郭 寧,張宇輝
(運城市農業(yè)農村局,山西 運城 044000)
2015 年統(tǒng)計資料顯示,我國糧食播種面積達到16.5×108hm2,糧食總產量達到5×108t,按照粒稈比1∶1.4 來計算,年農業(yè)生產秸稈近7×108t。主要集中在禾本科作物和豆科作物等,其中禾本科作物秸稈的微量元素和有機質含量豐富,豆科作物的氮含量比較高。根據統(tǒng)計,只有不到30%的秸稈資源實現再利用,且以覆蓋還田為主,利用方式效率極低。目前推廣的還田方式有高留茬還田和粉碎還田在試驗階段,占還田面積的比例較低。農村沼氣池、牲畜飼料加工和人造絲、人造棉、纖維板和食品加工等,要求技術水平高,推廣率更低,如何設計一套簡單高效的秸稈利用方案就成為農業(yè)專家學者研究的重點。
“十四五”規(guī)劃中明確指出,要保證農村貧困人口全體脫貧,提高糧食產量,提高生態(tài)環(huán)境,減少碳排放,必須做好秸稈資源再利用工作。秸稈綜合利用,對于建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會,對于農業(yè)生產力的提高和農村生態(tài)環(huán)境的改善,都具有著重要的意義。
運城市位于山西省西南部,東、北部環(huán)山,西、南方向毗鄰黃河,屬于典型的暖溫帶大陸季風性氣候,截至2022年,全市糧食種植面積和產量分別為56.42×104hm2和29.77×108kg,每年秸稈量可達300×104t,秸稈資源量十分豐富。目前,運城市基本形成了秸稈飼料化、燃料化、肥料化、原料化、基料化的“五化”利用格局,秸稈綜合利用率達到了94%。
運城市采用的秸稈處理方式主要為機械化秸稈覆蓋還田,每年秸稈還田量達到240×104t,占秸稈總產量的80%。全市的畜牧業(yè)發(fā)展也相當迅速,還需要用于飼料加工,但是家庭式的小型養(yǎng)殖單位并不需要大量的秸稈作為飼料,大型的養(yǎng)殖場寧愿采購價格低廉的飼料,也不會耗費大量人力物力從農民手中收購秸稈用于飼料加工,這就使得秸稈的利用方式嚴重受限。根據調查顯示,秸稈加工制成的飼料能提高牲畜的消化率,減少精飼料的使用,提高農作物產奶、產肉率,大大提高養(yǎng)殖戶的經濟效益。
秸稈的資源化利用是一項系統(tǒng)性的工程,需要一定的農業(yè)技術和工程設計思想。秸稈的再利用大都是基于農戶的庭院式家庭聯(lián)產模式,規(guī)模小、生產方式靈活但很難集成化處理,無法追求效益最大化,涉及的專業(yè)知識包括秸稈的飼料化、肥料化、能源利用化和循環(huán)經濟等,需要農民朋友對傳統(tǒng)的農業(yè)生產方式進行一系列改革,而農民缺少相關技術,改革往往有心無力,對于秸稈資源的浪費也是無奈之舉。
調研發(fā)現,秸稈直接粉碎還田是秸稈利用最快捷的方式,否則秸稈撿拾和處理就需要配備單獨的農機裝備,而此類裝備目前在運城地區(qū)的保有量并不多。另外,農業(yè)機械的種類繁多,且每種機械的用途單一,僅用于耕地整田的機械就有10余種,對于秸稈粉碎返田,就至少需要秸稈收割機、秸稈粉碎機和旋耕機等機械。秸稈返田的聯(lián)合農機的研制在國內還是一項空白,如何減少農機使用復雜地,提高農民的經濟利益,是秸稈資源利用的主要問題。
還田技術是一項先進的保護性耕作技術,通過秸稈還田,可以提高土壤有機質含量,增加土壤肥力。另外,不同的還田方式對秸稈的利用效率也不同,投入實用生產的利用率較高的還田方式是發(fā)酵還田和粉碎還田,有些農業(yè)學者正在研究利用秸稈分解菌提高秸稈分解效率,制作秸稈肥料,進一步發(fā)揮秸稈效益。
秸稈作為草食家畜的重要粗飼料,4 kg 秸稈的營養(yǎng)價值相當于1 kg 的精糧,但是未處理的秸稈蛋白質含量較低,且牲畜的消化率也較差,目前各國對秸稈飼料化的處理路徑一般為青貯處理、物理機械化處理和化學處理。處理后的秸稈木質素和纖維素含量大大降低,質地柔軟,蛋白含量提高了30%以上,大大提高了秸稈飼料的營養(yǎng)水平。
根據國際能源機構的研究成果,秸稈的熱值為同等質量標準煤的50%,且燃燒產生的二氧化硫等有毒氣體和懸浮顆粒雜質更少,相比于煤炭這種不可再生資源,秸稈用于供暖和發(fā)電,具有燃燒值高和清潔的天然優(yōu)勢。國外的很多綠色能源工廠都在積極研發(fā)秸稈發(fā)電的技術,來減少溫室氣體的排放。我國對秸稈能源的利用方式為庭院式的沼氣池,利用秸稈發(fā)酵產生的甲烷等可燃氣體,用于廚房和供暖。
政府應該加大對農業(yè)生產的投入,鼓勵農民成立生產合作社,以合作社為單位采購秸稈采收處理的農用機械,對于經濟困難的農戶,可以由政府主導銀行來發(fā)放無息貸款,確保農用機械數量滿足農業(yè)生產的需求。另外,農業(yè)和機械相關研究所應該積極推動秸稈利用相關農機的研發(fā)力度,提高秸稈處理效率,為農民朋友創(chuàng)造更高的經濟效益。
建立以農業(yè)企業(yè)為主導、農戶參與、政府監(jiān)督指導的秸稈收割、采購和加工產業(yè)鏈。農民負責秸稈的收割和貯藏,秸稈處理廠將秸稈收購和分類,飼料用秸稈和發(fā)電用秸稈進行分開處理,養(yǎng)殖戶從秸稈處理廠采購秸稈飼料,然后秸稈處理廠再從發(fā)電廠和養(yǎng)殖戶處回購秸稈殘渣和動物糞便,進行發(fā)酵堆肥,再將秸稈肥料銷售給農戶。通過這個秸稈資源收集儲運加工供應體系,秸稈得到了充分的利用,農民的利益也得到了保障。為了這個產業(yè)鏈長久穩(wěn)定的運行,項目需要政府背書,農民、發(fā)電廠、秸稈處理廠和養(yǎng)殖戶們簽訂長期的收購協(xié)議,降低原材料收購和產品銷售的供應風險。
“四位一體”式的庭院循環(huán)系統(tǒng)是我國首創(chuàng)的依據生態(tài)學原理,基于我國小農經濟現狀研發(fā)的一種種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)有機結合的農業(yè)開發(fā)利用項目。農戶以家庭為單位,將秸稈和人畜糞便投入沼氣池中發(fā)酵,發(fā)酵產生的甲烷可用于家庭供暖和廚房用氣,產生的沼液用于家庭菜園施肥,發(fā)酵完全的沼渣可以返田,這種家庭生產模式還可以和新農村建設的“改圈”“改廁”“改廚”等設施改造活動同步進行,將小農經濟的各個模塊串聯(lián)起來,營造一種和諧、系統(tǒng)的農業(yè)生產模式。
通過對運城市農業(yè)生產現狀的實地調研和對國內外秸稈處理方式的分析,本文設計了一系列發(fā)展對策和一些先進的生產模式,能有效解決目前秸稈資源利用中出現的問題,可以改善空氣環(huán)境質量,提高農業(yè)生產效率,走上可循環(huán)的綠色發(fā)展道路。