吳禮友 石寅
摘要 通過對池州市貴池區農作物秸稈綜合利用產業現狀及發展趨勢的分析,初步探討農耕文化與現代秸稈綜合利用產業融合發展并得以提升,闡述機械化還田技術的廣泛應用;秸稈飼料化新技術的升級;炭基肥、固化成型燃料、生物質能發電等新興產業的發展,傳統的農耕文化非但沒有泯滅,反而得到更好的傳承與弘揚。
關鍵詞 農耕文化;傳承與發展;秸稈;綜合利用
中圖分類號 S216.2 ?文獻標識碼 A
文章編號 0517-6611(2020)18-0206-04
Abstract Based on the analysis of the current situation and development trend of the comprehensive utilization industry of crop straw in Guichi District of Chizhou ,this paper discussed the integration and development of agricultural culture and modern straw comprehensive utilization industry, and expounded the widespread application of mechanized return technology; the upgrading of new technology of straw feed; the development of emerging industries such as carbonbased fertilizers, solidified fuels, and biomass power generation. The traditional farming culture has not been eliminated, but has been better inherited and promoted.
Key words Farming culture;Inheritance and development;Straw;Comprehensive utilization
中華文明源遠流長,傳統的農耕文化孕育著一代又一代勤勞而善良的炎黃子孫。農耕文化是中國傳統文化之母,它浸潤著中國文化的方方面面,千百年來一直是中國文化的主導文化,它是炎黃子孫幾千年生產生活的實踐,并以此形成了不同形式的農業思想及農業物質文化,為中華民族繁衍生息、發展壯大奠定了堅實的基礎[1]?,F代農業生產方式下,如何傳承與發展農耕文化,一直受到各級領導及各方學者關注,農耕文化在休閑農業、鄉村文化旅游及地域文化等特色農業生產生活中的傳承與發展等也經常見諸文獻。筆者結合貴池區農作物秸稈綜合利用產業現狀及綜合利用產業發展趨勢,側重探討傳統的農耕文化與現代農作物秸稈綜合利用產業融合發展并得以傳承和提升。
1 傳承農耕文化的重要意義
1.1 農耕文化的傳統含義 農耕文化是指農民在長期農業生產中形成的特色耕作技術以及自給自足的生活方式、文化傳統、農政思想等。伴隨著社會的進步,古老原始的農業耕作方式也隨之由刀耕火種、撂荒發展到輪耕、輪作復種和多熟農作制。
燒火(糞)灰是傳統的農耕文化表現形式之一,既能有效提升肥力,改良土壤,又能很好地處理入秋后的雜草和廢棄的農作物秸稈,是延續幾千年的耕作方式。草木灰既可以用作肥料,又可以使土地變得松軟,即使不翻地,也可以讓地表作物生長得很好,是傳統意義的和諧、環保、低碳理念的體現。但在當前形勢下,特別是近些年來,環保壓力不斷加大,層層傳導的禁燒壓力,在不知不覺中影響了傳統的農耕文化,甚至使一些傳統逐漸被遺忘。
1.2 傳承農耕文化的重要意義 農耕文化是中國傳統文化的主干成分,在現代農業生產中具有十分重要的歷史意義及現實指導意義。我國是一個農業大國,經過幾千年積累下來的農耕文化內涵豐富,源遠流長。農耕文化傳承我國悠久的農業文明,博大精深,豐富多彩。農耕文化凝聚了我國56個民族的智慧和精華,是中華民族不可替代、不可再生的寶貴財富,也是全人類共有的精神財富[2]。農耕文化是獨具特色的文化遺產,是生態價值的重要體現。農耕文化創造出土地連續耕種2 000多年而地力不衰減的奇跡[3],經濟價值不可估量。
隨著農業和農村經濟的發展,傳承農耕文化也是現代農業生產的現實需要。2010年9月25日,原農業部總經濟師陳萌山在“2010年中國農耕文化節”開幕式上強調,各地政府要深刻理解中國農耕文化的核心理念,充分認識中國農耕文化的現實價值,加強對農耕文化傳承的支持和引導,采取有效措施推進中國農耕文化的傳承[3]。傳承農耕文化既要保持歷史傳統,也要結合時代創新;既要注重保存遺風遺韻、原汁原味,也要與自然資源和產業發展相結合。
1.3 春耕大典再現貴池區農耕文化傳統 貴池區委、區政府高度重視傳承農耕文化,從2016年開始,借助杏花村文化旅游節平臺,每年3月舉辦一次春耕大典活動。2016年3月10日首屆春耕大典活動在杏花村文化旅游區拉開帷幕,至今已舉辦4屆。春耕大典以儺戲、舞蹈的形式再現了古代人插秧、耕地、播種、收割以及豐收的勞動過程。春耕大典以質樸的、群眾喜聞樂見的直觀形式,引導人們現場感悟、體會傳統農耕文化實質內涵。
2 貴池區秸稈綜合利用產業發展現狀
2.1 農作物秸稈資源豐富
全國秸稈每年產量9億多t,綜合利用率超過82%[4];全國農作物秸稈可收集利用量8.24億t,綜合利用率每提高1百分點就意味著要處理800萬t秸稈[5]。安徽省是一個農業大省,常年糧食播種面積近0.067億hm2,農作物秸稈常年可收集量4 800萬t[6],2018年全省秸稈綜合利用率約89%,高出全國4百分點以上[7]。根據近3年統計,貴池區主要農作物播種面積6.85萬hm2,其中水稻4.26萬hm2,油菜1.37萬hm2,棉花0.66萬hm2,小麥0.23萬hm2,玉米0.34萬hm2。茶園0.27萬hm2,果園0.02萬hm2,蔬菜0.51萬hm2。農作物秸稈量為47.52萬t,可收集量 38.44萬t[7]。
2.2 貴池區秸稈綜合利用產業快速發展
2.2.1 政策支持力度大,產業化利用企業發展速度快。
安徽省委、省政府高度重視農作物秸稈禁燒和綜合利用產業發展, 2017年開始,全省秸稈綜合利用提升工程被納入民生工程績效考核,貴池區配套出臺多項支持政策,在保證實施民生工程資金需求外,2018、2019年均出臺《貴池區農作物秸稈收購實施辦法》(貴政辦〔2018〕20號,貴政辦〔2019〕29號)文件,規定獎補秸稈產業化利用企業230元/t,其中定點收購補助150元/t,運輸費用補助80元/t。對參加省秸稈綜合利用博覽會的企業給予獎補,簽約企業及展品豐富企業給予3萬元補助。
在一系列政策支持下,貴池區秸稈綜合利用產業快速發展。秸稈“五化”(肥料化、飼料化、基料化、燃料化、原料化)利用產業不斷提升,秸稈綜合利用水平逐年提高,綜合利用企業逐年增加。2019年全區已建設各類“五化”利用企業8家,全年農作物秸稈可收集量35.72萬t(小麥播種面積減少),綜合利用量32.15萬t,綜合利用率達到90%,其中產業化利用量占秸稈綜合利用總量比例超過44%,能源化和原料化利用量占秸稈綜合利用總量比例40%, “五化” 利用以能源化利用為主,能源化利用量12.94萬t;秸稈機械化還田是綜合利用的主要方式之一,肥料化利用達到17.58萬t,飼料化和基料利用量1.4萬t,工業原料化利用量0.23萬t。
2.2.2 產業布局合理,五化利用水平不斷提升。
貴池區高度重視農作物秸稈綜合利用產業布局,充分利用安徽省秸稈綜合利用產業化博覽會平臺,引導秸稈綜合利用企業分類投資建設,綜合利用水平逐年提升。
2.2.2.1 大力發展能源化利用企業。
在民生工程支持下,貴池區先后建成固化成型燃料生產企業2家,分別是2017年池州市盛徽生物質燃料有限公司;2019年池州眾豐現代農業發展有限公司。年產生物質固化成型燃料10萬t以上,折合替代標準煤5萬t以上。
生物質能發電企業除地方國有企業325電廠外,2018年省秸稈綜合利用博覽會簽約落地的池州萬鴻生物質能源有限公司,已建成投產。2019年省秸稈綜合利用博覽會簽約的安徽盛鴻生物質熱電有限公司正在建設中。
秸稈沼氣發電工程由池州市忠友秸稈綜合利用有限公司承建,2019年投產并網發電。
2.2.2.2 原料化利用企業初具規模。
池州市天元電子運動器材有限公司連續3年參加省秸稈綜合利用博覽會,其生產的可再生電子鏢靶獲得2019年安徽省秸稈再生產品博覽會金獎。池州市曙光竹木業有限公司已完成技術改造,利用秸稈替代林業廢棄物生產紙漿。
2.2.2.3 飼料化生產開始起步。
池州畜源牧業發展有限公司以養殖皖南小黃牛為主,秸稈飼料化應用技術成熟,與周邊大戶或經紀人訂單收購。2019年池州眾豐現代農業發展有限公司增加飼料化利用生產線,購置大型專用秸稈揉絲打捆成套設備,年生產秸稈飼料1萬t。
3 貴池區秸稈綜合利用產業發展趨勢
3.1 建立健全秸稈收儲運體系 因農作物收獲時間相對集中,短時間內秸稈大量產生,丘陵地區田塊零碎,小型機械收集不徹底。分散的、企業自主建立的收儲點難以勝任,必須建設合理、高效的秸稈收儲運體系。秸稈收儲運體系包括鎮街收儲中心和村級收儲站點建設,依托地方國有企業325發電有限公司以及池州眾豐現代農業發展有限公司、池州市忠友秸稈綜合利用有限公司等龍頭企業為主體,建立全區秸稈收儲體系,站點分布于各個鎮街行政村,確保秸稈收儲企業能夠長期運營,真正建立起市場驅動、公司化動作的長效運行機制。
3.2 壯大秸稈能源化利用產業集群 秸稈能源化采用主要包括秸稈固化成型燃料、秸稈發電、秸稈沼氣、秸稈熱解氣化等技術方法,依托池州市325發電有限公司,池州萬鴻生物質能源有限公司、安徽盛鴻生物質熱電有限公司以及池州眾豐現代農業發展有限公司、池州市忠友秸稈綜合利用有限公司等大型龍頭企業的建設,培育發展以秸稈、林木廢棄物等為主要原料來源的秸稈能源化綜合利用及相關配套產業,形成秸稈能源化利用產業集群。
3.3 培育秸稈原料化利用產業 大力發展秸稈代木、纖維原料、清潔制漿等工業利用領域,大力發展以秸稈為主要原料的清潔制漿等產業。依托池州市天元電子運動器材有限公司、池州市曙光竹木業有限公司等龍頭企業,通過引進國內外秸稈綜合利用先進適用技術和經驗,拓展和延伸環保秸稈生物質工藝品及秸稈造紙等相關產業鏈條,形成秸稈原料化利用產業集群。同時積極引進秸稈清潔制漿,秸稈生物基新材料,秸稈一次性模壓成型和以秸稈為主要原料的生物質工藝品、綠色餐具等無公害生產企業,構建秸稈原料化利用相關產業鏈。
3.4 拓展秸稈飼料化利用產業 秸稈養畜是貴池區的傳統產業,秸稈的喂養方式主要有直接飼喂、長草短喂等。依托池州畜源牧業發展有限公司、池州眾豐現代化農業發展有限公司,圍繞規模養殖場的秸稈飼料化利用,發展專業從事秸稈養畜飼料商品化利用的企業,推進農作物秸稈飼料化利用產業發展。
3.5 改造復活現有國債沼氣項目 秸稈和豬糞進行混合發酵被認為是一種更有效的方法,不僅降低了單一發酵的碳氮比不平衡問題,而且提高了系統的緩沖能力,有利于發酵反應的高效進行。試驗表明,在“秸稈+豬糞”組合中,在相同進料負荷的條件下,混合物料的甲烷產量要高于單一的物料,豬糞是產甲烷的主要物質基礎;秸稈對產甲烷的貢獻較弱,但秸稈的添加能夠有效減緩豬糞高氮含量而帶來的氨抑制作用,維持厭氧發酵系統的穩定,從而提高總產氣量。這對以豬糞為主要原料的高濃度厭氧發酵而言,適量添加秸稈類高碳類物料具有積極的意義[9]。自2003年以來,貴池區累計建設國債戶用沼氣項目17 218個;建設小型沼氣工程計37個;承擔建設大型沼氣工程11處。均單一以畜禽糞便為發酵原料,但受生豬養殖市場起伏變化,大部分處于停用或半停用狀態。如果添加農作物秸稈作原料,及時對各沼氣工程進行更新改造,增加秸稈前處理及上料系統,讓停用或半停用的沼氣工程重新啟動,讓現有戶用沼氣池復活,不但可以增加秸稈利用新途徑,更能讓停用或半停用狀態的沼氣項目重新發揮效益。
4 傳統農耕文化在現代秸稈綜合利用產業中的傳承和發展
秸稈綜合利用產業的培育與發展,有效緩解了秸稈禁燒的壓力,也緩和了干群關系。有了秸稈產業化利用企業,有了不同的消化方式,農村秸稈不用繼續堆放在田間地頭了,相反農民還能從中獲得一定的利益,群眾對秸稈禁燒的認識不知不覺中提高了。但是對不允許燒火(糞)灰仍然不能理解,認為這是傳統農耕文化的扼殺。
4.1 農作物秸稈的傳統用途
在人們的印象中,傳統的秸稈利用方式主要有3種。一是當肥料,增加土壤肥力。除了燒火(糞)灰外,還廣泛用于直接還田、過腹還田、高溫堆肥等。雖然技術含量不高,但是可以有效疏松土壤,培肥地力。二是當柴禾用,做飯取暖。特別是圩區,柴草缺乏,用秸稈當柴禾燒飯、取暖非常普遍。三是當飼料,喂養牲畜。傳統耕作方式下,農田耕作主要靠大牲畜。喂養牲畜的飼料主要是秸稈,特別是在寒冷的冬季。
4.2 農耕文化在現代秸稈綜合利用產業融合發展中得以升華
4.2.1 炭基肥是升級版草木灰(火糞灰)。
燒火糞灰是秸稈肥料化最基本的表現形式之一,也是民間對農耕文化最簡單、最直接的認知形式之一。草木灰是柴草燃燒后形成的灰肥,是一種質地疏松的熱性速效肥,在農業生產上廣泛應用,經常用作底肥。除含速效鉀(5%~15%)外,還含有磷、鈣、鐵、鎂、硫等有效養分。隨著技術的提升,新型生物質炭基有機肥在秸稈炭化技術的幫助下得以實現。通過秸稈制碳機設備將秸稈等生物質有機物進行炭化處理,而后進行深加工制成新型炭基有機肥,以稻殼生物質炭為例,其基本理化性質如下:pH 8.09,有機碳301.27 g/kg,全氮4.11 g/kg,全磷1.29 g/kg,全鉀13.70 g/kg,鈣3.25 g/kg,鎂1.45 g/kg,C/N為80.91[10]。炭基肥有機質含量高,營養十分全面,一次施肥可以滿足作物對多種元素的要求,彌補了長期施用無機肥的不足。
生物炭是含碳量豐富的生物質在無氧或限氧條件下低溫熱解而得到的一種細粒度、多孔性的碳質材料,其可提高土壤蓄水儲養能力,保護土壤微生物,提高作物產量[11]。新型炭基有機肥可適用于各種農作物、園藝、水果、經濟林、花卉、苗木等土壤中,可作為作物的基肥、追肥等,同其他化學肥料配合使用。
生物炭經過不同形成處理后,形式不同規格的炭基肥。這一新興的炭基肥產業在貴池區已開始發展,將漸成規模。2018年安徽省秸稈綜合利用博覽會簽約落地的池州萬鴻生物質能源有限公司已建成投產,公司建設1條制炭生產線和1條制肥生產線,進行生物質炭和生物質有機肥的成型加工,年產生物質炭1.6萬t。2019年省秸稈綜合利用博覽會簽約的安徽盛鴻生物質熱電有限公司采用先進的氣化工藝技術生產生物炭、燃氣,設計制炭車間800 m2,緩沖炭倉、炭粉制棒機,年產生物質炭9 000 t。
4.2.2 秸稈機械化還田是直接還田的再提升。
不同的秸稈還田方式對土壤有機質含量影響大,粉碎后還田比直接還田增加的有機質含量多,且變化趨勢明顯。粉碎還田微生物與土壤的接觸面積大,微生物代謝旺盛,土壤有機質積累多,傳統的直接還田,即使給水量上升也難以有效提高土壤有機質含量。研究表明,與傳統的直接覆蓋還田相比,粉碎還田呼吸量、有機質含量、還田率都較高,但同時損失率較高;當還田量為33%時呼吸量、有機質含量、還田率最高,還田量為67%時損失率最低;還田時間在11~19 d時,呼吸量激增;有機質含量在10 d時最高;還田率和損失率都隨著時間的推移而不斷增大[12]。
機械化粉碎后還田已廣泛應用,2019年底,全省農機總動力達到6 700萬kW,比2015年增長16%。全省主要農作物耕種收綜合機械化水平達到80%,比2015年的71.6%提高8.4百分點[13]。據貴池區農機化發展中心介紹,該區農作物秸機械化收割水平已達80%,收割機基本加裝粉碎機, 部分農作物秸稈邊收割、邊粉碎、邊還田,比直接還田效果好。
4.2.3 秸稈固化成型燃料是秸稈當柴禾的升華。
改革開放前,許多農村生活能源仍主要依靠秸稈、薪柴等生物質低效直接燃燒的傳統利用方式提供。現實生活中,秸稈直接用作燃料已漸行漸遠,基本成為過去式。隨著時代的發展,秸稈作為燃料依然存在,并且賦予新的形式和內涵,是新的可再生能源,前景廣闊。
秸稈是一種很好的清潔可再生能源,每2 t秸稈的熱值相當于1 t標準煤,而平均含硫量只有0.38%,遠低于煤1.00%的平均含硫量,具有顯著的能源效益和環境效益[14]。
秸稈固化成型燃料技術能克服秸稈直接利用時體積大、密度小、含水率高和儲運不方便的缺點,成型后的燃料性能得到極大改善,使用方便,是煤、氣、油等高價位能源的理想替代產品。
貴池區自2017年開始,借助民生工程支持,先后建成池州市盛徽生物質燃料有限公司;池州眾豐現代農業發展有限公司。可年產生物質固化成型顆粒燃料10萬t以上,相當于節約5萬t標準煤。
4.2.4 秸稈氣化或生物質發電是秸稈能源化發展的大方向。
為充分利用當地生物質能源資源,以當地充足的秸稈及農林廢棄物為原料,貴池區大力培育和扶持秸稈氣化或生物質發電企業,加快可再生能源開發利用,有效延長農業產業鏈,提高農業效益,增加農民收入,改善農村環境,促進農村地區經濟和社會的可持續發展。
池州市325發電有限公司(簡稱325電廠)是貴池區地方國有企業, 2臺75 t/h生物質發電機組已于2014年10月15日順利并網發電,全部采用生物質燃料直燃發電,主要燃料品種為農作物秸稈、農林廢棄物。年消耗生物質燃料約25萬t,其中秸稈年利用量為8萬t左右,節約標準煤17.5萬t。2015以來,每年發電1.6億kW·h以上,每年產值1.2億元,稅收近700萬元。
池州萬鴻生物質能源有限公司、安徽盛鴻生物質熱電有限公司都是農作物秸稈、農林廢棄物熱解炭化發電企業。池州萬鴻生物質能源有限公司已于2019年建成投產,采用先進的氣化工藝技術生產生物炭、燃氣,生物炭經加工制成炭基肥等,燃氣用于發電。年處理秸稈農林廢棄物6萬t,年制炭1.2萬t,年發電量2 232萬kW·h并輸出至國家電網。
池州市忠友秸稈綜合利用有限公司是一家農作物秸稈綜合利用集中供氣發電工程,是2017年貴池區農作物秸稈綜合利用民生工程,一期工程年處理秸稈3 000 t,已建成并網發電。二期工程擴建一座5 000 m3發酵罐、一座1 000 m3儲氣罐、250 kW發電機組等配套設施,完工后發電量可達175萬kW·h。秸稈年利用量15 000 t,年產值620萬元。
4.2.5 秸稈飼料化應用更加廣泛。
秸稈飼料化技術是提高秸稈飼用價值的有效途徑,以物理方法及微生物處理方法為主。農作物秸稈中含有豐富的纖維素、半纖維素、木質素等非淀粉類大分子物質,是草食性家畜重要的粗飼料來源。研究發現,1.00 t普通秸稈的營養價值與0.25 t糧食的營養價值相當。秸稈飼料比可大幅度提高牛、羊肉及其奶制品的產量和質量,進而改善人民群眾的膳食結構;減少飼料用糧,解決人畜爭糧矛盾。發展畜牧業的同時一定程度上解決秸稈的資源化問題,提高秸稈的利用率[15]。池州畜源牧業發展有限公司以養殖皖南小黃牛為主,秸稈飼料化應用技術成熟,與周邊大戶或經紀人訂單收購。2019年池州眾豐現代農業發展有限公司增加飼料化利用生產線,購置大型專用秸稈揉切打捆成套設備,年物理化生產秸稈飼料1萬t。
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