馮 燕
(山東省濟南市萊蕪區農業農村局,山東 濟南 271100)
農作物秸稈作為一種農業生產廢棄物,是放錯地方的資源,具有多種開發用途,屬于可再生物質資源。我國農業種植面積較大,農作物秸稈資源也較為豐富,但秸稈處理不當,如直接進行焚燒,不僅會帶來嚴重的污染問題,同時也造成資源的浪費。因此,當前的農作物秸稈處理越來越傾向于再次利用,如將秸稈作為畜牧飼料或還田,不僅解決了焚燒產生的嚴重污染,同時也提高了秸稈的利用率,實現農業的長遠持續發展。
根據《第二次全國污染源普查公報》公布的數據顯示,2017年全國秸稈產生量為8.05億噸,秸稈可收集資源量為6.74億噸,秸稈利用量為5.85億噸。秸稈品種以水稻、小麥、玉米等糧食作物為主。2020年我國秸稈產生量為7.97億噸,可收集資源量約為6.67億噸。秸稈產生量大,時間集中,秸稈處理成本大,大多被直接焚燒,浪費資源又污染環境。農作物秸稈綜合利用已成為當前我國農業與農村領域迫切需要解決的問題。農作物秸稈綜合利用能夠有效解決秸稈焚燒帶來的環境污染及資源浪費,能夠保護生態環境,提升耕地質量,提高資源利用率,促進農業可持續發展。
我國秸稈產量近8億噸,隨著農作物單產的提高,秸稈產量也隨之增加。傳統上我國對農作物秸稈的利用主要是建房蔽日遮雨,燒火做飯取暖,養畜積肥還田,然而,隨著傳統農業向現代農業的轉變以及經濟、社會的發展,生活方式、農村能源、飼料結構發生深刻變化,傳統的秸稈利用途徑發生了歷史的轉變。農作物秸稈大量過剩問題日趨突出,秸稈比較分散、季節性強,秸稈處理成本大于收益,企業不愿參與,秸稈綜合利用方式和秸稈加工設備不完善,農民就地焚燒成為了成本最低的處理方式,但是帶來的資源浪費和環境污染問題,引起了全社會的關注。農作物秸稈資源化利用已成為當前我國農業與農村領域迫切需要解決的問題。
通過對新技術的科學運用,實現秸稈綜合利用產業化發展,能夠減少焚燒帶來的危害,同時有效緩解能源危機,可以朝著綠色、可持續方向不斷發展。因此,合理利用農作物秸稈,逐漸提高農作物秸稈綜合利用技術水平,對于社會的發展發揮著非常重要的作用。
秸稈直接還田。利用機械將秸稈粉碎10cm以下,并深翻入土,合理配合施用腐熟劑,加快秸稈在土壤中的分解。新鮮的農作物秸稈在腐熟期間缺氧會產生有機酸,對作物根系有毒害作用,針對透氣性比較差以及酸性的土壤,在還田過程中,需要合理施入石灰,能夠中和有機酸。
動物過腹還田。農作物秸稈飼料化利用,經畜禽過腹消化后,糞便還田的模式。
微生物轉化還田。農作物秸稈可作為基質栽培食用菌,比如栽培大球蓋菇、羊肚菌等,或制作生物反應堆,經過微生物的轉化后,廢料還田,可以增加土壤有機質,秸稈生物反應堆在溫室中還可產生二氧化碳,提供二氧化碳氣肥,增加產量。
秸稈青貯、黃貯技術。鼓勵玉米糧改飼,推廣秸稈全株青貯、黃貯。把玉米全株或者收獲籽粒后的秸稈切碎,裝入青貯池中,密封保存,通過微生物發酵處理后,作為畜牧飼料,稱為發酵法。其原理是在無氧的條件下,嗜氧性微生物如腐敗菌等耗盡存留氧氣后,活動停止,起到抑制和殺死多種微生物的目的,而有益菌如乳酸菌等厭氧菌,可在無氧條件下將秸稈中的糖分、纖維素分解成乳酸,提高適口性及飼料轉化率,便于長期保存。
秸稈壓塊飼料加工技術。指將秸稈經機械鍘切或揉搓粉碎后,混合必要的其他營養物質,經過高溫高壓軋制而成的高密度塊狀飼料或顆粒飼料。秸稈壓塊飼料具有體積小、比重大,方便運輸;不易變質,便于長期保存;適口性好,采食率高;飼喂方便、經濟實惠等優點,被稱為牛羊的“壓縮餅干”“方便面”,可作為商品飼料進行長距離運輸,彌補飼草淡季缺乏。秸稈養殖環境昆蟲。以秸稈為原料混合牛、羊糞便,養殖白星花金龜等環境昆蟲,其幼蟲以腐爛秸稈和糞便為食,產生蟲沙和蟲體,蟲沙可以作為有機肥還田,蟲體可以進行粗蛋白加工、飼養藥用昆蟲。
秸稈沼氣技術。秸稈做沼氣發酵原料主要是采用小麥、玉米、花生、大豆等作物秸稈,將秸稈粉碎后,與水、人畜糞便以一定比例混合,投入到沼氣池中,在厭氧條件下通過微生物發酵產生沼氣。秸稈壓塊制作生物質燃料。秸稈壓塊燃料是利用新技術及專用設備將各種農作物秸稈、花生殼、玉米芯、樹枝等粉碎后,加熱壓縮碳化成型,制作的塊狀、顆粒狀現代化清潔燃料,無須任何添加劑和粘結劑,是一種環保、清潔、可再生的新型燃料,可作為生物質發電、秸稈燃燒爐、環保鍋爐的專用原料。秸稈壓塊燃料是未來再生能源的一個重要發展方向,可代替傳統的煤炭,隨著世界性的能源匱乏,秸稈壓塊燃料的市場需求和利潤空間將不可估量。
目前,麥秸已成為人造板材非常重要的生產原料,特別是麥秸的化學組分和闊葉木材比較相似,成為木材非常好的替代原材料,具有原料來源廣、保護生態、無污染的特性。隨著社會的快速發展,亞麻屑、農作物秸稈等逐漸成為人造板材的重要的原料,并取得不錯的技術經驗。
食用菌生產是將秸稈等農業生產廢棄物利用的過程,目前主要是利用棉籽殼、玉米芯等原料配比經發酵后用在雙孢菇、雞腿菇、平菇、金針菇、杏鮑菇的栽培上,其栽培原料比較固定,對秸稈的消耗并不大。而近幾年,利用秸稈為主要原料栽培大球蓋菇逐漸成為秸稈利用的新渠道。利用秸稈栽培大球蓋菇,可直接生料栽培,秸稈不需發酵、不需滅菌,可采用的秸稈種類廣泛,稻草、麥秸、棉柴、玉米秸稈、大豆秸稈、花生秧等秸稈均可,栽培場地不限,且大球蓋菇極強的抗雜菌能力、不需其他含氮輔料的特性,產出的菌菇品質高、口感好、無藥殘、肥殘,深受廣大消費者喜愛,因此,秸稈栽培大球蓋菇成為各地扶貧、致富、利用農業廢棄物的優質產業,也將極大地利用秸稈,成為秸稈利用的支柱產業。
農作物秸稈高效循環利用技術,是將單一的秸稈利用技術科學地結合起來,構建完善的循環利用體系,延伸秸稈利用鏈條,實現多級循環高效利用。例如,秸稈飼料化利用、沼氣利用、生產生物質燃料技術相結合,飼料化產出畜禽糞便,糞便與秸稈產生沼氣可為生產生物質燃料提供動力,沼渣沼液可以還田作為肥料;秸稈栽培食用菌與養殖環境昆蟲、還田相結合,秸稈栽培大球蓋菇后的廢棄菌渣,接茬栽培羊肚菌或養殖蚯蚓,其廢料、蚯蚓糞還可作為肥料還田。
秸稈綜合利用將廢棄秸稈變成了綠色環保的生物質燃料、有機肥、飼料和原料,可消除火災隱患,減輕大氣污染,減少煤炭使用和溫室氣體的排放,保護生態環境。秸稈進入循環農業,能培肥地力、提高耕地質量,提高秸稈循環利用率,促進農業可持續發展。
秸稈綜合利用可催生一系列秸稈產業,推動農業循環經濟發展,增加就業、帶動農民增收,提高土壤有機質,美化、凈化村居環境,改變農村傳統落后的生產經營方式和單一的務農作業形式,優化產業結構,增加了新的經濟增長點,將形成以秸稈經濟為中心的生物燃料產業、飼料加工產業等關聯產業發展新格局,將促進農業農村一二三產業融合。
秸稈綜合收儲利用可直接增加農民收入,每畝可增收60元,生物質發電將生物質能變成電能,1噸秸稈可發電800度左右;飼料化利用能夠解決養殖場飼料來源問題,每噸秸稈可降低飼料成本160元;秸稈還田可提高土壤肥力,節水、節肥,提高農產品產量及品質;秸稈原料化利用,產出的食用菌每畝可增收2萬余元,產生的廢料又可還田,促進循環農業發展。
綜上所述,新形勢下,隨著我國社會不斷地快速發展,我國環境問題以及資源短缺問題日趨嚴重,為了推動我國農業現代化,大力推廣農作物秸稈綜合利用技術,并不斷創新優化。通過政策引導,確保秸稈利用渠道更加暢通,逐步形成秸稈產業、秸稈經濟,向市場化、集約化方向發展,從而提升整體經濟效益及秸稈綜合利用效率。