嘉善县秸秆综合利用技术案例分析
叶波
浙江省农业生态与能源办公室,浙江 杭州 310012

作者简介:叶波(1973—),女,浙江杭州人,工程师,本科,从事农业资源综合利用、农业生态保护、农村能源综合管理工作,E-mail:bosimao87654321@163.com

摘要

农作物秸秆综合利用和防止露天焚烧,是当前农业生态能源工作的重要内容之一。为实现秸秆资源化和无害化利用,嘉善县结合当地农业生产实际,积极探索和推进秸秆肥料化、饲料化、能源化、基料化、原料化(“五化”)利用技术,利用率不断提高。本文重点分析嘉善县推广农作物秸秆“五化”利用技术特点和典型案例,在分析存在问题的基础上,进一步提出深化秸秆综合利用的政策建议。

关键词: 秸秆; 综合利用; 嘉善
中图分类号:S216.2 文献标志码:A 文章编号:0528-9017(2018)07-1297-03

秸秆是宝贵的生物质资源[1], 目前, 浙江省每年秸秆总量约1 200万t。近年来, 各地根据当地秸秆种类、产业特点等实际, 大力推进秸秆肥料化、饲料化、能源化、基料化和原料化(“ 五化” )利用, 利用率不断提升。嘉善县是浙江省秸秆综合利用工作走在前列的县市[2], 2016年嘉善县农作物秸秆可收集量为17.2万t, 已利用量为16.05万t, 综合利用率93.3%。其中, 肥料化利用14.12万t, 基料化利用0.65万t, 饲料化利用1.22万t, 原料化利用0.06万t。总结推广嘉善县秸秆综合利用市场化的成功模式, 对全省秸秆综合利用工作都有重要借鉴意义。

1 技术模式
1.1 肥料化利用

晚稻秸秆还田。适用于秸秆量较多的杂交水稻田, 收割晚稻时基部留茬30~40 cm, 可大大减少秸秆覆盖量。技术要点为联合收割机收割晚稻, 留茬30~40 cm, 上部秸秆全部粉碎还田。播种小麦, 小麦施足基肥, 人工撒匀秸秆, 机械开沟覆土。

晚稻秸秆全部切碎翻耕还田。适用于秸秆量较少的晚粳稻田, 稻草可以留茬(20 cm以下)或全部切碎, 稻草切碎至5~10 cm。稻草覆盖太厚处, 人工调匀。技术要点为收割机收割晚稻时将秸秆全部切碎还田, 拖拉机翻耕, 播种小麦, 小麦施足基肥, 拖拉机(平田机)浅耙, 机械开沟。

晚稻田套播大小麦秸秆切碎还田。适用于田间比较干硬的田块, 以减轻机械压实, 同时也适用于12月上旬收割晚稻和迟播小麦的种粮大户。此时, 水稻秸秆含水量低, 覆盖秸秆后通透性较好, 利于迟播小麦出苗。主要技术要点为水稻收割前1~2 d稻田套播小麦, 机械收割留茬10~30 cm, 上部秸秆切碎, 人工撒匀, 机械开沟覆土。

晚稻秸秆覆盖(小麦)还田。还田质量好, 覆盖均匀, 出苗整齐。技术要点为收割晚稻(不切碎秸秆), 人工将稻草转移至田边, 施用基肥, 播种小麦, 人工覆盖稻草, 机械或人工开沟。

晚稻秸秆还田移栽油菜。能及时抢种油菜, 同时, 稻草能对油菜起到良好的保温、保墒、防冻、压草效果。技术要点为收割晚稻, 秸秆粉碎还田或整草还田, 机械开沟, 施基肥, 移栽油菜, 人工开沟。

冬闲田晚稻秸秆还田。收割晚稻时将秸秆切碎还田, 第2年种水稻时将秸秆翻耕入土。

示范案例。嘉善县惠民街道大田种植方式以小麦(油菜)-水稻为主, 在小麦、水稻收割时采用带秸秆切碎和抛洒装置的联合收割机, 一次完成水稻或大小麦切割喂入、脱粒清选、收集装箱、秸秆粉碎抛洒等作业工序。秸秆切碎长度≤ 15 cm, 全幅均匀撒铺于田面, 用施肥机械将碳酸氢铵(小麦秸秆配施量300~375 kg· hm-2, 水稻秸秆配施量450~600 kg· hm-2)均匀抛撒于田面, 再用大功率拖拉机进行旋耕, 把秸秆和肥料混埋于土中, 最后播种大小麦, 或灌水耕耙后种植水稻。秸秆全量还田2~3年后, 土壤取样测定, 结果有机质含量比对照增加16%~20%, 速效钾增加15%, 土壤腐殖质增加, 容重降低, 通透性改善, 蓄水保墒降渍能力增强。种植的水稻比对照增产8%, 小麦增产10%左右。

1.2 基料化利用

基质利用栽培食用菌, 以麦秸、稻草等禾本科农作物秸秆为主要原料, 通过与其他原料混合或经高温发酵, 配制成草腐菌栽培基质, 食用菌采收结束后, 菌糠再经高温堆肥处理后归还农田, 是一种多级循环利用技术。秸秆种植食用菌技术, 既可运用于一般农户生产, 也可运用于工厂化、产业化规模生产。

食用菌栽培按其基质处理方法不同, 可分为生料、熟料和发酵料栽培。无论哪种食用菌栽培方式, 均包括基料制备、食用菌栽培与菌糠堆肥3个重要技术环节。如双孢蘑菇种植的基料中, 稻麦秸秆使用量可达40%~50%, 混入猪、牛粪40%~50%, 再加入其他辅料, 经发酵后作为草腐菌原料。

示范案例。嘉善宁远农业开发有限公司位于嘉善县姚庄镇清凉村, 蘑菇生产基地面积6 hm2。公司以麦秸(稻草)、畜禽粪便为基质原料, 采用欧洲先进的三次发酵技术和运用生物技术, 通过发酵预湿、二次水循环净化再利用等实现循环利用目的。在提供优质培养料的同时, 通过智能化控温控湿, 为蘑菇生长创造适宜的生长环境, 出菇后的废料全部用于生产优质有机肥, 优质有机肥再回到其他农业生产种植土壤, 实现了稻麦、菇、农作物(有机肥)农业生态循环体系。公司每年利用秸秆超过2.1万t, 家畜排泄物1.05万t, 生产发酵食用菌基料3.6万t, 生产效率高于传统种植户8倍以上, 年产值可达8 000万元, 带动农户种植面积达11万m2。该模式被农业部推介为全国秸秆农用十大模式。

1.3 能源化利用

秸秆固化成型燃料化利用。利用秸秆中的木质素充当黏合剂, 将松散的秸秆等农林剩余物挤压成颗粒、块状和棒状等成型燃料, 具有洁净、点火容易、二氧化碳零排放、便于贮运、易于产业化生产和规模应用等优点。

技术要点。秸秆含水率在20%~40%, 通过自然晾晒或烘干方法进行干燥, 将原料的含水率降至8%~10%。木屑及稻壳等原料的粒度较小, 经筛选后可直接使用。而秸秆类原料则需通过粉碎机进行粉碎处理, 粉碎的粒度由成型燃料的尺寸和成型工艺所决定。生物质通过固体成型, 一般不使用添加剂, 此时木质素充当了黏合剂。

示范案例。嘉善联成生物燃料有限公司以利用农林废弃物, 运用热压成型技术专业生产生物质成型燃料为主, 年生产能力5万t, 其标准均达到国际生物质燃料质量标准。目前, 公司年可循环利用农林废弃物2万t, 形成“ 农林废弃物回收→ 绿色环保能源” “ 木制品废弃物→ 综合利用” 生态循环经济产业链, 年销售额达1 600万元。

1.4 饲料化利用

秸秆青贮饲料化利用。把新鲜的秸秆填入密闭的青贮窖或青贮包膜内, 经微生物发酵, 达到长期保存其青绿多汁营养成分之目的。

原料选择。选择有一定糖分的秸秆作为青贮原料, 一般可溶性糖分含量应为其鲜重的1%(饲料干物质的8%)。玉米秸秆等均含有适量或较多易溶性碳水化合物, 是优良的青贮原料。黄豆植株、茭白叶、芦笋尾叶等, 较适合作为青贮原料。适宜的含水量。要求青贮原料的含水量能够保证乳酸菌正常活动, 适宜的含水量为65%~75%。幼嫩、多汁柔软的原料, 含水量应低些, 以60%为宜。原料切碎。青贮原料应切碎、切短使用, 这不仅便于填装、取用, 家畜容易采食, 而且对青贮饲料的品质(pH值、乳酸含量等)及干物质的消化率有比较重要的影响。

示范案例。嘉善县新景奶牛场, 占地面积1 hm2, 有牛舍3 000 m2, 存栏220多头。企业采购玉米秸秆、大豆植株、茭白叶等作为生产青贮饲料的原料。经切碎, 采用以色列先进的秸秆发酵技术, 在水稻秸秆高含水量的情况下, 添加菌剂和糖渣之后直接密封打包, 运到贮存地点存放40 d后即可作为青贮饲料。在密闭无氧条件下保存发酵, 产生的青饲料不仅适口性好、消化率高, 而且营养丰富, 最长可以贮存1~2年。饲养场对秸秆饲料及氨化青贮饲料的累计利用量1.5万t。

1.5 原料化利用

秸秆原料成型利用。以水稻农作物秸秆为主要原料, 通过整理和专业的机械作用, 形成草帘、草绳等草制品。秸秆原料成型利用技术按生产工艺包括秸秆捆扎、打包→ 秸秆收贮运→ 专业机械制作(摇绳机)→ 模压成型。

示范案例。嘉善县西塘镇金明村, 村区域面积6.57 km2, 耕地面积453 hm2, 有农户920户。1990年以来, 金明村就开始稻草加工草绳, 金明村的草绳原料来源于当地丰富的稻草, 2011年成立嘉善县金明草绳专业合作社, 合作社承担草绳对外销售。目前, 全村有335户摇绳户, 占全村总农户的36.5%, 拥有摇绳机346台。金明村晚稻面积247 hm2, 2013年摇草绳稻草395 hm2, 部分对外收购。据测算产草绳1 050捆· hm-2, 每捆10元, 减去收柴成本, 净效益9 000元· hm-2。平均每台摇绳机年销售产值12 000元, 总销售产值达415万元。

2 存在问题
2.1 收储运体系不够健全

“ 有秆难收、有收难储、有储难运” 现象普遍存在。经纪人、合作社等服务组织发育不足, 存在布局不合理, 基础设施建设跟不上, 加上秸秆集中收集时间短, 离田手段落后, 储存时间长, 占用场地大, 导致离田难度大。在规模化收集、打包、运输等环节没有形成有效的一体化机制。

2.2 产业化程度不够深入

普遍存在关键技术薄弱、装备水平较低、成熟商业模式欠缺、产品附加值低等问题。特别是在主体培育方面, 还缺乏一批与当地秸秆资源量和需求量相匹配、市场竞争能力比较强、企业效益比较好的主体队伍。

2.3 全量化利用不够普遍

秸秆利用途径总体上还是比较单一, 目前, 该县秸秆主要利用途径是切碎深耕还田肥料化利用, 占比82%左右, 饲料化、基料化和原料化比例在7%、3.7%和0.3%, 能源化利用低。露天焚烧现象还时有发生。

2.4 扶持政策不够精准

政策措施含金量不高、“ 干货” 不多, 扶持力度不足。现行秸秆综合利用政策主要集中在秸秆禁烧、大气污染治理、农机补贴、秸秆工业化利用及能源产品等方面, 多是针对某一环节设立的, 缺乏系统性。出台的一些秸秆收储用地、企业用电、终端产品应用政策不配套, 落地难。

3 政策建议
3.1 以编制区域秸秆全量化利用规划为指引

各地应从本地农业生产特点、秸秆资源状况等实际出发, 科学编制区域秸秆全量利用整体规划或实施方案, 争取到2020年全省秸秆综合利用率提高到95%以上, 实现全面禁止露天焚烧秸秆目标。其中, 肥料化利用率稳定在60%以上, 能源化利用率争取达到15%左右, 饲料化利用和基料化利用均达10%左右。在全省再选择10个左右有条件的县(市、区)开展秸秆综合利用试点示范, 进行适宜项目的技术引进、试验示范, 力争早日在全省推广。

3.2 以完善秸秆综合利用技术支撑体系为重点

在研发方面, 依托浙江大学、浙江省农科院、浙江农林大学等高等院校和科研院所开展秸秆综合利用前瞻性、关键性技术攻关, 特别是饲料、食用菌基料等附加值较高的产品。在农艺方面, 要探索建立一批适应不同区域、简便高效的农作制度、栽培模式, 提高秸秆还田的质量和效率, 提升耕地地力。在农机方面, 要集成一批先进实用的秸秆收获、深松翻地、捡拾打捆、粉碎还田等技术和设备, 实现秸秆利用的全程机械化。在“ 五化” 利用方面, 要熟化一批秸秆工业化利用的新技术、新工艺和新装备, 推进秸秆综合利用产业化发展。在服务体系建设方面, 要组建一支专业化的专家服务团队。

3.3 以构建秸秆综合利用政策体系为保障

各地要按《浙江省人民政府办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》的要求, 进一步强化专项资金、用地、用电、税收等支持政策。将秸秆综合利用扶持资金列入同级财政预算。优化财政资金扶持重点, 要重点对秸秆机械化粉碎还田、捡拾打捆作业、中小规模综合利用、秸秆收贮运体系建设予以支持, 增加秸秆捡拾打捆以及与秸秆还田、收集的机械补助, 对列入补贴范围的机械在争取中央补贴的基础上, 可考虑再给予一定比例的省级补贴。完善财政专项资金使用目标管理考核, 可将各市、县秸秆综合利用和禁烧状况与省财政扶持资金安排直接挂钩。

3.4 以破解秸秆综合利用突出问题为突破口

构建以企业为主体、专业合作经济组织为骨干、政府扶持、农户参与、市场化运作的秸秆收贮运体系。要坚持“ 就近就地” 原则, 合理设置收集点, 落实秸秆堆场用地等设施配套, 规划建设秸秆收贮基地, 大力发展合作服务、村企结合、劳务外包等收贮服务, 强化利益链接机制, 构建组有堆放点、村有收贮站、乡镇有收贮中心、县市有规模化利用企业的收贮体系。要加快建立全省秸秆综合利用工作联席会议制度, 农业部门作为秸秆综合利用的牵头部门, 负责做好秸秆资源调查, 加强秸秆综合利用技术指导和示范推广, 组织实施秸秆综合利用等项目, 指导开展秸秆收贮运体系建设和运行。

3.5 以防控秸秆露天焚烧为红线

加大秸秆露天焚烧查禁力度, 以禁促用, 以用促禁。要以卫星遥感为抓手, 及时公开通报秸秆露天焚烧事件。市、县(市、区)政府要依法划定禁止露天焚烧秸秆的区域, 并向社会公布。要建立健全从县市、到乡镇(街道)、到村组的分层监管责任体系, 切实将禁烧工作责任落实到村、落实到田头地块、落实到生产主体。对于控制秸秆露天焚烧不力的地区, 要采取警告、约谈等方式, 督促其落实露天禁烧措施。在容易发生秸秆露天焚烧的季节, 环保部门和地方政府要组织开展巡查, 发现露天焚烧秸秆现象, 依法予以制止。根据“ 谁污染谁治理” 的原则, 从事农作物种植的农户、专业合作社、企业要承担秸秆禁烧的主体责任。建立举报激励机制, 支持和保护村民举报秸秆露天焚烧行为。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献:
[1] 游鑫荣. 浅谈秸秆综合利用[J]. 农机科技推广, 2013(10): 32. [本文引用:1]
[2] 葛佳颖, 沈其林. 嘉兴市农作物秸秆综合利用概况及几点建议[J]. 浙江农业科学, 2017, 58(12): 2096-2098. [本文引用:1]