嘉善县秸秆综合利用技术案例分析
2018-01-27叶波
叶 波
(浙江省农业生态与能源办公室,浙江 杭州 310012)
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。