北京市農作物秸稈肥料化利用典型模式

滕 飛

(北京市農業機械試驗鑒定推廣站，北京100079)

0 引言

在我國，農作物秸稈作為一種農業生產的主要副產品，具有產量大和分布廣的特點。隨著農業生產方式的轉變和農村生活條件的改善，大量的農田秸稈成為難以處理的廢棄物，導致隨意丟棄和焚燒現象日趨嚴重，造成土壤、水源及空氣污染等一系列環境問題[1-4]。農作物秸稈作為一種生物資源，具有極高的利用價值和利用潛力。經測定，農作物秸稈含有多種可被利用的有用成分，除了絕大部分碳之外，還含有氮、磷、鉀、鈣、鎂和硅等礦質元素；有機成分有纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質、脂肪和灰分等。這些物質都可以作為資源加以利用，換言之，農作物秸稈用則利棄則害[5]。

加快解決農作物秸稈堆積焚燒問題，推動農作物秸稈全面綜合利用，北京市率先行動起來，發揮首都城市的示范帶頭作用。北京市結合都市農業發展特點，積極采取措施，加大農作物秸稈綜合利用技術示范應用力度，全面提高農作物秸稈綜合利用水平，為全國生態農業發展做出表率。近年來，北京市圍繞秸稈飼料化、肥料化、能源化、基料化及原料化的“五化”利用方式，全面推進秸稈綜合利用工作，先后探索建立了秸稈機械化撿拾打捆、秸稈膨化飼料加工和秸稈有機肥加工等先進技術模式[6-8]。其中秸稈肥料化技術模式，在加工過程中可消納大田秸稈、設施尾菜及畜禽糞污等多種農業廢棄物，不僅可以實現農業廢棄物的資源化利用，而且所生產出的有機肥還能繼續回用于農業生產，是一種實現農業種養加結合和一二三產融合發展的有效途徑，對《開展果菜茶有機肥替代化肥行動方案》及《畜禽糞污資源化利用行動方案》等政策的落地實施也具有重要作用[9-11]。

北京市農業機械試驗鑒定推廣站在前期農作物秸稈綜合利用技術實施的基礎上，以秸稈有機肥加工技術為基礎，以機械化收集處理為手段，以市場化運作為根本，選擇有代表性的區域，集中開展技術及裝備示范，探索總結不同形式的農作物秸稈肥料化循環利用運行模式，從而促進秸稈有機肥產業的規模化發展，推動農作物秸稈資源化循環利用工作的可持續發展[6]。

1 模式分析

1.1區塊化社會化處理模式

(1)代表企業：北京凝瑞金源農業科技發展有限公司。

(2)試點地區：北京市大興區。

(3)技術模式：農作物秸稈廂式快速處理技術。主要配套生物質廂式快速制肥成套設備，將農作物秸稈、蔬菜尾菜及畜禽糞污等有機物料粉碎后，加入一定比例菌劑、生化腐殖酸和微量元素等輔料，在廂體內自動完成有益菌擴繁和有機物料的快速發酵處理，產出的粗料可直接還田利用及改良土壤，也可進行后熟堆肥發酵，加工為有機肥。

技術路線：秸稈+尾菜+畜禽糞污→收集拉運至處理點→快速處理設備加工→后熟→還田應用。

(4)運行模式：采用區塊化分散處理模式，通過“區塊布局、集中收儲、市場運作、循環利用”的方式，將農業生產區分為若干個面積在200～334 hm2的小區域，并選擇幾家具有規模化加工處理能力的種植園區，建立集中處理點，配套生物質廂式快速制肥成套設備，委托其進行該園區及周邊園區的農業廢棄物的分撿收集及后續的處理加工作業。

該模式重點針對規模化種植園區較為集中的生產區域，廂式快速處理設備的配套使用，解決了該園區及周邊農作物秸稈及蔬菜尾菜的處理難題，大大減少了收集拉運距離，生產出的有機肥料還能繼續回用于周邊園區的農業生產，形成了小區塊內的資源自循環體系。

(5)試點運行成效：單個處理點覆蓋范圍200～334 hm2，單套生物質廂式快速制肥成套設備處理單批次秸稈時間在5 d以內(粗肥)。

(6)模式適宜區域：適用于以設施蔬菜和林果生產為主的農業生產區域，區域內農業種植園區較多，但缺少規模化的農機服務組織。

(7)模式運行效益：在該模式下，每加工1 t有機肥，可消納2 t林果殘枝(干秸稈)和0.1 t尾菜，其成本主要包括人工費、裝載設備費用和運輸車輛費用。其中裝載設備為園區自有，運輸車輛需要外雇。根據調查數據，示范區每收集1 t秸稈廢棄物，平均需要人工費45元(共3人，1人開車，2人裝卸)、裝載設備費用20元，外雇車輛費用40元，收集環節總成本為105元。加工環節成本主要包括原料費和生產加工費，每生產1 t有機肥，需要投入菌劑和生化腐殖酸等原料成本約120元，投入電費72元，投入人工約100元，各項設備折舊約90元。據此計算，該模式收集加工有機肥總成本約為487元t，按有機肥售價600元t計算，每加工1 t有機肥可盈利113元。

1.2市場化全鏈條處理模式

(1)代表企業：北京豐泰民安生物科技有限公司周口店生物有機肥加工廠。

(2)試點地區：北京市房山區。

(3)技術模式：農作物秸稈工廠化好氧堆肥技術。利用大型粉碎機將農作物秸稈和蔬菜尾菜粉碎后，與牛羊糞便等畜禽糞污按一定比例混合后進行堆肥，通過自走式翻堆機進行翻拋，使有機物料在好氧條件下被微生物降解為有機粗料，后經篩分裝袋設備進行處理，最終生產出商品生物有機肥，回用于農田生產。

技術路線：秸稈+尾菜+畜禽糞便→有機肥廠添加菌劑→條堆→攪拌發酵→篩分加工→造粒→裝袋。

(4)運行模式：以有機肥加工企業為主體，進行市場化的農作物秸稈收集及后續處理加工作業，由企業直接面對農戶或園區，減少中間環節，提高收集效率。通過配套相關設備，提升企業在廢棄物收集處理各環節的作業能力和水平，生產出的有機肥可用于農業生產，實現循環利用。

(5)試點運行成效：示范點作業范圍覆蓋全部房山平原區及部分山區半山區。

(6)模式適宜區域：適用于資金力量較為充足和設備配套較為齊全的大型有機肥加工企業所在的農業生產區。

(7)模式運行效益：該模式采用條堆翻垛方式進行工廠化加工有機肥，每生產1 t成品有機肥可消納5 t蔬菜尾菜和作物秸稈、1 m3廢棄菌棒、1 m3雞糞、1 m3牛糞和3 kg生物菌劑，成本合計為700.20元，其中原材料成本425.50元，廢棄物粉碎成本218.50元，翻堆發酵成本17.37元，成品有機肥包裝成本38.83元。按其生物有機肥市場售價820元t計算，有機肥可盈利119.80元t。

1.3集中收儲點處理模式

(1)代表企業：北京福源廣農機服務專業合作社、北京永豐泰生物科技有限公司。

(2)試點地區：北京市懷柔區。

(3)技術模式：秸稈收集離田機械化技術。利用秸稈撿拾打捆機、秸稈粉碎打包機等專用設備，將玉米和小麥收獲后的殘留秸稈收集打捆，成形后的秸稈捆(包)體積小而緊密，便于運輸和貯存，是秸稈資源化利用的基礎。

技術路線：秸稈→田間機械化收集→集中收儲→運輸→有機肥加工→裝袋。

(4)運行模式：采用“科學規劃、定點堆放、集中運輸”的原則，在合作社內建立集中收儲點，由合作社負責周邊的秸稈及畜禽糞污收集，經過初步加工后運送至有機肥加工企業進行后續處理，可有效解決收儲點周邊的秸稈堆積及糞污污染問題，且由于集中運輸，可大幅提高廢棄物單次運輸量，降低運輸成本。該模式不僅可解決農作物秸稈及畜禽糞污收集成本高的問題，還可以拓寬農機社會化服務組織和養殖企業的業務范圍，也降低了政府監管難度，具有可持續性。

(5)試點運行成效：集中收儲點可覆蓋懷柔北部山區半山區及周邊河北部分市區。

(6)模式適宜區域：適用于大型機具難以進入的山區半山區，區域內農業種植分散，小農戶種植比例較高，規模化生產園區較少。

(7)模式運行效益：該模式下有機肥廠收購合作社運送的秸稈，平均運送5 t車，平均運費80元t。有機肥廠自行收集平均收集秸稈30 t天，平均運輸車運送0.5 t次，運輸單程平均30 km，折合能耗及人工費用共計120元t。集中收儲后運輸可提高單次運輸效率10倍，節省拉運成本33.33%。加工環節成本主要為原料費和生產加工費，其中原料及輔料成本約300元t，人工費50元t，能耗34元t，包裝32元t，設備折舊28元t。據此計算，該模式收集加工有機肥總成本約為524元t，按有機肥售價600元t計算，每加工1 t有機肥可盈利76元。

2 結束語

北京市通過技術集成和模式示范，探索總結出適宜不同生產區域的農作物秸稈肥料化利用模式，以市場化運作的形式，積極引入社會資本參與秸稈利用工作，實現農作物秸稈的可持續綜合利用。其中農作物秸稈區塊化社會化處理模式，主要適用于以設施蔬菜和林果生產為主的農業生產區域，區域內具有一定生產規模的農業園區較多，但缺少規模化的農機服務組織，集中收集處理條件欠缺，園區自身也缺乏秸稈處理能力。因此，可通過配套生物質廂式快速制肥成套設備，有效解決園區自身及周邊小范圍的秸稈處理難題，通過一個個區塊化的處理點，完全消納整個生產大區域的秸稈廢棄物。農作物秸稈市場化全鏈條處理模式則是依托大型有機肥加工企業，以企業為主體，進行市場化的農作物秸稈收集及后續處理加工作業。政府通過配套相關設備、優化作業流程、監管生產過程和補貼終端產品等形式，提升企業在廢棄物收集處理各環節的作業能力和水平，提高企業參與秸稈收集加工的積極性。區域附近擁有資金力量較為充足和設備配套較為齊全的大型有機肥加工企業的農業生產區，可采用該模式。農作物秸稈集中收儲點處理模式則是引入了農機社會化服務組織，依托農機服務組織的現有機具設備，進行秸稈的收集運輸及初步粉碎加工，初加工后的秸稈原料運送至有機肥加工等需求企業，進行進一步處理加工。該模式一是拓寬農機服務組織的經營范圍，避免機具閑置；二是減輕有機肥加工企業的運行成本，無須購置收集及粗粉相關設備；三是提高秸稈運輸效率，收集粉碎后的集中運輸，極大提高秸稈的單次運輸效率，減少資源浪費。若區域內擁有基礎條件較好的農機服務組織，且“小零散”生產比例較高的生產區可采用該模式。

建立適用于不同生產區域的市場化運行模式，可有效促進農作物秸稈的循環高效利用，減少秸稈隨意堆積和焚燒等造成的土壤、水和大氣污染，緩解農業規模化發展所造成的養分資源浪費和農業面源污染壓力。同時，大力發展農作物秸稈肥料化產業，也促進了有機肥替代化肥，減少化肥施用量，可有效提升耕地質量，增加農民和農機服務組織的收入，推動生態友好型農業發展。