秦巴山地烟区生物质资源能源化利用调查与分析
2019-10-30杜鸿波孙永新余建章李建强龙飞牛玉德吴延韩猛
杜鸿波 孙永新 余建章 李建强 龙飞 牛玉德 吴延 韩猛
摘要 本文对秦巴山地烟区生物质资源能源化利用现状进行了分析，并对烟田及周边农业生态系统可能源化利用的3个大类18个小类生物质资源的存量、状态及利用现状进行了深入调查，还对3种生物质资源回收利用模式进行了统计分析，进而提出了针对性的建议。
关键词 生物质能源;资源化利用;收集模式;秦巴山地烟区
中图分类号 S216 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2019）17-0172-02 开放科学（资源服务）标识码（OSID）
烟草行业作为国民经济最后一个计划经济板块，有其存在的特殊意义。虽然受到“吸烟有害健康”的舆论压力，但它通过税利贡献、反哺农业、稳定就业、农民增收等方式发挥着积极作用。特别是革新现代烟草农业组织形式，实现了“订单农业—基础配套—组织生产—技术服务—质量监控—产品收购—效益保障”这一较理想的农业模式，值得其他农业产业學习借鉴。近年来，烟区在生态烟区、清洁生产、绿色发展等方面强化科技投入，烟区废弃物资源化、能源化利用成为实践“两山理论”的研究热点。
1 汉中烟区生物质资源能源化利用现状
汉中烟区作为陕西烟区的重要组成部分，环境友好、生态优良是秦巴山地发展烤烟的优势，种烟基地村在林间盆地科学布局，享受着秦巴山区最优越的生态环境，与森林生态系统、湿地生态系统和生物多样性系统有机结合，发挥着维护秦岭南麓生态平衡的重要功能。据调查，陕南森林覆盖率约60%，高出全省平均水平19个百分点，其中商洛、安康、汉中三市森林覆盖率分别达到62.3%、56.5%、50.12%;森林蓄积达到2.5亿m3，森林涵养水源能力高达116.83亿m3，均占全省的55%。秦巴山地烟区得天独厚的森林资源和陕南烟区近3万t烟叶产区相得益彰，既是当地发展特色经济的客观需要，也是秦巴山区脱贫攻坚的重要产业[1-2]。
烤烟产业作为特色农业经济产业的重要组成部分，投资较大、用工较多、技术复杂、收益较高的特点非常明显，它是汉中市区域农业经济的重要组成部分，具有“短、平、快”的特点，但烤烟经济效益的好坏与烟草政策资源（计划、补贴、服务、组织模式等）、自然资源禀赋（土壤、水分、光照、气温、气候等）、经济社会要素（交通、劳力、技术、基础设施等）和烟农综合素质（理念、意识、身体、技能、管理、经营能力等）的匹配度高度关联，短期盈利具有偶然性、长期利益具有必然性，容易形成烤烟特色经济产业聚集模式。
以烟农专业合作社为运营主体，收集利用当地烟田废弃的烤烟秸秆、废弃干烟叶、枯草树叶、山林杂灌、粮油作物秸秆、农作物加工废料、餐余固体垃圾、农村生活垃圾等有机物料，建立“合作社实施、烟农支持、烟草辅助、政府鼓励”的烟区生物质资源能源化利用模式，通过粉碎、配方、灭菌、除臭、调酸、混料、成粒、成型、干燥等复杂工艺流程，配合高效燃烧机、自动化填料温控设备等实现烤烟秸秆能源化利用、无害化处理、有机循环的清洁生产目标。目前，汉中烟区关于烟区生物质资源能源化利用的研究处于起步阶段，资源存量、技术工艺、经营模式、配套设施、综合效益等许多研究内容尚需要逐步深入研究。
2 汉中烟区生物质能源资源类型
烤烟作为个体较大、群体较多的大型作物，目前生产水平下单株干重一般都能达到0.24～0.37 kg/株，有机质资源产量在3.96～5.83 t/hm2之间，有效经济产量仅1.88～2.63 t/hm2。因此，烟田废弃有机物的生产率在52.5%～54.9%之间，大量的能量和物质转化为非经济产量的烟田废弃物，如根系、烟杆、花杈、腋芽等废弃有机物料。其木质化程度高、纤维素含量高、烟碱/焦油含量比较高，常温下不易燃烧，只能被丢弃，任其自然腐烂、腐解、矿化、循环进入土壤环境。随之也带来了病毒（花叶病等）、细菌（青枯病等）、真菌（根黑腐、黑胫病等）等病源菌、虫卵（蝼蛄类、地老虎等）进入烟田土壤环境或地下水环境，造成点源、面源污染和病虫害暴发隐患[3-4]。同时，汉中烟区多在镇村结合部丘陵区和巴山中浅山区，烟田生态系统周围存在大量的农作物区（玉米/水稻/油菜）和林区（硬杂乔木/草甸/杂灌木），还有大量农作物及木材加工废弃物的存在。通过调查核算，对汉中烟区生物质能源资源的品种类型、常规存量、利用现状等进行了摸底调查，具体见表1。
以汉中烟区为样本调查，由表1可看出，秦巴山地烟区烟田及外围环境生物质能源资源的类型可分为3个大类18个小类，主要存在状态是自然含水状态和风干/半风干状态。烟田主体生物质能源资源、烟田外围生物质能源资源、烟区外围生物质能源资源的存量分别为2 235.45～3 906.45、140.63～253.13、8 710.00～14 410.00 kg/hm2，三者结构比例分别为20.16%～21.04%、1.27%～1.36%、78.57%～77.60%，存量规模区间在1.13～1.90×105 t范围内，真实存量与烟叶生产水平、生态多样性、年际气候波动、利用频度相关。上述生物质能源资源的主要利用方式是腐烂还田和焚烧还田，较少以有机肥形式利用，资源未被科学合理地利用，也给烟区农村生产生活环境带来了污染，加重了土壤病害，不利于烟区健康可持续发展。因此，将烟区大量存在的生物质资源能源化利用，让其成为生物质染料颗粒，实现高效充分燃烧，同时产生发展理念、技术手段、组织模式和效益增收的资源化、清洁化、价值化过程，具有理论价值和实践价值[5]。
3 汉中烟区生物质能源利用收集模式
面对存量巨大的生物质能源资源，整个秦巴山地烟区几乎未实现绿色循环利用，也没有进入清洁生产环节，对烟区环境和烤烟产业发展还是“祸”和“害”。但无论是以循环利用有机肥为载体，还是以生物质燃料颗粒为载体，首先要解决的是烟田废弃有机物料（或生物质资源）的收集问题，从而探索适合汉中烟区自然地理和经济社会特点的有机物料收集模式。调查的过程中，以汉中南郑烟区为例，客观上主要存在3种资源收集模式。
3.1 模式一：高度集中区的烟农主动收集模式
该模式主要集中在小南海万亩烟区的回军坝村、老龙池村一带，烟农居住和烟田分布相对集中、农户距生物质能源加工工场较近（服务半径≤8 km）。烟农到田间收集烟田生物质资源的时间和劳力集中，采用半机械方式具有劳动轻度小、运输距离短、收集效率高、效益比较好的优势，烟农对比之后觉得“有事可做、有利可图、值得关注、愿意一试”。
3.2 模式二：相对分散区的委托服务队收集模式
该模式主要集中在小南海的黄家山村、青石关村、水口山村一带，烟农居住相对分散、烟田分布相对集中、农户到生物质资源加工工场距离相对较远（8 km≤服务半径≤15 km）。煙农收集烟田生物质资源能够做到闲时集中、整装运输、强度适中、效益持平、稍有盈余，烟农对比之后觉得“劳务挣钱、以料换料、清洁烘烤、节省成本、值得参与”。
3.3 模式三：偏远烟区的粗加工收集模式
该模式主要集中在小南海以外的碑坝、黄官、新集一带，烟农居住与烟田分布集中度一般，农户到生物质资源加工工场距离相对较远（20 km≤服务半径≤35 km）。烟农收集烟田生物质资源能够做到闲时集中，合作社设点或委托烟农就近粉碎，运输车来时送成品颗粒、离开装走粉碎料。这种模式解决了这些区域的烟农闲时就业问题和烟田环境保护问题，可获得劳务收入，还能以粉碎料换颗粒燃料，在一定程度上节省了烤烟生产成本[6]。
调查发现，虽然烟区和烟田生物质资源比较丰富，但由于烟区多处于中浅山区，城镇化致使山区劳动力数量骤减，留守的中老年烟农为了保持有效收益，户均规模均在2 hm2左右，从冬闲深翻烟田（12月）到分级售卖烟叶结束（次年11月）基本无太多农闲。因此，当收集生物质资源的当日劳动力报酬低于120～150元/d时，不会对烟农或附近农民产生吸引力，其积极性并不高。目前来看，模式一是最为有效的方式，根本原因是烟田规模大而且集中、劳动力相对有保证、运输距离相对较短、烟农思想认识觉悟高、劳动力每日报酬有保障、收集运输劳动强度小、以料（原料）易料（颗粒）确实带来了实惠等原因，烟农易于接受;其他2种模式在以上方面不具有绝对优势，虽然施加了农业政策影响力，但相对效率较低，比较优势不明显。
4 结语
调查发现，秦巴山地烟区及外围生态系统中，可能源化利用的生物质资源存量规模巨大，但由于经济、地理等客观因素限制，导致利用率、利用水平较低。因此，仍需要烟草行业和地方政府支持绿色产业项目补贴的刺激下，发挥好市场价格杠杆作用，还要通过生物质能源化利用原料保障交易额分红与部分生产资源相结合捆绑的政策影响力多效刺激，才能促使资源收集更顺畅、有保障、可持续[6]。政策激励是保障原料充足供应的有效“催化剂”，还需要政府环保部门和烟草行业持续努力、鼓励支持、变废为宝、化害为利。
5 参考文献
[1] 杜鸿波.陕南山地烟叶生产循环经济模式研究[J].科技视界，2013（26）：439-440.
[2] 杜鸿波，孙永新，牛瑜德.烟田废弃物循环利用模式与土壤保育技术探讨[J].现代农业科技，2016（19）：202-203.
[3] 兰树斌，马莹，陈维林，等.生物质能源在烤烟烘烤中的应用研究进展[J].现代农业科技，2016（17）：153-155.
[4] 高福宏，王志江，温丽娜，等.生物质能源自动化烘烤对提高烟叶品质方面的影响[J].湖北农业科学，2017，56（6）：1123-1127.
[5] 崔明，赵立欣，田宜水，等.中国主要农作物秸秆资源能源化利用分析评价[J].农业工程学报，2008，24（12）：291-296.
[6] 刘光快，张大斌，曹阳.生物质能源在烟叶烘烤上的应用现状与前景[J].农业科技通讯，2016（11）：44-49.
