摘要:龍州縣作為甘蔗種植大縣,具有豐富的蔗葉資源。龍州縣蔗葉資源化利用主要分為蔗葉肥料化利用、蔗葉燃料化利用和蔗葉飼料化利用3種形式。研究發現,相較于蔗葉肥料化利用和蔗葉燃料化利用,蔗葉飼料化利用方面取得了一定的成效,其利用技術相對成熟,政府的支持力度相對較大,蔗農接受程度相對較高。綜述針對龍州縣蔗葉資源化利用現狀和存在的問題進行分析梳理,針對性提出龍州縣蔗葉綜合利用發展建議,以期為龍州縣蔗葉資源化利用政策制定和可持續發展提供參考。
關鍵詞:龍州縣;蔗葉;資源化;現狀;對策
中圖分類號:S566.1 文獻標志碼:A
Analysis of Current Situation and Strategies for Sugarcane Leaf Resource Utilization in Longzhou
GUO Qiang1, TANG Liqiu1, WEI Haizhong2, NONG Yanfang3, BI Dejin1,
QIN Changxian1, SHI Zesheng1, LI Zhengying1, PENG Chong1,
WEI Jianglu1, MA Wenqing1*
(1Guangxi South Subtropical Agricultural Science Research Institute, Chongzuo, Guangxi 532415,China; 2Guangxi Longzhou Liangjian Eco-Pastoral Specialized Cooperative, Chongzuo, Guangxi 532415, China;3Longzhou Animal Husbandry Station, Chongzuo, Guangxi 532415, China)
Abstract: As a large sugarcane growing county, Longzhou has abundant sugarcane leaf resources. the resource utilization of sugarcane leaves in Longzhou is mainly divided into fertilizer utilization, fuel utilization and feed utilization. The study found that comparing with the fertilizer utilization and fuel utilization, the feed utilization had achieved a certain degree of success, with relatively mature utilization technology, relatively strong government support and relatively high acceptance by sugarcane farmers. The review analyzed and combed the status quo and existing problems of the sugarcane leaf resource utilization in Longzhou, and proposed recommendations for the development of the comprehensive utilization of sugarcane leaves in a targeted manner, with a view to provide references for further sugarcane leaf resource utilization policy formulation and sustainable development.
Keywords: Longzhou; sugarcane leaf; sourcing; current situation; strategy
甘蔗(Saccharum spp.1 hybrid)是一種生長于熱帶、亞熱帶地區的C4作物,屬于禾本科單子葉植物,是世界上最重要的糖料作物和可再生綠色能源作物,其產糖量占世界食糖總量的80%,占我國食糖總量的90%,其生產的乙醇產量占世界乙醇總產量的26%[1-3]。我國作為世界三大蔗糖生產國之一,甘蔗主產區位于氣候干旱、土壤貧瘠的廣西地區,目前廣西已成為我國糖料蔗生產第一大省區,崇左市更是享有“中國糖都”的美譽[4-5]。龍州縣位于中國南疆,地處中越邊境,為山地丘陵區,甘蔗種植面積3.855萬hm2,占耕地面積的77%,是以糖料蔗生產作為支柱產業的農業縣[6]。
蔗葉是糖料蔗收獲蔗莖后剩余的枯葉和甘蔗尾梢,是甘蔗生產的主要副產物來源[5]。枯葉是甘蔗葉片在生長過程中干枯的葉片;而甘蔗尾梢是指甘蔗雞蛋黃處往下30 cm砍掉的蔗莖及尚未枯黃的青葉的總稱,該部分蔗莖因為鮮嫩,含糖量非常低,糖廠要求甘蔗收獲時必須砍掉丟棄[7]。有研究表明[8],廣西甘蔗生產上主要栽培品種的秸稈占比大部份集中于10%~20%之間,桂糖42號和柳城05-136秸稈占比分別為14.3%和13.3%。按照龍州縣甘蔗種植面積3.855萬hm2,平均單產75 t/hm2計算,龍州縣每年可產生38.4萬~41.3萬t的甘蔗尾梢。由此可見,龍州縣具有豐富的蔗葉資源,產生時期集中于11月份至次年3月份,非常有利于蔗葉資源化利用。
龍州縣蔗農對于蔗葉的傳統處理方式是就地焚燒,該處理方式操作簡單易行,成本低廉,宿根蔗管理便于機械化耕作;但蔗葉焚燒會產生大量的煙霧,對環境污染較為嚴重。近年來,隨著國家對環境保護的重視,廣西作為我國甘蔗主產區,各地市、縣政府根據《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》出臺了一系列禁止秸稈焚燒的地方性政策法規[9,10]。龍州縣也出臺了相應的規定,積極引導蔗農,通過組織政府相關人員以及村干部到各個村屯巡邏檢查,一旦發現焚燒蔗葉的情況,對涉事當事人進行批評教育,多次違反規定的處以相應的罰款,多措并舉開展禁止蔗葉焚燒工作。但這樣的行政處罰并不能有效的阻止蔗農焚燒蔗葉,很多蔗農凌晨就到地里焚燒蔗葉,以避開政府人員的巡邏檢查。這主要是由于政府并未有相應的措施為蔗農解決蔗葉處理的問題,蔗農為了不耽誤農時,只能偷偷的焚燒蔗葉。如何解決蔗葉處理問題已成為龍州縣糖料蔗生產的主要問題之一。本文針對龍州縣蔗葉資源化利用現狀和存在的問題進行分析梳理,針對性提出龍州縣蔗葉綜合利用發展建議,以期為龍州縣蔗葉資源化利用政策制定和可持續發展提供參考。
1 龍州縣蔗葉資源化利用現狀
龍州縣是甘蔗種植大縣,每年可產生40萬t左右的蔗葉。目前,龍州縣對于蔗葉資源化利用主要分為蔗葉肥料化利用、蔗葉燃料化利用和蔗葉飼料化利用3種形式。
1.1 蔗葉肥料化利用
蔗葉富含植物生長所需要的多種營養物質。唐其展等[11]研究發現,蔗葉中N、P、K含量分別為5.92%、0.65%、6.24%。STEWART等[12]研究表明,蔗葉占甘蔗生物總量的20%,含有大量的Fe、Mn、Zn等微量元素,是一種可利用的有機肥源,如能充分利用好蔗葉中的養分,有助于提高蔗地土壤有機質含量和養分循環利用。
蔗葉肥料化利用的主要形式是蔗葉直接還田和堆漚還田[5]。龍州縣蔗農主要是采用直接還田的形式,幾乎很少有蔗農采用堆漚還田,主要是由于堆漚還田形式工作量較大,不易操作。蔗葉直接還田又可分為覆蓋還田和粉碎還田。覆蓋還田主要是在甘蔗收獲后,將蔗葉攤平、均勻覆蓋于甘蔗地中,粗放管理,操作簡單,受天氣因素影響較小,6—9月份施撒1~2次肥料即可。龍州縣有部分蔗農采用蔗葉覆蓋還田的方法,主要是當地農民4—11月可外出打工,即在甘蔗砍收完后,到12月份糖廠開榨再回來砍收甘蔗。
蔗葉粉碎還田是利用機械設備將蔗葉粉碎,均勻拋撒于蔗地中,需要翻犁的地塊,用大型拖拉機將粉碎的蔗葉深耕翻埋于地下,保留宿根的蔗地在施肥培土時再用大型培土機將粉碎的蔗葉翻埋于地下,促進蔗葉快速分解腐爛,達到培肥地力的一種農機化種植技術[13-15]。目前,龍州縣蔗葉粉碎還田主要分2種,一種是人工砍收后,等蔗葉曬干,平攤均勻后,用蔗葉粉碎機將蔗葉進行粉碎;另一種是切斷式甘蔗收割機在收獲甘蔗的同時直接將蔗葉粉碎。在龍州縣出臺禁止秸稈焚燒政策法規后,很多甘蔗種植大戶只能花錢請蔗葉粉碎機進行粉碎,每667 m2需要支付100元的機械作業費用,增加了甘蔗生產成本。而切斷式甘蔗收割機因受天氣、地形、糖廠扣雜以及損耗等因素影響較大,每年機收入廠的甘蔗占比非常小,龍州縣每年僅有3萬多畝甘蔗采用機收,大部分還是以人工收獲為主。
1.2 蔗葉燃料化利用
我國秸稈燃料化利用技術主要包括熱解氣化、沼氣化、固化成型、炭化、直燃發電和制取纖維素乙醇[16]。龍州縣蔗葉燃料化利用相對落后,尚未有相應的蔗葉燃料化利用技術。2022—2023榨季,寧明縣糖廠派出專業蔗葉打包隊到崇左主要蔗區打包蔗葉,龍州縣各鄉鎮也有蔗葉打包隊,免費為蔗農打包蔗葉,統一運往寧明糖廠作為燃料。
1.3 蔗葉飼料化利用
龍州縣糖料蔗砍收期為每年11月下旬至次年3月中旬,此時正值枯草期,以往蔗農都會將甘蔗尾梢收集儲存起來,作為青粗飼料喂養自家耕牛,以解決耕牛枯草期缺糧的難題。隨著農用拖拉機的普及,各家各戶自養耕牛的現象已經沒有了,甘蔗尾梢只能遺留在蔗地中,造成極大的浪費。甘蔗尾梢的營養成分非常豐富,含糖量較高,適口性好,是一種飼養反芻動物良好的青綠飼料[17]。肖祁等[18]研究發現,新鮮的甘蔗尾梢含水分70%,粗纖維30%,粗蛋白7%,總糖分32%,有機酸7%,并含有一定數量的脂肪、淀粉、維生素、酶等。馬俊南等[19]研究表明,甘蔗梢葉的產氣量為43.18 mL,總揮發性脂肪酸為45.30 mmol/L,氨態氮為17.52 mg/100 mL,體外干物質消化率達26.8%,認為甘蔗梢葉作為飼料資源利用,作為喂養牲畜的飼料,有很大的開發價值。蔗葉飼料化利用主要通過物理加工、化學加工和生物加工3種方法。物理加工方法主要是通過切割粉碎或制成顆粒作為青鮮飼料喂養牲畜;化學加工方法主要是利用堿性溶液通過皂化作用打斷木質素、半纖維素和纖維素之間的化學鍵,有效破壞三者的結合層,從而提高纖維降解率;生物加工方法是將蔗葉青貯或粉碎后采用微生物發酵處理,提高蔗葉中的蛋白質含量,改善其營養結構,降低飼料化成本[20,21]。
據龍州縣水產畜牧獸醫局介紹,龍州縣在“十四五”中利用豐富的蔗葉資源,大力發展肉牛養殖產業,探索出一條“秸稈養牛”鄉村振興之路[22]。2014年9月龍州縣建立了第一家專業收購、加工、銷售農作物秸稈的加工點——廣西龍州縣亮劍生態牧業專業合作社,這是一家專注于蔗葉等秸稈飼料化利用的農民合作經濟組織[23]。2022年,合作社共收貯蔗葉、玉米秸稈等農作物秸稈8.596 萬t,其中甘蔗尾梢7萬多t;合作社生產的青儲飼料主要供應給龍州縣、周邊市縣及云南等地的養牛企業[22-23]。在亮劍生態牧業專業合作社的帶動下,龍州縣不斷探索蔗葉利用新路徑,龍州縣政府投資,在上龍鄉上龍村、逐卜鄉錦閣村、響水鎮鳴鳳村、下凍鎮兩莊村、水口鎮洞桂村、上金鄉聯甲村、武德鄉農干村、彬橋鄉彬橋村等鄉鎮建設了8個蔗葉收儲加工廠,積極引導建立了韻康合作社、創贏合作社等眾多的農作物秸稈綜合利用專業合作社[20]。蔗農在甘蔗砍收后,利用空閑時間收集甘蔗尾梢,用自家的農用拖拉機運到附近的蔗葉收購點,每噸的價格不低于120元。通過售賣甘蔗尾梢,每天能收入200~300元,“蔗葉換豬腳”的口頭禪逐步在龍州縣蔗農中流傳開來[22]。
2 龍州縣蔗葉資源化利用存在的問題
2.1 龍州縣蔗葉還田存在的問題
龍州縣有部分蔗農采用蔗葉覆蓋還田的方式,經走訪調查發現這種蔗葉處理方式存在的一些問題。首先,根據過去的宿根蔗管理方式,在甘蔗砍收后需要及時清除蔗地中的蔗葉,然后人工或利用機械進行破壟松蔸,將下位芽暴露在陽光下,有利于出苗壯苗[24];蔗葉覆蓋還田方式是將蔗葉均勻覆蓋于蔗地中,不利于破壟松蔸作業,甚至蔗葉完全覆蓋蔗蔸,對宿根蔗出苗造成較大影響。其次,由于蔗葉分解腐爛較慢,覆蓋還田的方式將會對宿根蔗的中期管理產生較大影響,不利于機械作業,因此采用蔗葉覆蓋還田的蔗農均不進行培土作業。如此粗放式的管理導致甘蔗倒伏嚴重,甘蔗產量降低,還會為病原菌和害蟲提供有利的越冬場所,導致來年甘蔗受病蟲為害嚴重。
龍州縣蔗葉粉碎還田存在較多問題。首先,龍州縣大部分糖料蔗種植在旱坡地,地塊小且不平整,不利于中大型蔗葉粉碎機作業;同時蔗葉粉碎機作業還受天氣因素影響,如下雨,蔗葉濕潤不利于蔗葉粉碎作業。其次,機械化蔗葉粉碎還需要支付100元/667 m2的作業費用,而且中大型機械在蔗地中作業,會壓破蔗蔸,尤其是地塊邊角轉彎掉頭的地方,蔗蔸受機械壓破非常嚴重,嚴重影響了宿根蔗出苗,所以蔗農接受這種方法程度較低。此外,鄧克杰[13]研究表明,蔗葉中的碳氮比為60∶1,蔗葉分解過程中會產生大量的氮素,而由于氮素的大量增加刺激了微生物的活動,導致微生物消耗過多的氮素,直接影響甘蔗的生長;同時,蔗葉分解過程中也會產生大量的酸性物質,影響甘蔗根系的生長,會導致甘蔗生長緩慢。最后,蔗葉粉碎還田并未經過高溫發酵,物理粉碎并不能殺死存活于蔗葉中的病原菌和蟲卵,為來年病蟲害的發展創造了有利條件。
2.2 龍州縣蔗葉燃料化存在的問題
龍州縣蔗葉燃料化利用技術并不成熟。2022—2023年榨季,寧明糖廠到龍州縣打包蔗葉作為燃料時,發現蔗葉燃料化利用技術存在較多問題。首先,遇到陰雨天氣蔗葉打包機無法進行作業,嚴重影響了作業進度。其次,蔗葉打包機、叉車、大卡車等大型機械進入蔗地作業,嚴重擠壓宿根,影響宿根蔗出苗。最后,蔗葉打包后未能及時運走,長期存放于蔗地中,影響蔗農及時耕作,蔗農就會產生消極、抵抗情緒。
2.3 龍州縣蔗葉飼料化存在的問題
目前,龍州縣對蔗葉飼料化利用技術相對成熟,但還存在一些問題待解決。首先,龍州縣蔗葉飼料化利用主要還是靠人工收集甘蔗尾梢,然后用拖拉機運到蔗葉收購點。這樣耗費人工較大,而且此時正值甘蔗砍收季節,大部分蔗農均忙于砍收甘蔗,很少有閑置時間收集甘蔗尾梢,導致蔗葉收儲量較小。陸獻[20]研究報道,2020年龍州縣秸稈收儲僅10萬多t,這對于年產甘蔗尾梢50萬t的甘蔗種植大縣來說,尚有較大提升空間。其次,蔗農認知度不足,蔗農認為蔗葉體積大、重量輕,運輸較遠,收購價格低,收益微薄,導致蔗農對收集蔗葉積極性不高,大部分蔗農仍然沒有收集蔗葉的意愿。最后,由于部分合作社發酵設備落后,制作技術不科學,蔗葉利用率低,青貯飼料易腐壞,適口性不強,維生素含量低,導致蔗葉難以轉變為畜牧業的綠色口糧[25]。
3 龍州縣蔗葉飼料化利用對策
近年來,龍州縣在蔗葉飼料化利用方面取的了一定的成果,相較于蔗葉肥料化利用和蔗葉燃料化利用,蔗葉飼料化利用技術相對成熟,政府的支持力度相對較大,蔗農接受程度較高。因此,龍州縣應大力發展蔗葉飼料化利用,探索一條“蔗葉養牛”的鄉村振興之路。針對龍州縣蔗葉飼料化利用存在的問題,主要通過以下三個方面,提高龍州縣蔗葉飼料化利用效率。
3.1 完善蔗葉收儲體系
首先,合理布局蔗葉收儲加工網點。建議在各村屯甘蔗收購中轉站設立蔗葉收購點,再由蔗葉加工廠安排大卡車將蔗葉運往蔗葉加工廠。這樣更方便蔗農運輸蔗葉,提高蔗農收集蔗葉的積極性。目前,龍州縣由政府投資1000萬元在各鄉鎮建立了8個蔗葉收儲加工廠,每個加工廠能夠覆蓋方圓15 km左右,每年能夠加工蔗葉3萬t[20]。但這仍未能夠有效的解決龍州縣蔗葉收儲難題,大部分蔗地距離蔗葉收購點仍然較遠,蔗農利用拖拉機運輸蔗葉到蔗葉收購點成本較高。其次,提高蔗農對蔗葉資源化利用的認知度。建議加大力度宣傳蔗葉焚燒給生態環境帶來的破壞,積極引導蔗農提高蔗葉綜合利用意識,結合新農村建設和現代農業生產,制定并完善蔗葉收儲的政策法規。
3.2 積極推進甘蔗分步式機械收割
甘蔗分步式機械收割是由甘蔗割鋪機將甘蔗整桿砍倒,再由甘蔗拾撿歸堆機將砍倒的甘蔗搬運到路邊歸堆,再由甘蔗抓裝機將歸堆好的甘蔗裝車運到附近甘蔗除雜點,再由整桿式甘蔗除雜設備對甘蔗進行脫葉除雜。甘蔗分步式機械收割進入田間作業的割鋪機和歸堆機整機體積較小,田間作業輕便,蔗蔸受機械壓破影響較小,宿根蔗能夠正常出苗生長,蔗農比較容易接受。此外,分步式機收將甘蔗連同蔗葉全部收集運到甘蔗除雜點,再進行脫葉除雜,幾乎沒有蔗葉遺留在蔗地里,不會影響來年耕作;砍收的甘蔗經甘蔗除雜設備脫葉除雜后,剩余的蔗葉即可打包運往附近的蔗葉收儲加工廠進行加工轉化為青飼料。這樣就很好的解決了蔗葉收儲難的難題。
3.3 大力發展蔗-牛-肥生態循環產業模式
據廣西龍州縣亮劍生態牧業專業合作社統計,龍州縣每年可生產蔗葉40萬t,如果能將這些蔗葉全部加工成青貯飼料,可滿足8萬頭肉牛1年的飼料需求[22]。肉牛養殖產生大量的牛糞,必須經過科學處理,避免污染環境。龍州縣甘牛集團等一些大型肉牛養殖場利用牛糞生產高標準有機肥,替代化肥施用到甘蔗等農作物,達到過腹還田的效果,形成一個完整的零污染、零排放生態循環產業鏈,使得甘蔗葉成為蔗農新增收入來源之一。由此可見,龍州縣利用豐富的蔗葉資源,大力發展肉牛養殖產業,是一條致富增收的振興之路,能很好的解決蔗葉資源化利用的難題。
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(責任編輯:李菊馨)