青海省農作物秸稈綜合利用現狀及存在的問題

安生財

(西寧市湟中區農機推廣站,青海 湟中 811600)

國外秸稈利用時間較早,技術相對成熟,已形成相關的產業鏈,并通過科技與創新為農作物秸稈的綜合開發利用找到了多種用途,丹麥是世界上首先使用秸稈發電的國家,農民收獲糧食后,把秸稈賣給電廠,和煤、油、天然氣相比,秸稈成本低、污染少。此外,秸稈燃燒后的草木灰還可以無償地返還給農民作為肥料。在美國,秸稈的用途很廣,可用作飼料、手工制品等,有的地方還用來蓋房[1]。

從國內看,秸稈綜合利用發展起步較晚。2008年,國務院辦公廳印發《關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》(國辦發[2008]105號)以來,各地區、各部門積極采取有效措施,不少地區通過積極探索獲得了許多有益的經驗和辦法。如利用秸稈造紙或者生產無甲醛系列秸板,用作高檔家具、高檔包裝、高檔建筑材料以及高檔音箱等基材,既能增加農民收入,還能出口增加外匯收入,使秸稈資源轉化為經濟優勢,鼓勵農民擴大養殖規模,使秸稈成為牛羊的粗飼料[2]。

本文對青海省農作物秸稈綜合利用現狀及存在的問題等方面進行綜述,并對今后秸稈的綜合利用進行了展望,以期給秸稈綜合利用產業化,提高農戶收入,發展綠色循環農業提供參考。

1 青海省主要農作物種植情況

青海省位于中國西北內陸,氣溫受地形的影響較大,其總的分布形式是北高南低。東部耕地占全省總耕地面積的90.8%[3]。青海主要農作物有油菜、小麥、馬鈴薯、玉米和蠶豆等。2022年全省主要農作物總播種面積9.49×107hm2。其中小麥2.75×107hm2,玉米3.53×106hm2,馬鈴薯1.53×107hm2,油菜3.02×107hm2,其他作物1.86×107hm2。

2 青海省農作物秸稈綜合利用現狀

2.1 秸稈總的產生量及利用量

由表1可知,2022年青海省主要農作物秸稈產生量為2.72×106t,可收集量為2.40×106t,秸稈利用量為2.173 4×106t,秸稈綜合利用率為90.56 %。小麥的秸稈產生量最高,為0.77×106t;其次為油菜和馬鈴薯,分別為0.74×106t、0.63×106t。由表2可知,其中秸稈飼料化利用率最高,49.28%;其次是肥料化利用率占40.49%;燃料化、基料化、原料化利用共占10.23%。綜合來看,小麥、油菜、馬鈴薯等農作物為青海省秸稈主要產生來源,而利用途徑以飼料、肥料化為主。

表1 2022年青海省主要農作物秸稈產生量

表2 2022年青海省主要農作物秸稈利用量

2.2 麥類秸稈利用

2022年青海省全域內小麥秸稈產生量為0.77×106t,小麥秸稈綜合利用中,83%作為肥料,16%作為飼料,剩余部分作為燃料。燕麥全部都作為牛羊飼料,小麥、青稞的秸稈本身是可以直接做食草動物飼料,粉碎飼喂,但是適口性比較差,采食量較少,營養價值也非常低。小麥秸稈的營養成分比例為干物質95%、粗蛋白3.6%、粗脂肪1.8%、粗纖維41.2%、無氮浸出物40.9%、灰分7.5%[4]。為提高小麥秸稈的適口性、附加值,小麥、青稞秸稈通過揉絲機加工后,進行飼喂牲畜。

2.3 油菜秸稈利用

2022年青海省油菜秸稈產生量為0.74×106t。油菜稈的干物質含量為92%左右,干物質中粗蛋白含量為3.5%,中性洗滌纖維含量為80%,酸性洗滌纖維含量為61%,粗脂肪含量為5%,粗灰分含量為5.7%,鈣素含量為0.63%,磷素含量為0.26%。由于油菜秸稈的營養價值較低,過去精飼料未出現時,經過粉碎磨粉之后可作為豬飼料,現在由于養殖大戶在養殖時快速育肥,舍棄了油菜秸稈等粗飼料,改用精飼料為主要原料。油菜秸稈大部分進行了還田處理[5]。

2.4 馬鈴薯秸稈利用

2022年青海省馬鈴薯秸稈產生量為0.63×106t,馬鈴薯秸稈中的成分主要為纖維素、半纖維素、木質素、水分及其他物質。秸稈中含水量較高,大約在80%～90%左右,大部分農戶和合作社在馬鈴薯收獲前,通過機器和人工兩種殺秧方式,將馬鈴薯植株割倒,通過晾曬后腐爛至田間,直接還田[6]。

2.5 秸稈加工情況

青海省秸稈加工企業較少,以西寧市湟中區為例,湟中區秸稈綜合利用加工企業共有兩家,其中一家為湟中天興草業公司。該企業突破秸稈綜合利用技術瓶頸,形成了從秸稈回收、儲存、深加工、銷售為一體的農作物秸稈綜合利用產業化新模式。據初步估算,每年可收集加工麥類秸稈3 300 t,向市場提供優質柔絲草2 500 t,銷售額達400萬元,純收入達43.75萬元。而另一家農作物秸稈深加工企業為青海蕓婷農牧開發有限公司。該企業以油菜秸稈為原料,通過切碎、粉碎、除塵、烘干、壓縮等一系列工藝之后,再輔助木材邊角料粉末混合固化成型后,形成長度8～10 mm固體顆粒。作為生物質燃爐原料,所達到的燃燒值可與煤炭相當。據調查,該企業每年消耗油菜秸稈5 000 t,銷售額可達100萬元,有效地解決了油菜秸稈資源化利用的難題。

3 青海省秸稈綜合利用的主要類型

3.1 秸稈還田

秸稈還田可分為直接還田、過腹還田和堆漚還田。直接還田是將秸稈粉碎或留高茬還田及田面覆蓋等方式,農作物機收的同時將秸稈粉碎(或切碎)拋撒在耕地表面,再由拖拉機牽引翻轉犁、深松機、旋耕機等機具將秸稈翻埋至耕作層以下;過腹還田是指將秸稈作為飼料,在食草動物腹中消化吸收一部分營養物質,其余變成糞便后作為肥料,施入土壤的方式;堆漚還田是將農作物秸稈充分高溫腐熟以后,通過人為調節和控制,加入畜禽糞便、多種微量元素和生物菌,加工成生物有機肥還田[7]。直接還田是把作物秸稈直接翻耕入土用作基肥,或用作覆蓋物的措施?？蓪⒔斩捝盥裰?0 cm以下的耕地層,在進行粉碎和深埋時要加入腐熟劑,讓秸稈能夠快速腐爛,避免影響翌年春播耕種。秸稈直接還田具有處理秸稈量大、簡單易行、生產效率高等特點,但是病蟲害較多;過腹還田具有肥效高、成本低,但是要高度依賴養殖場完成;堆漚還田病蟲害比較少、肥效高,但是技術要求多、復雜繁瑣。

3.2 秸稈飼料化利用

秸稈揉絲化加工技術通過對秸稈進行機械切碎、揉絲加工,使之成為柔軟的絲狀物,有利于反芻動物采食和消化的一種秸稈物理化處理手段,主要的設備有旋切機、圓筒篩、打包機、傳送皮帶等[8]。

通過揉絲加工不僅分離了秸稈中纖維素、半纖維素與木質素,而且通過滾筒篩等裝置分離出大部分灰塵。經過揉搓絲化的秸稈質地松軟,不僅能提高其適口性,而且有助于牛羊的消化吸收。

作業時要按照操作規程進行,戴好口罩、眼罩等防護用具,在入料口要檢查秸稈中是否有鐵絲、砂石等硬物,防止損壞機器,注意用電、用火安全,以免發生安全事故。

3.3 秸稈燃料化利用

秸稈燃料化利用技術(顆粒)是指通過將秸稈粉碎成松散細碎料,在高溫、高壓條件下,擠壓成質地致密的棒狀的成型燃料。在物料進入成型設備之前,還可以在物料中加入黏結劑,提高成型效果。主要的設備有切碎機、混合機、液壓機、輸送機、烘干機、冷卻器、生物質燃料鍋爐等[9]。

通過秸稈壓縮固定成型,易于儲存和使用。經過烘干,減少了大量的水分,提高生物質燃爐的使用年限,但是該技術建設成本較高,占地面積較大[10]。

按照操作規范完成作業,注意秸稈的含水量,要保持在20%以下,設施要安裝除塵設備,達到環保要求[11]。

4 青海省農作物秸稈綜合利用存在的問題

4.1 資金投入和扶持力度不夠

農作物秸稈綜合利用是一個系統性工程,包括秸稈收集、運輸、儲存、加工、銷售等環節,每一個環節資金需求量較大,利用回籠資金周期長,這讓很多農戶和合作社望而卻步,阻礙了民間資本對秸稈資源化產業的投資,青海省每年的專項資金少之又少,只能分配至5到6縣區,缺乏連續性資金補助,導致農戶和合作社對于秸稈綜合利用的積極性不高,制約農作物秸稈資源化利用發展[12]。

4.2 氣候地形限制秸稈資源化利用發展

青海省地處2 200 m以上的高海拔地區,溫度低、空氣濕度小,空氣稀薄、日照強,不適應秸稈全量還田,即使部分還田時,秸稈無法快速腐爛,翌年春播時,殘余秸稈影響機械化播種,影響作物產量,限制秸稈全量還田技術發展,在秋收期間,雨水較為頻繁,秸稈含水量較高,如果秸稈收集不及時,容易造成秸稈腐爛、適口性差等問題。同時由于農作物種植地塊小而分散,且多為丘陵地區,農業基礎設施較弱,導致秸稈收集儲運成本過高,產業化利用原料供應供給不暢通,無法及時向下游企業供給原材料,市場供應不及時,影響企業生產效率[13]。

4.3 秸稈收儲運體系不完善

農作物秸稈收集有很強的季節性,收獲期較短。秸稈本身不易防火、防水的特點,因此難以長期儲存。當前青海省秸稈收儲運體系建設仍處于發展階段。秸稈運輸依靠拖拉機作為主要運輸,未形成一定的規模,專業化程度低。秸稈收儲運只能依靠專業合作社自給自足。秸稈打捆社會服務程度低,秸稈收儲存點少且分布不均衡,造成秸稈運輸時間長、成本高,降低了農戶秸稈收集的積極性[14]。

4.4 秸稈產業發展薄弱

由于建設秸稈加工企業投資大、成本高、回籠資金周期長、土地審批難等原因。以青海省西寧市湟中區為例,湟中區僅有兩家秸稈加工企業,麥類秸稈加工企業只有一家,主要以飼料化利用為主。由于產出量低、規模小、生產技術不成熟、成本高,無法與外省優質揉絲草進行有力的競爭。而馬鈴薯、油菜秸稈產業化發展一直存在困境,雖然有一家生物質顆粒燃料秸稈加工企業,但是依然不能滿足整個區域內的馬鈴薯、油菜秸稈資源化利用的需要。而秸稈原料化、產業化、規?；l展一直是空白,如何將青海省秸稈五料化利用產業規?；?、專業化、多樣化發展是當前工作的重中之重[15]。

5 青海省農作物秸稈綜合利用改進措施

5.1 加大資金投入

積極申請秸稈綜合利用專項資金,扶持一批市場主體,對一些秸稈深加工企業進行政策扶持,給予優惠的政策、技術支持,培育上游收集秸稈市場主體,扶持下游秸稈加工企業,雙管齊下,提升農戶、合作社、企業秸稈資源化利用的積極性。

5.2 因地制宜,合理還田

按照青海省氣候、種植特點及作物種類,因地制宜示范推廣秸稈科學還田適用技術,采用秸稈粉碎旋耕還田、粉碎深翻還田、秸稈免(少)耕保護性耕作等,并結合深松整地、病蟲害綜合防治等農藝措施,形成適應機械化生產、助力后茬作物穩產優質的秸稈還田規程,推進秸稈就近就地輕簡化科學還田,提高土壤鉀元素利用率,促進農田土壤固碳增匯,鞏固提升土壤綜合生產能力。結合畜禽糞污資源化利用工作,鼓勵和支持大型畜禽場或有機肥生產企業購置秸稈處理和生產有機肥裝備,建設秸稈有機肥生產線,擴大秸稈制作有機肥消納量[16]。

5.3 完善秸稈收儲運體系

建立健全政府推動、秸稈加工企業和收儲組織為軸心、經紀人參與、市場化運作的秸稈收儲運體系。以秸稈深加工企業為中心,建立收儲中心,并根據秸稈收集半徑分區設置多級收儲站;政府部門鼓勵和支持農村專業合作社、家庭農牧場、種糧大戶等新型農業經營主體開展秸稈打捆離田社會化服務,減少秸稈收集作業成本;鼓勵秸稈加工企業與農業新型經營主體、農戶簽訂合作協議,發展訂單式的秸稈收儲加工;加大對農業生產基礎設施的建設,并培育一支有實力的秸稈運輸隊伍,通過線上線下等多種形式,進行秸稈運輸叫車服務,推動秸稈運輸專業化、規?；?、經濟化發展,通過多策并舉,逐步形成市場化的秸稈收儲供應能力[17]。

5.4 推動秸稈資源化利用產業化發展

堅持政府引導、市場運作的原則,圍繞農作物秸稈五料化利用,積極培育農作物秸稈資源利用的市場主體,擴展產業鏈、降低生產成本,優化秸稈資源化利用產業結構,推進秸稈基料、原料化利用產業發展。支持引導企業、專業合作社、家庭農牧場、種植大戶積極發展以秸稈為主要基料的栽培食用菌技術,擴大秸稈基料化利用規模。鼓勵發展以秸稈為原料的造紙、新型建材、復合材料、降解膜、餐具等加工產業,延伸秸稈原料化利用產業鏈,提高產業化利用水平[18]。

6 青海省農作物秸稈綜合利用展望

青海省在生態環境保護工作當中一直走在全國的前列,當前應當抓住機遇,以綠水青山,就是金山銀山為行動準則,大力發展秸稈利用產業,補短板,強弱項,借鑒國內外秸稈發展成功案例,積極探索適合本區域的秸稈利用方式,通過政府引導、企業參與、資金投入、技術推廣等多種手段,讓秸稈資源化利用落到實處,使農戶增收創收,農戶得到實惠,充分調動農戶的積極性,讓企業能夠得到收益,形成一個良性循環,這樣才能夠保證農業經濟快速發展的同時,還能促進青海省的農業生態環境保護。