趙勇 晏榆洋



摘要 ? ?本文對四川省廣安市畜禽糞便、農作物秸稈等主要農業廢棄物資源化利用現狀進行了研究,對廣安市農業廢棄物作為可再生能源利用的資源可利用潛能進行了量化分析,得出廣安市年可回收畜禽排泄物數量為276.64萬t,可轉化的標準煤量為42.07萬t;秸稈資源可利用總量為186.39萬t,可轉化的標準煤數量為91.71萬t。最后,對農業廢棄物資源化利用提出了對策。
關鍵詞 ? ?農業廢棄物;資源化利用;量化分析;四川廣安
中圖分類號 ? ?X71 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A
文章編號 ? 1007-5739(2019)19-0166-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(資源服務)標識碼(OSID)
農業廢棄物也稱農業垃圾,其主要包括植物纖維性廢棄物和畜禽糞便(排泄物)兩大類,是農業生產和再生產鏈中資源投入與產出物質和能量的差額,是資源利用中產出的物質能量流失份額。農業廢棄物主要分為兩大類:一是農田和果園殘留物,如秸稈、殘株、雜草、落葉、果實外殼、藤蔓、樹枝等;二是牲畜和家禽糞便、尿液以及墊草的混合物等。
廣安市位于四川省東部,是川東北重要城市之一;地處中亞熱帶濕潤季風氣候區,四季分明,氣候溫暖,雨量充沛,空氣濕度大,日照少,境內年降水量為1 051.6~1 281.0 mm;丘陵地貌,土質肥沃,稻田成片集中。廣安市盛產水稻、玉米、小麥、油菜、水果等多種農產品,是典型的農業城市,其主要的農業廢棄物為畜禽糞便(排泄物)、農作物秸稈等。近年來,廣安市在高效益的現代農業產業集群化、產業化發展過程中,農產品供給呈現數量增加與品種豐富的雙重趨勢,以畜禽糞污、農作物秸稈等為主的農業廢棄物排放量也呈增長態勢。本文主要對四川省廣安市主要農業廢棄物畜禽糞便、農作物秸稈等可再生能源的可利用潛能進行了研究。
1 ? ?廣安市農業廢棄物資源化利用現狀
1.1 ? ?畜禽糞污資源化利用現狀
1.1.1 ? ?沼氣化利用模式。廣安市對全市規模養殖場和養豬專業村為主的部分農村區域建設農村沼氣工程。全市沼氣用戶有 29萬戶,占適宜建池農戶數的80.6%;已建成大小沼氣工程300 處、農村沼氣服務網點410個,年產沼氣1億m3,沼液利用面積2.7萬hm2。沼氣作為清潔能源,可以用作燃料;沼液可用作漁果林菜基地有機肥。以沼氣為紐帶,逐步打造種養業相互促進的農業循環經濟模式。
1.1.2 ? ? 有機肥模式。一般用畜禽糞便作為原材料,采取干清糞工藝將糞便運往加工企業,然后發酵、加工成有機肥,主要銷往周邊蔬菜種植戶和水稻種植戶等。
1.2 ? ?秸稈資源化利用現狀
廣安市農作物秸稈資源化利用途徑主要包括秸稈機械還田、堆漚處理、沃土免耕栽培、粉碎作食用菌基料和工業轉化等,加強綜合利用新技術的研究和推廣工作,解決焚燒秸稈造成大氣污染的問題。以2017年為例,廣安全市秸稈肥料化利用量83.6萬t、飼料化利用量27.7萬t、能源化利用量31.3萬t、基料化利用量4.85萬t、原料化利用1.85萬t,推廣應用秸稈機械粉碎還田技術6.35萬hm2、秸稈堆漚腐熟還田技術1.08萬hm2、秸稈覆蓋還田技術2.24萬hm2,秸稈直接還田率達到了78.45%以上。
2 ? ?廣安市農業廢棄物資源化潛能分析
2.1 ? ?畜禽排泄物資源化潛能分析
2.1.1 ? ?理論可利用資源量。以畜禽數量為基礎,通過不同畜禽的排泄量及可回收系數計算畜禽每年的排泄物總量,再根據畜禽排泄物干物質比例,計算出畜禽排泄物干物質產量。具體數學模型如下:
LA=ni×ti×dci×ksi×gi(1)
其中,LA表示畜禽排泄物理論可利用資源量;ni表示第i類畜禽的出欄總數,單位為萬只;dci表示第i類畜禽平均生長周期,單位為d;ksi表示第i類畜禽糞便可回收系數(%);gi表示第i類畜禽糞便的干物質比例。各類畜禽糞便可回收系數、糞便的干物質比例[1-2]如表1所示。
根據《2018年廣安市國民經濟和社會發展統計公報》[3],廣安市2018年全年肉類總產量33.1萬t;全年出欄生豬379.4萬頭、牛2.3萬頭、羊20.4萬只、家禽2 950.4萬只、兔492.7萬只。由公式(1)和表1可以估算出2018年廣安市畜禽排泄物干物質年產量約為78.45萬t,見表2。
2.1.2 ? ?轉化為標準煤資源量。根據不同畜禽的可回收排泄物干物的標準煤轉換系數[4],計算出2018年廣安市畜禽排泄物干物質理論上可轉化的標準煤量為42.07萬t(表3)。
2.1.3 ? ?各種畜禽排泄物可回收量、干物質年產量及其折合標準煤的總量。由表2、3可以看出,2018年廣安市生豬干物質年產量及折合標準煤總量最高,兔第二、家禽第三、牛第四,羊最低。
2.2 ? ?秸稈資源化潛能分析
2.2.1 ? ?理論可利用資源量。農作物秸稈一般通過草谷比系數來計算[5]。草谷比系數是指植株秸稈與收獲糧食和產品之間的比值,并非所有秸稈資源都能被有效回收和利用,在排除收集損失后的秸稈資源量才是秸稈資源的可利用量。秸稈資源的可獲得量如下式計算:
JL=Pi×λi×ηi(2)
其中,JL表示秸稈資源的可獲得總量,單位為萬t;Pi表示第 i類糧食總產量,單位為萬t;λi表示第i類農作物的草谷比系數;ηi表示第i類農作物的收集系數。我國主要的農作物草谷比系數[4]和收集系數[6]如表4所示。
廣安市產生秸稈的主要農作物有水稻、玉米、小麥,根據《2018年廣安市國民經濟和社會發展統計公報》[3],廣安市全年糧食播種面積為28.5萬hm2,糧食總產量179.9萬t。其中,水稻產量105.1萬t,玉米產量44.5萬t,小麥產量19.7萬t,油料產量10.6萬t,蔬菜產量236.1萬t。根據以上數據,結合公式(2)和表3數據可計算出2018年廣安市年可利用秸稈總量為186.39萬t(表5)。
2.2.2 ? ?秸稈資源轉化為標準煤資源總量。根據不同類別的農作物可利用秸稈量折標準煤轉換系數[6],可以計算出2018年廣安市農作物可利用秸稈量理論上可轉化的標準煤數量為91.71萬t(表6)。
2.2.3 ? ?各種秸稈資源年可利用秸稈量及其折合標準煤的總量。由表5、6可以看出,2018年廣安市生玉米可利用秸稈量、折合標準煤總量最高,稻谷第二、小麥第三、油料第四、蔬菜最低。
2.3 ? ?廣安市主要農業廢棄物資源化潛能分析
2018年廣安市畜禽可回收排泄物數量為276.64萬t,可轉化的標準煤量為42.07萬t;秸稈資源可利用總量為186.39萬t;可轉化的標準煤數量為91.71萬t(表7)。
3 ? ?提高農業廢棄物資源化利用率的對策
3.1 ? ?加強組織領導
建議成立農業廢棄物資源化利用辦公室,分工明確、責任到人、重點突出,將農業廢棄物資源化利用目標分解到各鄉(鎮、辦),建立考核制度,將農業廢棄物資源化利用率作為鄉鎮“一把手”考核指標之一,加強目標考核。
3.2 ? ?強化技術支持
發揮科學技術在農業廢棄物資源化利用中的突出作用。根據農業廢棄物資源化利用的目標和任務,規劃布局資源化利用的重點領域和重點項目,積極開展產、學、研合作,充分利用國內外先進適用技術和高新技術,推廣資源化利用成果。特別加強農作物秸稈資源化利用,強化禁燒管控和扶持引導措施,大力開展秸稈還田、秸稈肥料化和能源化利用。
3.3 ? ?發展循環農業
加強種養結合生態循環農業基地建設,大力開展農業專業合作社或養殖大戶項目試點,初步探索出“畜(禽)—沼—果(蔬)”農業廢棄物資源循環利用模式,種植基地可依托規模畜禽養殖場,建立互利、互補型的生態農業經濟聯合體,開展廢棄物的綜合循環利用,將污染負效益轉為經濟正效益。
3.4 ? ?擴大公眾參與機制
鼓勵社會團體和公民積極參與農業廢棄物資源化利用建設,對在資源化利用中做出突出貢獻的單位和個人給予獎勵。結合新型職業農民培訓工程、農村實用人才帶頭人素質提升計劃等項目,加強新型經營主體培訓,提高資源化利用水平。
4 ? ?參考文獻
[1] 包維卿.中國畜禽糞便資源量評估的排泄系數取值[J].中國農業大學學報,2018,23(5):1-14.
[2] 陳利洪,舒幫榮,李鑫.華東地區農業廢棄物資源量估算及其綜合利用評價[J].江蘇農業科學,2018,46(13):251-255.
[3] 廣安市統計局.2018年廣安市國民經濟和社會發展統計公報[R/OL].[2019-02-01].http://www.Guang-an.gov.cn/ls-integration/xxgk/info.do?id=20190419111042-400775-00-000.
[4] 石元春.中國生物質原料資源[J].中國工程科學,2011,13(2):16-23.
[5] 田宜水,趙立欣,孫麗英,等.農業生物質能資源分析與評價[J].中國工程科學,2011,13(2):24-28.
[6] 王亞靜,畢于運,高春雨.中國秸稈資源可收集利用量及其適宜性評價[J].中國農業科學.2010,43(9):1852-1859.