薛 澤,徐 銳,李 彥,周世金,孫培培
(1.云南師范大學,昆明 650000;2.云南省農村能源管理總站,昆明 650000)
秸稈是在農業生產過程中農作物收獲后所遺留的根、莖、葉等剩余物,是可重復利用的可再生生物資源[1],是一種具有多用途的寶貴資源。加大秸稈的回收利用有利于提高農業效益、優化能源結構、減少有害氣體排放、保護生態環境。云南省是傳統的農業大省,根據農作物秸稈資源臺賬統計情況,2020年云南省秸稈產生量為1 944.48萬t,因為農耕歷史悠久,傳統的耕作方式傳承已久,對農作物秸稈合理有效利用還是以直接還田、就地焚燒、喂養牲畜等單一利用方式為主,導致秸稈浪費嚴重。實施秸稈綜合利用,是有效減少農民露天焚燒秸稈、改善農業農村環境的重要途徑,也是提升耕地質量、加快生態循環農業發展的重要舉措[2]。因此,對云南省秸稈綜合進行了深入研究,對秸稈綜合利用方式水平的提升提供建議。
1.1.1 秸稈產生情況
云南省屬低緯度內陸地區,地勢呈西北高、東南低,自北向南呈階梯狀逐級下降,為山地高原地形,山地面積占全省總面積的88.64%,氣候基本屬于亞熱帶和熱帶季風氣候,滇西北屬高原山地氣候,全省平均氣溫,最熱(7月)月均溫在19~22 ℃之間,最冷(1月)月均溫在6~8 ℃之間[3]。根據農業農村部秸稈資源臺賬顯示,2020年云南省播種面積437.84萬hm2,由表1可知云南省農業作物主要以玉米、中稻和一季晚稻、甘蔗、油菜、小麥、木薯、馬鈴薯等作物為主,2020年秸稈產生總量約為1 944.48萬t,其中玉米、中稻和一季晚稻、甘蔗、油菜、小麥、木薯、馬鈴薯、其他秸稈產量分別為982.24萬t、356.39萬t、139.63萬t、107.00萬t、91.82萬t、45.78萬t、36.68萬t、184.90萬t。分別占總產量的50.51%、18.33%、7.18%、5.50%、4.72%,2.35%、1.89%、9.52%。
秸稈物質主要由纖維素、半纖維素、木質素及少許的脂類等構成 ,所含的碳、氫、氮、磷、鉀等物質十分豐富,含量分別為41.52%、5.26%、0.75%、1.25%、17.01%[4]。圖1可以看出,玉米秸稈產生量及所占比例最大,分別為896.10萬t、占41.2%,其次為水稻的336.41萬t、占15.5%。全國范圍內,云南省玉米、油菜、馬鈴薯、木薯、甘蔗及其他秸稈占秸稈總量的比例均高于全國的比例。云南省無棉花種植,除棉花外花生秸稈所占比例最少,僅為0.5%。

圖1 全國與云南省秸稈產生量占農作物秸稈總產量比例對比圖
1.1.2 秸稈利用情況
2020年云南省農作物秸稈綜合利用率89.61%,各作物利用率除棉花外均在69%以上,其中玉米達到了92.41%,因為玉米秸稈作為肥料或者飼料處理時,利用方式簡單、工序便捷,但是在處理時仍有7%以上的浪費,大豆秸稈利用率僅69.7%,造成了30.3%的嚴重浪費,所以如何進一步提升云南省農作物秸稈綜合利用水平,仍然值得進一步去探索思考。

表1 2020年云南省農作物秸稈產量及利用率情況表
根據農作物秸稈資源臺賬統計情況,云南省秸稈品種以玉米、水稻、甘蔗、油菜、小麥、木薯等為主。可收集資源量1 699.44萬t,利用量約1 522.92萬t,同2019年87.69%相比提高1.92%。五化利用量為1 528.96萬t(含調入量),利用方式為:肥料化利用量737.82萬t,占比48.26%;飼料化利用量657.72萬t,占比43.01%;燃料化利用量約70.71萬t,占比4.62%;基料化利用量約17.18萬t,占比1.12%;原料化利用量約45.53萬t,占比2.98%。由圖2云南省2019—2020年農作物秸稈“五化”利用對比圖可知,“五化”利用同比2019年,除飼料化外皆呈現下降趨勢,另外對比兩年可發現云南省農作物秸稈利用多數以肥料化、飼料化為主,由此可見,秸稈“五化”利用水平不高。

圖2 云南省2019-2020年農作物秸稈“五化”利用對比圖

圖3 云南省各州(市)秸稈情況分布圖
云南省各州(市)秸稈產生與利用情況及分布情況如表2及圖3a所示可知,2020年云南省秸稈產生量200萬t以上的州市有兩個,分別為曲靖市、紅河州,其中農業大市曲靖產生量占全省產生量的14.7%;產生量100萬~200萬t的有7個州市;產生量100萬t以下的有7個州市,其中怒江州受經濟及地形影響,2020年秸稈產生量僅11.3萬t。受云南整體氣候、地形、經濟條件等影響,農作物秸稈主要分布在滇中、滇南,滇西北秸稈產量較低。
由圖3b及表2可知,云南省各州(市)中,秸稈綜合利用率超過全省平均水平并大于90%的有7個州(市),為昆明市、曲靖市、保山市、普洱市、楚雄州、玉溪市、迪慶州,其中曲靖市綜合利用率最高達94.41%。農作物秸稈綜合利用率80%以下的有9個州(市),分別是紅河州、昭通市、文山州、大理州、臨滄市、德宏州、西雙版納州、麗江市、怒江州,其中怒江州秸稈綜合利用率全省最低,為85.49%,這與當地地形、交通、經濟等條件存在一定關系。
根據農業農村部秸稈資源臺賬顯示,2020年云南省社會化主體共有2 138個,同比2019年新增176個,年利用量最高的是以肥料化為主的曲靖康莊肥業有限公司,年利用量達21 000 t,以及以飼料化為主的耿馬弘興牧業加工有限公司,年利用量達21 000 t。如圖4云南省社會化組織年消耗秸稈量情況表所示,年利用量在10 000 t以上的僅有7個,占比僅0.32%;年利用量在5 000~10 000 t的有的僅有22個,占比僅1.02%,而年處理量在500 t以下的有1 798個,占比84.01%,由此可見,云南省缺少秸稈綜合利用龍頭型企業,大多數社會化組織規模皆不大。

表2 云南省各州(市)秸稈產生與利用情況表
2020年全省市場主體規模化秸稈“五化”利用量合計84.46萬t。圖5云南省市場主體“五化”利用所示,以飼料化為主,年利用量達70.70萬t,占比83.71%;肥料化年利用量7.040萬t,占比8.34%;燃料化2.13萬t,占比2.52%;基料化3.67萬t,占比4.35%;原料化0.90萬t,占比1.07%,由此可見,云南省“五化”利用方式單一,結構不佳。
2020年云南省農作物秸稈離田利用量總量達到1 060.44萬t,2020年云南省農作物秸稈離田率62.40%,由2020年云南省農作物秸稈離田利用量分布圖(圖6)可知,農戶分散離田利用量975.99萬t,占比92.03%,市場化主體利用量僅87.46萬t,占比僅7.97%,充分說明云南省農作物秸稈利用產業化水平不高,還需進一步加強。
目前,全省秸稈綜合利用整體主要以肥料化、飼料化為主,主要利用方式以農戶分散的肥料化、飼料化、直接還田為主,利用水平不高,并且方式單一,因為云南省秸稈產量大,產期集中、局部秸稈廢棄物丟棄田間地角的問題仍然存在。且云南省秸稈資源總量較大,品種多樣,廣大山區山高坡陡、秸稈運輸困難,經濟實用的配套技術設備、適合分散農戶利用的小型實用機械設備匱乏,導致綜合利用水平低,秸稈浪費嚴重。

圖4 云南省社會化組織年消耗秸稈量情況

圖5 云南省市場主體秸稈“五化”利用量

圖6 2020年云南省農作物秸稈離田利用量分布圖
云南省雖然有大量的有機肥生產原料,除少部分秸稈用作食用菌生產原料、青貯飼料外,由于沒有秸稈規模化利用的龍頭骨干有機肥生產企業存在,以及缺乏與農作物秸稈利用相關的企業、合作社、集體經濟實體作牽頭推廣農作物秸稈綜合利用技術,導致利用方式較為單一,加之秸稈產生時間較為集中,面廣量大,點多分散,易燃、易潮、易腐,儲運費時費力,儲存成本高,受市場波動影響大[5],未形成一套完整、規范的秸稈收集貯運體系,大多數秸稈都未深度開發利用而被簡單直接還田,是制約秸稈利用產業化發展的主要瓶頸之一。
秸稈收儲運環節利潤較低,由于各級財政困難,政府資金投入和政策扶持力度不夠,沒有一套成熟的對秸稈收集處理企業的土地使用和基礎設施建設優惠和扶持政策,利益激勵機制不健全,沒有形成完整的長效運行機制。
云南省秸稈飼料化及畜牧產業化水平低,主要以分散經營、種養殖大戶、單家獨戶的小生產為主,難以形成穩定的飼料化原產物需求,肥料化相關企業也是業務類型廣泛,加之肥料市場不穩定,導致年秸稈消耗量以及肥料產量低。由于連接市場與農戶的龍頭企業、中介組織鳳毛麟角,秸稈商品飼草化、肥料化市場化運作缺乏經驗;加之秸稈收儲運過程中的高成本、高風險,導致秸稈收儲運體系的建設與形成難度加大。
因為農村勞動力缺乏、農民思想觀念陳舊,導致焚燒秸稈現象零星發生,農田焚燒秸稈使地面溫度急劇升高,會直接殺死土壤中的部分微生物,同時導致土壤水分損失65%~80%,造成土壤板結和干旱,影響作物對水分和養分的吸收[6]。秸稈焚燒還會造成大氣環境污染,使空氣中可吸入顆粒物含量明顯增高,影響交通安全等。
根據云南省秸稈資源潛力及綜合利用現狀,以及每年中央資金、省級財政、地方配套等投入支持,在“雙碳”背景下,圍繞高原特色農業及綠色循環農業,確定云南省秸稈綜合利用的重點方向和領域,在資源種類上,主要考慮解決占比接近70%的玉米、水稻秸稈,以及比較難處理的薯類秸稈;在利用方式上,圍繞云南省大力提升耕地地力及發展肉牛產業等政策,繼續大力發展肥料化、飼料化,積極發展能源化、加快發展基料化、鼓勵發展原料化的“五化”利用綜合發展的格局。在關鍵領域中,重點突破無秸稈龍頭產業化組織,以及收儲運平臺搭建困難的局面,加快產業化發展格局,逐步形成市場驅動機制[7],逐步形成政府扶持、企業主導、農民參與的秸稈綜合高質量利用的局面。
一是從政策上對秸稈綜合利用傾斜,建立和完善促進秸稈綜合利用的激勵約束機制,根據實際情況,由政府高位推動、多行業職能部門聯合,共同出臺法律法規、行政規章、稅收優惠政策、農機補貼政策、技術支持政策、用地用電、運輸過路費開通綠色通道、財政資金扶持等優惠政策,推進秸稈綜合利用。二是加大對各項扶持政策的宣傳,如“十三五”以來,中央財政累計投入資金86.5億元,支持了694個重點縣整體推進秸稈利用,做好充分宣傳,使企業、農戶積極參與到農作物秸稈綜合利用中,為農民個人 、相關企業利用秸稈創造條件。
一是強化技術支撐,大力開發操作簡便、集中利用水平高的秸稈綜合利用新技術,總結凝練典型模式,開展針對性技術指導和培訓,促進技術普及應用,堅持秸稈綜合利用與農業生產相結合,在滿足種植業和畜牧業基本需求的基礎上,抓好肥料化、飼料化、燃料化和基料化等領域新技術、新裝備、新工藝的示范推廣,合理引導原料化綜合利用方式,構建多途徑、多層次的秸稈綜合利用體系,優化秸稈綜合利用結構和方式,不斷提高利用效益。二是加強本地適用性應用技術研發。因地制宜地選擇適合山區、半山區、壩區的小型秸稈收集處理機械,重點發展秸稈飼料化、肥料化,合理引導秸稈燃料化、原料化、基料化的產業化綜合利用,不斷拓展利用領域,提高經濟效益、社會效益和生態效益[8]。
充分發揮市場配置資源的作用,鼓勵社會力量積極參與,培育一批以秸稈綜合利用為主營業務的企業,形成以市場為基礎、政策為導向、科技為支撐、企業為主體、農民廣泛參與的長效機制。
學習各地先進經驗,鼓勵農戶或種養殖大戶,以自身為單位,進行肉牛養殖,在自家種植范圍內發展綠色循環農業,逐步形成秸稈大部分離田,與種植、養殖、產業化銜接,可作為飼料喂牛、有機肥料、基料、原料等,少部分可和牛糞混合堆漚后還田,或者直接還田。通過綠色循環農業的發展,逐步提升秸稈利用水平、離田利用率、產業化利用能力等。該模式發展還對當地提高農業生產環境質量,發展高效、具有地方特色的綠色農業產品,創建綠色農產品品牌,以綠色農業品牌效應帶動地區相關農業產業發展起到積極作用[9]。
一是因為秸稈資源臺賬不完善,不能精準、全面反應秸稈產生、綜合利用情況,存在以偏概全的情況,所以加強秸稈資源臺賬的建設,逐步完善農作物秸稈資源臺賬數據完整性與準確性,給國家與地方政府制定政策提供數據支持。二是收儲運體系建設是實現秸稈“五化”綜合利用的重要基礎和保障。要大力培育秸稈收儲運服務主體,構建各縣縣域全覆蓋的秸稈收儲和供應網絡,打通秸稈離田利用瓶頸,突破秸稈產業化利用運輸難題。
云南省秸稈資源產量巨大,在“碳減排”背景下的今天,將農作物秸稈作為可再生能源循環利用變得尤其重要。目前,雖然云南省秸稈綜合利用工作仍在扎實推進,但還是存在秸稈利用水平低、利用不完全的情況。云南省農業農村廳、云南省農村能源管理總站等職能部門的統籌規劃、多措并舉的情況下,相繼出臺了相關的指導農作物秸稈綜合利用的具體方案,在全省共同努力下,2020年秸稈綜合利用率實現89.61%高位運行,相信“十四五”期間,全省秸稈綜合利用率能達到95%以上更高位運行。與此同時,建立較完善的秸稈還田、收集、儲存、運輸社會化服務體系和秸稈綜合利用長效機制,基本構建以秸稈肥料化、飼料化利用為主,能源化、基料化利用為輔,原料化利用為補充的多途徑利用格局,使得綜合利用效益和水平得到提升,在實現農作物秸稈綜合利用的基礎上,獲得經濟效益和環保效益的雙豐收。
(05)