文|黃功標 福建省農田建設與土壤肥料技術總站
福建省農作物秸稈綜合利用現狀評估與趨勢分析
文|黃功標 福建省農田建設與土壤肥料技術總站
通過對福建省糧食、薯類和豆類作物秸稈生產量及利用情況的調查顯示,2012年福建省秸稈資源總量達915萬噸,秸稈綜合利用率達81.2%,通過項目示范帶動、技術物化補助等措施推進,秸稈還田和生物轉化食用菌為主的農作物秸稈綜合利用生態效益和經濟效益顯著。
農作物秸稈約占其生物總量的50%[1],是極其豐富的最能直接利用的、廉價的有機肥資源,含有豐富的有機碳和大量的氮、磷、鉀、硅等礦質營養元素[2],秸稈還田能有效改善土壤性狀,優化農田生態環境,培肥地力,而且能增產增收[3]。其中,糧食作物秸稈含豐富纖維素、木質素等富C物質,又是栽培草腐生菌類食用菌的重要基料。本文借助2013年福建省發展和改革委員會組織開展“福建省秸稈綜合利用中期評估”項目,對福建農作物秸稈還田利用、生物轉化食用菌利用現狀進行了調查評估,針對當前作物秸稈資源利用中存在利用率、轉化率偏低和污染環境等農村熱點問題,提出促進農作物秸稈綜合利用的趨勢目標,為福建省乃至全國秸稈綜合利用提供借鑒。
農作物秸稈資源總量與利用情況
依據2012年《福建省統計年鑒》和全省福建農業部門調查統計,2012年全省糧食、薯類、豆類3類主要農作物可收集利用的秸稈資源總量約為915萬噸,秸稈綜合利用率81.2%。其中,水稻秸稈505萬噸,當年還田利用272萬噸,占53.8%;作為食用菌基料73.7萬噸,占14.6%;部分為工業原料,綜合利用率為80.2%。玉米秸稈79.5萬噸,還田利用21.3萬噸,占26.8%;飼料32萬噸,占40.2%,綜合利用率為67.0%。薯類秸稈150.5萬噸,還田利用87萬噸,占57.8%;飼料25.6萬噸,占17.0%,綜合利用率為74.8%。豆類(包括紫云英等綠肥作物)秸稈180萬噸,還田利用157萬噸,占87.2%;飼料15萬噸,占8.3%,綜合利用率為95.5%。此外,福建省農作物種類眾多,復種指數高,每年還產生大量香蕉、茭白和蓮籽等有機廢棄物,秸稈資源開發利用潛力巨大。
農作物秸稈資源利用潛能效益分析
農作物秸稈是寶貴的可再生資源,秸稈還田是補充和平衡土壤養分、改良土壤,提高耕地質量與糧食綜合生產能力的有效措施。以稻稈(干基)養分含量為例,每千克稻稈中含氮(N)9.1克,含磷(P2O5)1.3克,含鉀(K2O)18.9克[4]。2012年全省農作物秸稈還田利用率61.4%,還田量562萬噸,其養分投入量相當于11.1萬噸尿素,6.1萬噸過磷酸鈣,17.7萬噸氯化鉀;按2013年3月福建省肥料市場價格,尿素2300元/噸,過磷酸鈣650元/噸,氯化鉀3300元/噸計算,這相當于投入肥料8.79億元。此外,福建是食用菌生產大省,利用農作物秸稈生物轉化栽培食用菌,2012年全省利用稻稈73.7萬噸,可節約木材30多萬噸,農戶增收8500萬元以上。
秸稈還田利用
秸稈還田是農作物秸稈資源綜合利用的重要途徑之一,近些年,福建在中央、地方財政的支持和相關部門指導推動下,組織實施國家級、省級土壤有機質提升補貼項目,在閩西北冬閑田和閩東南沿海地區重點抓好紫云英、蠶(豌)豆綠肥生產恢復與發展;在糧食主產區推廣稻田秸稈還田腐熟技術。2008~2012年,全省43個項目縣累計完成冬種紫云英、蠶(豌)豆綠肥、稻田秸稈還田腐熟31.9萬公頃。其中綠肥種植17.2 公頃,綠肥秸稈還田總量411.5萬噸;稻田秸稈還田腐熟14.7萬公頃,秸稈還田總量84.7萬噸。多點試驗示范表明:作物秸稈還田,項目區后季作物增產5.5%~12.3%,減少化肥施用量15%~30%,項目區平均每公頃節本增效1380元,經濟效益顯著。連續三年定點監測結果表明,項目區耕層土壤有機質含量提高17.5%,土壤全氮含量提高7.6%,有效磷含量提高21.7%,速效鉀含量提高24.9%,土壤容重降低10.4%;陽離子交換量(CEC)上升15.3%;土壤pH值提高0.3個單位,改良土壤、培肥地力效果明顯。此外,項目實施促進全省作物秸稈資源綜合利用,有效節省肥料成本和能源消耗,減輕不合理施肥對土壤和水源的污染,減少秸稈焚燒與丟棄對環境影響,改善農業生態環境,社會效益、生態效益顯著。
秸稈生物轉化食用菌
福建省利用秸稈生物轉化栽培草腐生菌類,主要食用菌品種有雙孢蘑菇、姬松茸、草菇、竹蓀、杏鮑菇、猴頭菇等,并已形成規?;a業化利用格局。其中,寧德市是全國食用菌重點產區之一,其香菇、銀耳年產量均居全國首位,年消耗稻草等秸稈約13萬噸。2012年福建省利用秸稈生物轉化栽培食用菌3686.4萬平方米,產量38.6萬噸,產值24.2億元。分析表明,近幾年福建省草腐生菌類栽培面積相對平穩,僅雙孢蘑菇栽培面積小幅下降,但姬松茸、草菇栽培小幅上升(1%~5%),作物秸稈利用量保持小幅上升的增長趨勢。
秸稈還田利用效率低
首先是認識不足,法治觀念淡薄,農民種田過度依賴化肥投入,忽視作物秸稈還田改土培肥、增產增效的作用;對秸稈焚燒所造成的污染環境,浪費資源,火災事故等問題認識不夠。二是目前福建省秸稈還田多以直接還田為主,秸稈腐熟速度慢,且秸稈腐爛時,土壤微生物競爭吸氮,影響后作耕種與生長,導致大量集中生產的作物秸稈被丟棄或焚燒。三是當前國家政策和資金對秸稈還田研發投入不足,加上地形條件與農村勞動力技術水平的限制,秸稈還田機械化程度總體較低。
秸稈生物轉化食用菌成本偏高
一是秸稈收集成本高,難度大。福建省秸稈資源分布不平衡,閩西北是主要農作物生產區,秸稈資源豐富,但山區從秸稈收集到物流運輸成本高,缺乏秸稈便捷處理設施,農民收集、處理秸稈的難度大,一定程度存在地區性、季節性遺棄秸稈的現象。二是秸稈栽培草腐生菌耗工、耗時,栽培技術要求高,利用秸稈栽培草腐生菌類新技術(如二次發酵技術、隧道發酵技術)應用規模還較小,栽培技術、栽培品種有待進一步熟化、開發和推廣應用。
根據福建省區域種植結構現狀,農作物秸稈資源數量、品種特點,突出重點作物和重點地區,將福建省劃分3個促進秸稈資源綜合利用區,選擇適宜的秸稈綜合利用技術模式,明確區劃布局、建設內容與目標要求,有重點、分步驟地推進當地秸稈綜合利用。
秸稈重點禁燒區
該地區包括福建省內以機場為中心15千米為半徑區域,沿高速公路、鐵路兩側各2千米及省轄城市、自然保護區、文物保護單位和林場、油庫、通訊設施周邊10千米范圍內,全面實現秸稈禁燒;省、國道兩側各2千米以及小城鎮周邊5千米,基本杜絕田間秸稈禁燒現象。該區域優先實施以秸稈還田為主的耕地質量提升項目,采取秸稈腐熟還田、粉碎還田等綜合技術模式,促進秸稈綜合利用,項目區秸稈綜合利用率達95%,其中水稻、豆類秸稈還田率達95%以上,玉米,薯類秸稈達80%以上。
閩東南秸稈綜合利用區
包括寧德、福州、莆田、廈門、泉州、漳州等6個設區市。根據區域秸稈資源和產業特色,開展秸稈生物轉化循環利用示范,引導和帶動以水稻、玉米秸稈資源為基料的食用菌生產,做大做強雙孢蘑菇、香菇、姬松茸、草菇、竹蓀等優勢食用菌產業,力爭經過三年的建設,實現全省秸稈生物轉化利用量與食用菌栽培面積翻一番,秸稈利用量達150萬噸,食用菌栽培達7500萬平方米。同時,開展菌渣加工商品有機肥循環利用示范推廣。其次,在閩東南沿海地區推廣冬種蠶(豌)豆、花生等豆科、薯類作物秸稈機械翻壓還田、過腹還田模式,在冬種馬鈴薯區開展稻草包芯覆蓋栽培技術示范推廣,項目區作物秸稈綜合利用率達90%以上。
閩西北秸稈綜合利用區
包括南平、三明、龍巖3個設區市及寧德市高海拔山區產糧食縣,重點解決水稻、玉米及豆類作物秸稈還田與綜合利用。首先,閩西北雙季稻區“雙搶”季節茬口緊,推廣稻田秸稈還田腐熟技術,比稻稈直接還田提前6~8天腐爛,可有效緩解農時季節矛盾[5],且對晚稻具有顯著增產作用,增產幅度達8%~12%[6]。其次,閩西北地區是福建省重點煙區,每年煙葉種植面積在7.5萬公頃左右,多為煙-稻水旱輪作,將稻田秸稈還田與煙田土壤改良項目相結合,推廣稻田秸稈粉碎機耕翻壓還田技術,促進當地烤煙持續增產增收,該項技術得到煙農廣泛認同,煙區稻田秸稈還田利用率達95%以上。第三,閩西北地區冬閑田分布廣、面積大,廣大農戶有冬種紫云英綠肥培肥地力的傳統習慣,每年冬種綠肥近5萬公頃,綠肥秸稈大部分壓青還田,少量作青貯飼料,秸稈綜合利用率達98%以上。
綜上所述,農作物秸稈綜合利用是提高耕地土壤肥力及發展可持續農業的有效途徑,是一項利國利民的公益事業,對促進福建生態省建設具有十分重要的意義,需要各級政府和財政的大力支持,圍繞推進秸稈綜合利用與農業增效、農民增收相結合這一主線,通過項目示范帶動、技術物化補助等措施,大力推廣以秸稈還田、生物轉化食用菌等技術。
[1]黃國勤.江南丘陵區農田循環生產技術研究—Ⅱ.江西農田作物秸稈還田技術與效果[J].耕作與栽培,2008(3):1-2,18.
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[3]楊文鈺,王蘭英.作物秸稈還田的現狀和展望[J].四川農業大學學報,1999,17(2):211-216.
[4] 林新堅,李清華,羅濤.農用地土壤培肥技術[M].福建:福建科學技術出版社,2011.
[5] 楊淮南,水稻秸稈還田腐熟效果研究[J].現代農業科技,2011(4):272-273.
[6] 易鎮邪,鄒潔,陳冬林,等.快腐劑處理早稻還田秸稈對晚稻產量形成的影響[J].湖南農業大學學報:自然科學版,2011,37(5):165-168.