崔 波
(哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150029)
我國是世界上第一秸稈大國,隨著農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)水平的持續(xù)提升,我國秸稈產(chǎn)量也不斷增長[1],由于缺乏有力地管控和科學(xué)規(guī)劃,大量農(nóng)作物秸稈被隨意丟棄,甚至焚燒,不僅造成了再生資源的浪費(fèi),還破壞了生態(tài)環(huán)境[2]。我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平有了很大的提高,農(nóng)機(jī)裝備無論是數(shù)量上還是質(zhì)量上都呈現(xiàn)出逐年上升的態(tài)勢,在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中為農(nóng)民提供了極大方便,也為我國糧食增產(chǎn)起到巨大作用,但是在秸稈綜合利用方面顯得有些吃力。因此,應(yīng)該依靠國家相關(guān)政策大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化,為秸稈綜合利用提供全面的技術(shù)支撐。同時(shí)提高農(nóng)民秸稈綜合利用意識以及秸稈利用效率,是促進(jìn)農(nóng)民增收、環(huán)境友好、資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展有效途徑[3]。
我國土地資源豐富,農(nóng)業(yè)作為第一產(chǎn)業(yè)始終在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有重要位置,我國耕地面積大,一年大概可以產(chǎn)生近10 億t 農(nóng)作物秸稈,在所有生物質(zhì)資源中比重很大。隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,農(nóng)民的生活質(zhì)量也得到顯著改善,農(nóng)作物秸稈不是農(nóng)民唯一的燃料。農(nóng)業(yè)機(jī)械化的普及,剩余勞動力向城市轉(zhuǎn)移,為了搶農(nóng)時(shí),加上環(huán)保意識淡薄,于是采取了就地焚燒這一最快捷的處理方式。隨著我國對生態(tài)環(huán)境的重視,農(nóng)作物秸稈的處置方式也逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的大問題,遺棄和焚燒的行為既浪費(fèi)了資源,也污染了環(huán)境。
焚燒秸稈不僅會浪費(fèi)大量的生物質(zhì)資源,還會污染環(huán)境,影響人們的身體健康,更容易引起火災(zāi),因此焚燒秸稈百害無一利。如何處理過剩的秸稈就要制定科學(xué)的、符合實(shí)際的利用方式,要進(jìn)行資源化綜合利用, 而秸稈綜合利用就是指通過現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù),將農(nóng)作物秸稈當(dāng)成一個(gè)再生資源,對秸稈進(jìn)行多方面的合理開發(fā)利用,不僅要有經(jīng)濟(jì)效益,更要有生態(tài)效益。秸稈綜合利用就是要優(yōu)化農(nóng)業(yè)種養(yǎng)模式,發(fā)展壯大農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè),帶動廣大農(nóng)戶增加收入,促進(jìn)農(nóng)村又好又快發(fā)展。在國家日益關(guān)注農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的背景下,國家、省、市各級政府部門紛紛制定多項(xiàng)優(yōu)惠政策引導(dǎo)和扶持糧食作物秸稈的綜合使用。當(dāng)前,農(nóng)作物秸稈綜合應(yīng)用的途徑大致分秸稈的飼草化、秸稈的肥料化、秸稈的燃料化、秸稈的基料化、秸稈的原料化這五大方面。秸稈飼草化主要是在確保糧食安全的情況下發(fā)展畜牧業(yè), 秸稈可為牲畜提供大量的飼料。秸稈肥料化是指將秸稈進(jìn)行處置后再轉(zhuǎn)為化肥,目前主要有直接還田、秸稈腐熟再還田等形式。秸稈燃料化就是將打包離田后的秸稈進(jìn)行粉碎壓塊變成燃料。秸稈基料化就是將秸稈粉碎后變成培育菌類產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料。秸稈原料化就是將秸稈加工成建筑材料,也可以利用秸稈原料進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品加工。
農(nóng)業(yè)機(jī)械化能夠促進(jìn)秸稈的綜合利用,能夠提高農(nóng)村生產(chǎn)力。在當(dāng)前新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,不僅要考慮生產(chǎn)成本,還要考慮保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源。如何利用農(nóng)業(yè)機(jī)械化處理好秸稈綜合利用問題已經(jīng)成為各級政府的當(dāng)務(wù)之急,合理地運(yùn)用農(nóng)業(yè)科技發(fā)展秸稈經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的重要工作。
秸稈還田技術(shù)是最有效的也是應(yīng)用最普遍的一種秸稈處理方式。秸稈還田是指使用秸稈還田機(jī)把秸稈切碎, 然后直接或是通過腐熟后再作為化肥歸還農(nóng)田。覆蓋還田與翻壓還田是秸稈還田最重要的兩個(gè)方法, 覆蓋還田是在秸稈還田機(jī)械作業(yè)后直接把秸稈撒在土地表層, 使粉碎后的秸稈在耕地腐爛。翻壓還田是在覆蓋還田的基礎(chǔ)上通過犁、耙等方法將農(nóng)作物秸稈耕翻后埋入土壤, 農(nóng)作物秸稈與土地表面泥土完全混勻,并在泥土中迅速分解腐爛。在收獲小麥、玉米、水稻等農(nóng)作物時(shí)運(yùn)用收割機(jī)械對所產(chǎn)生的秸稈進(jìn)行直接粉碎還田,農(nóng)作物收割后留下的根茬或其他影響種植的秸稈在下次耕作前進(jìn)行旋耕,耙整地使之粉碎或者與土壤混合加速腐熟。
保護(hù)性耕作也是秸稈肥料化的一種,保護(hù)性耕作具有防止水土流失、增加有機(jī)質(zhì)、增產(chǎn)增收的作用。保護(hù)性耕作技術(shù)包括免耕法和少耕法,免耕是指在糧食作物種植之前不進(jìn)行大面積的整地,而直接在茬地種植的一類耕種方式,主要應(yīng)用機(jī)型有免耕播種機(jī)。少耕是指在確保糧食作物播種的情況下, 盡量減少對土地的耕種次數(shù)或盡量減少對非種植區(qū)土地的耕種、降低整地的方法,主要應(yīng)用機(jī)型有條耕機(jī)。
農(nóng)業(yè)機(jī)械在秸稈燃料化和飼料化方面發(fā)揮巨大的作用,除了秸稈粉碎還田的利用方法,其他利用方法都需要解決秸稈田間運(yùn)出的問題。攏草機(jī)械和打捆機(jī)械可以進(jìn)行拾撿打包。秸稈打包機(jī)主要由拾禾器、打草滾筒、鏈輪傳動機(jī)構(gòu)、繩盒、引繩桿及預(yù)警裝置、液壓控制機(jī)構(gòu)等部件組成。打包的整個(gè)過程都實(shí)現(xiàn)了自動化,最后成形的草捆體積小,便于運(yùn)輸和儲存。秸稈打包后無論是儲存還是運(yùn)輸都不再是問題??梢运偷叫竽翀霎?dāng)做飼料,經(jīng)過粉碎壓縮成密度大的顆粒后可以送到生物質(zhì)發(fā)電廠當(dāng)燃料發(fā)電,可以賣給農(nóng)民作為取暖燃料,還有一部分秸稈(如小麥秸稈)打包后送到造紙廠造紙。
近年來,我國的農(nóng)產(chǎn)品種植面積持續(xù)擴(kuò)大,農(nóng)作物產(chǎn)量不斷增加,因此秸稈總量也在持續(xù)上升。要想短時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量的處理好大量秸稈就必須在農(nóng)業(yè)機(jī)械總量和質(zhì)量上做好充分準(zhǔn)備。在秸稈收獲工作方面: 雖然有些農(nóng)機(jī)合作社與農(nóng)業(yè)公司擁有一些秸稈處理機(jī)械,能夠滿足部分區(qū)域的需要,但對于秸稈處理能力較弱的周邊地區(qū)的輻射能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。當(dāng)前,市場上比較常見的撿拾、收集等農(nóng)業(yè)機(jī)械大多依靠進(jìn)口, 但進(jìn)口設(shè)備不太符合當(dāng)前我國起壟種植的耕地,而國內(nèi)研發(fā)制造的秸稈收集、打包機(jī)械穩(wěn)定性和高效性較差。國內(nèi)的收獲機(jī)械研發(fā)生產(chǎn)的主要目的是考慮傳統(tǒng)谷物的收獲, 其用途無法真正與秸稈回收利用相符,盡管部分谷物收獲機(jī)具有秸稈粉碎還田裝置, 現(xiàn)在的秸稈收集與儲運(yùn)主要依賴于農(nóng)作物收獲后再次作業(yè)完成, 因收獲機(jī)械在收獲時(shí)沒有秸稈還田功能或者秸稈處理效果不佳, 直接影響秸稈綜合利用的效率,更是阻礙了秸稈加工企業(yè)和管理行業(yè)的規(guī)范化。在秸稈還田方面:各個(gè)地區(qū)有著不同的地形、土壤特性,同一種農(nóng)業(yè)機(jī)械在不同地區(qū)的工作狀態(tài)和效果也會有差別,市場上各式各樣的還田機(jī)械性能也是參差不齊。因此新型農(nóng)機(jī)裝備也待開發(fā)。翻埋不夠深、秸稈粉碎不充分都會影響下一季農(nóng)作物生長,特別是東北高寒地區(qū),漫長的冬季影響秸稈還田腐蝕,春天土壤融化后很快進(jìn)行春耕生產(chǎn)。如果還田質(zhì)量不高不僅影響整地效果,而且還會引起病蟲害,更重要的是影響農(nóng)民秸稈還田的積極性,造成秸稈處理壓力。
目前,可實(shí)施的秸稈綜合利用項(xiàng)目中,存在著工藝技術(shù)不完善、技術(shù)研發(fā)滯后等問題。隨著我國加工制造業(yè)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究也邁上了一個(gè)新臺階。然而,農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究技術(shù)上的不完善、創(chuàng)新能力不強(qiáng)也影響了秸稈綜合利用的效果。在秸稈的轉(zhuǎn)化利用等方面,除了進(jìn)行理論研究之外,還必須進(jìn)行充分的試驗(yàn)示范,尤其是生產(chǎn)性試驗(yàn)階段,但有些地方由于條件不完善, 沒有進(jìn)行足夠?qū)嵺`就投入推廣應(yīng)用,導(dǎo)致秸稈處理效果并不理想。在秸稈還田技術(shù)推廣應(yīng)用過程中,農(nóng)藝技術(shù)和農(nóng)機(jī)技術(shù)配合度不高就會產(chǎn)生負(fù)面效果,如果處理不好兩者的關(guān)系就會阻礙秸稈綜合利用機(jī)械化的發(fā)展進(jìn)程。我國地域廣闊,各地種植結(jié)構(gòu)的差異、經(jīng)濟(jì)能力的差異就形成了不同的秸稈處理模式。很多地區(qū)不能結(jié)合自身的實(shí)際情況盲目效仿,給當(dāng)?shù)亟斩捑C合利用工作帶來極大的困擾。
我國在秸稈綜合利用方面制定了很多政策,然而一些地方卻落實(shí)不到位。雖然秸稈處理能力得到了很大的提升,也取得了一定成果,但在秸稈收集運(yùn)輸、秸稈產(chǎn)品再利用方面的政策相對較少,無法建立系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈。對秸稈處理機(jī)械的補(bǔ)貼制度不夠完善,對一些適用于丘陵山區(qū)的小型秸稈處理機(jī)械補(bǔ)貼力度不夠。目前,我國對秸稈綜合利用的資金扶持缺口依然很大,而且很多地區(qū)也不能完全做到??顚S茫芏鄷r(shí)候?yàn)榱吮M快完成資金分配就忽略了實(shí)際使用效果,資金監(jiān)管制度和工作考核機(jī)制不夠健全。國家政策和資金支持力量也比較欠缺,嚴(yán)重抑制了農(nóng)民利用農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)進(jìn)行秸稈綜合利的生產(chǎn)熱情,嚴(yán)重影響了農(nóng)村秸稈綜合利用技術(shù)的深入普及。
近年來,國內(nèi)積極開展秸稈綜合利用的技術(shù)創(chuàng)新和裝備研發(fā),相關(guān)技術(shù)規(guī)范和方案逐步完善,基本形成了一批秸稈綜合利用的技術(shù)模式。秸稈綜合利用技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的、系統(tǒng)的工程,需要政府的政策扶持與引導(dǎo),需要農(nóng)業(yè)部門進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo),需要農(nóng)機(jī)合作社和秸稈加工企業(yè)積極參與, 通過多方面共同努力,建立秸稈綜合利用的長效機(jī)制,一起來實(shí)現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。
在農(nóng)業(yè)機(jī)械保有量方面,應(yīng)該鼓勵(lì)并支持農(nóng)民購買農(nóng)業(yè)機(jī)械,特別要向收獲機(jī)械、翻轉(zhuǎn)犁、深松機(jī)械、旋耕機(jī)、秸稈還田機(jī)等方面傾斜。加強(qiáng)對農(nóng)機(jī)合作社技術(shù)服務(wù)和監(jiān)督管理,為他們提供更多的政策支持。在技術(shù)研發(fā)方面:應(yīng)該長期穩(wěn)定地支持農(nóng)業(yè)科研單位對秸稈綜合利用的機(jī)械化研究。充分利用高校在農(nóng)業(yè)工程、信息工程等學(xué)科的理論優(yōu)勢,鼓勵(lì)農(nóng)機(jī)企業(yè)與高校的合作,將先進(jìn)的研究成果轉(zhuǎn)化到秸稈綜合利用的實(shí)踐當(dāng)中。
改進(jìn)和創(chuàng)新秸稈處理模式, 進(jìn)一步擴(kuò)大示范推廣區(qū)域,建立和健全適應(yīng)不同區(qū)域特征的機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化的秸稈處理利用模式。加強(qiáng)農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝的深度融合,農(nóng)業(yè)機(jī)械在處理秸稈方面的研究要兼顧農(nóng)作物農(nóng)藝的要求。同時(shí),農(nóng)藝技術(shù)和工藝的改進(jìn)應(yīng)該更加注重農(nóng)業(yè)機(jī)械能否高效的運(yùn)用。積極探索農(nóng)機(jī)技術(shù)與農(nóng)藝技術(shù)相結(jié)合秸稈處理新模式,選擇試驗(yàn)效果好的方式進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn),總結(jié)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行推廣。
加快建立以政府為主導(dǎo)、市場化運(yùn)作、多種模式互為補(bǔ)充的秸稈收儲運(yùn)服務(wù)體系。加快發(fā)展農(nóng)作物聯(lián)合收獲、秸稈還田和秸稈收集儲運(yùn)的全程機(jī)械化。要把帶有秸稈收集、儲運(yùn)功能的關(guān)鍵設(shè)備納入購置補(bǔ)貼名錄,各地應(yīng)該創(chuàng)新秸稈還田機(jī)械、大型拖拉機(jī)、打捆機(jī)等補(bǔ)貼機(jī)制,加大秸稈還田作業(yè)補(bǔ)貼、秸稈離田補(bǔ)貼。在丘陵山區(qū)應(yīng)該有針對性的制定補(bǔ)貼制度。建立對農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)單位、技術(shù)推廣單位、秸稈處理經(jīng)營主體的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新,探索秸稈綜合利用新模式。完善秸稈處理的考核機(jī)制,應(yīng)該考慮各個(gè)地區(qū)地理環(huán)境,經(jīng)濟(jì)條件的差異性。
提高秸稈綜合利用效率,能夠有效減少焚燒秸稈對大氣環(huán)境的污染,能夠在一定程度上恢復(fù)土壤肥力,減少化肥的使用起到保護(hù)耕地的效果。能夠緩解現(xiàn)階段緊張的能源需求,能夠?yàn)槠髽I(yè)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)供應(yīng)大量的原料。因此,加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化是解決好秸稈綜合利用問題最有效的途徑。充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械化在秸稈綜合利用中的不可替代的優(yōu)勢,對于推進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展具有積極意義。