質資源）的收集問題，從而探索適合漢中煙區自然地理和經濟社會特點的有機物料收集模式。調查的過程中，以漢中南鄭煙區為例，客觀上主要存在3種資源收集模式。

3.1? ? 模式一：高度集中區的煙農主動收集模式

該模式主要集中在小南海萬畝煙區的回軍壩村、老龍池村一帶，煙農居住和煙田分布相對集中、農戶距生物質能源加工工場較近（服務半徑≤8 km）。煙農到田間收集煙田生物質資源的時間和勞力集中，采用半機械方式具有勞動輕度小、運輸距離短、收集效率高、效益比較好的優勢，煙農對比之后覺得“有事可做、有利可圖、值得關注、愿意一試”。

3.2? ? 模式二：相對分散區的委托服務隊收集模式

該模式主要集中在小南海的黃家山村、青石關村、水口山村一帶，煙農居住相對分散、煙田分布相對集中、農戶到生物質資源加工工場距離相對較遠（8 km≤服務半徑≤15 km）。煙農收集煙田生物質資源能夠做到閑時集中、整裝運輸、強度適中、效益持平、稍有盈余，煙農對比之后覺得“勞務掙錢、以料換料、清潔烘烤、節省成本、值得參與”。

3.3? ? 模式三：偏遠煙區的粗加工收集模式

該模式主要集中在小南海以外的碑壩、黃官、新集一帶，煙農居住與煙田分布集中度一般，農戶到生物質資源加工工場距離相對較遠（20 km≤服務半徑≤35 km）。煙農收集煙田生物質資源能夠做到閑時集中，合作社設點或委托煙農就近粉碎，運輸車來時送成品顆粒、離開裝走粉碎料。這種模式解決了這些區域的煙農閑時就業問題和煙田環境保護問題，可獲得勞務收入，還能以粉碎料換顆粒燃料，在一定程度上節省了烤煙生產成本[6]。

調查發現，雖然煙區和煙田生物質資源比較豐富，但由于煙區多處于中淺山區，城鎮化致使山區勞動力數量驟減，留守的中老年煙農為了保持有效收益，戶均規模均在2 hm2左右，從冬閑深翻煙田（12月）到分級售賣煙葉結束（次年11月）基本無太多農閑。因此，當收集生物質資源的當日勞動力報酬低于120～150元/d時，不會對煙農或附近農民產生吸引力，其積極性并不高。目前來看，模式一是最為有效的方式，根本原因是煙田規模大而且集中、勞動力相對有保證、運輸距離相對較短、煙農思想認識覺悟高、勞動力每日報酬有保障、收集運輸勞動強度小、以料（原料）易料（顆粒）確實帶來了實惠等原因，煙農易于接受;其他2種模式在以上方面不具有絕對優勢，雖然施加了農業政策影響力，但相對效率較低，比較優勢不明顯。

4? ? 結語

調查發現，秦巴山地煙區及外圍生態系統中，可能源化利用的生物質資源存量規模巨大，但由于經濟、地理等客觀因素限制，導致利用率、利用水平較低。因此，仍需要煙草行業和地方政府支持綠色產業項目補貼的刺激下，發揮好市場價格杠桿作用，還要通過生物質能源化利用原料保障交易額分紅與部分生產資源相結合捆綁的政策影響力多效刺激，才能促使資源收集更順暢、有保障、可持續[6]。政策激勵是保障原料充足供應的有效“催化劑”，還需要政府環保部門和煙草行業持續努力、鼓勵支持、變廢為寶、化害為利。

5? ? 參考文獻

[1] 杜鴻波.陜南山地煙葉生產循環經濟模式研究[J].科技視界，2013（26）：439-440.

[2] 杜鴻波，孫永新，牛瑜德.煙田廢棄物循環利用模式與土壤保育技術探討[J].現代農業科技，2016（19）：202-203.

[3] 蘭樹斌，馬瑩，陳維林，等.生物質能源在烤煙烘烤中的應用研究進展[J].現代農業科技，2016（17）：153-155.

[4] 高福宏，王志江，溫麗娜，等.生物質能源自動化烘烤對提高煙葉品質方面的影響[J].湖北農業科學，2017，56（6）：1123-1127.

[5] 崔明，趙立欣，田宜水，等.中國主要農作物秸稈資源能源化利用分析評價[J].農業工程學報，2008，24（12）：291-296.

[6] 劉光快，張大斌，曹陽.生物質能源在煙葉烘烤上的應用現狀與前景[J].農業科技通訊，2016（11）：44-49.