蔣雷鳴,黃振俠,熊江花,黃藝瑤,袁夢(mèng)涵,王 瑛,周 堅(jiān)*
(1.江西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所,330044,南昌;2.江西省農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)站,330006,南昌;3.江西省紅壤研究所,331717,南昌)
秸稈是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中農(nóng)作物收獲后所遺留的根、莖、葉等剩余物,是可重復(fù)利用的再生生物資源[1]。我國(guó)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)耕歷史悠久,傳統(tǒng)的耕作方式傳承已久,對(duì)農(nóng)作物秸稈的處理方式基本上是就地焚燒,少量秸稈會(huì)被用于喂養(yǎng)牲畜或者編制草鞋、草帽、蓑衣等日常生活用品。在長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中農(nóng)戶(hù)還發(fā)現(xiàn),通過(guò)焚燒秸稈能使農(nóng)作物收獲后基本不留茬,便于農(nóng)田翻耕。焚燒后草木灰也是不錯(cuò)的肥料,可增加肥效,保持土壤肥力,有助于下一茬農(nóng)作物的增收。焚燒秸稈還能有效減少病蟲(chóng)害對(duì)下一茬農(nóng)作物的危害,一些病蟲(chóng)害在焚燒秸稈過(guò)程中,蟲(chóng)卵被燒死,能有效減少農(nóng)田病蟲(chóng)害的產(chǎn)生,更有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)。農(nóng)作物收獲后遺留下來(lái)的秸稈就地焚燒是自古以來(lái)我國(guó)農(nóng)民通過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)總結(jié)出來(lái)的耕作經(jīng)驗(yàn),對(duì)農(nóng)作物種植以及生長(zhǎng)有可取之處。然而隨著社會(huì)的發(fā)展,傳統(tǒng)的耕作模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需要了,焚燒秸稈這一耕作模式的弊端也逐步被大家所認(rèn)知。首先,焚燒秸稈所產(chǎn)生的大量煙塵,嚴(yán)重污染了人們所賴(lài)以生存的大氣環(huán)境,經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)表明,焚燒秸稈所產(chǎn)生的二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物3項(xiàng)污染指數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)是日均濃度的五級(jí)水平,其中二氧化硫的濃度比平時(shí)高出1倍,二氧化氮、可吸入顆粒物的濃度比平時(shí)高出3倍。當(dāng)可吸入顆粒物濃度達(dá)到一定程度時(shí),對(duì)人的眼睛、鼻子和咽喉等含有黏膜的部分器官刺激較大,輕則造成咳嗽、胸悶、流淚,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致支氣管炎發(fā)生[2]。其次,極易引發(fā)火災(zāi),威脅人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全;秸稈焚燒,極易引燃田間地頭周?chē)囊兹嘉?,尤其是在山林附近田地焚燒秸稈,容易引發(fā)山林火災(zāi),造成人民生命財(cái)產(chǎn)重大損失。第3,焚燒秸稈所產(chǎn)生的大量煙塵不易飄散,空氣能見(jiàn)度降低,嚴(yán)重威脅道路交通安全及航空安全,焚燒秸稈產(chǎn)生的煙霧嚴(yán)重影響駕駛員視線(xiàn)從而引發(fā)交通事故,造成廣大群眾生命財(cái)產(chǎn)損失。第4,焚燒秸稈會(huì)導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)改變,土壤表面水分散失高達(dá)65%~80%,農(nóng)田生物群落遭到破壞,土壤易板結(jié),氮、硫等元素大部分轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性物質(zhì)或顆粒而進(jìn)入大氣,土壤營(yíng)養(yǎng)元素失衡,不利土壤培肥;秸稈焚燒弊大于利。
很多發(fā)達(dá)國(guó)家例如美國(guó)、加拿大、德國(guó)、日本等國(guó),從保護(hù)性耕作入手,大力推廣保護(hù)性耕作,采用國(guó)家項(xiàng)目支持以及政策扶持等方式,設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi),進(jìn)行科學(xué)研究;補(bǔ)貼農(nóng)戶(hù)相關(guān)農(nóng)機(jī)具購(gòu)置,并在技術(shù)上進(jìn)行示范指導(dǎo),推廣先進(jìn)技術(shù),同時(shí)出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī)。他們除了青飼料的玉米外,農(nóng)作物秸稈(小麥等)的70%左右基本用于直接粉碎還田,然后通過(guò)旋耕翻耕,將秸稈深埋進(jìn)農(nóng)田中,日本政府將秸稈直接還田作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的法律來(lái)執(zhí)行[3],水稻秸稈除粉碎還田達(dá)68%[4]余下水稻秸稈都用作牛飼料或養(yǎng)殖場(chǎng)草墊;韓國(guó)則以家庭農(nóng)場(chǎng)為主,水稻小麥秸稈均已實(shí)現(xiàn)全量化利用,近20%用于還田,80%用作肉牛養(yǎng)殖飼料,在這種養(yǎng)模式下,肉牛養(yǎng)殖戶(hù)以及出售稻草的種植戶(hù)都取得了較高的經(jīng)濟(jì)收入[5]。
國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、環(huán)境保護(hù)部、中央組織部制定了《綠色發(fā)展指標(biāo)體系》,把秸稈綜合利用工作列為各省生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)考核指標(biāo)。2017年《江西省人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)關(guān)于農(nóng)作物秸稈露天禁燒和綜合利用的決定》,提出落實(shí)生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)建設(shè)戰(zhàn)略。隨后印發(fā)《江西省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)江西省打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃的通知》,江西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳印發(fā)《江西省農(nóng)作物秸稈綜合利用三年行動(dòng)計(jì)劃》,推進(jìn)秸稈綜合利用,加大秸稈利用產(chǎn)業(yè)的建立和發(fā)展。
江西省是個(gè)農(nóng)業(yè)大省,主要種植的糧食作物有水稻,經(jīng)濟(jì)作物有油菜、花生、芝麻等,據(jù)統(tǒng)計(jì),江西省近10 a來(lái)糧食作物耕種面積(圖1)及總產(chǎn)量(圖2),油料作物耕作面積(圖3)及產(chǎn)量(圖4)一直較為穩(wěn)定,總體變化不大,到2018年江西省耕種總面積達(dá)555.59萬(wàn)hm2,其中水稻種植面積343.62萬(wàn)hm2,糧食作物產(chǎn)量達(dá)2 190.7萬(wàn)t;油料作物油菜、花生、芝麻的種植面積達(dá)68.01萬(wàn)hm2,產(chǎn)量達(dá)120.8萬(wàn)t,薯類(lèi)種植面積達(dá)10.202萬(wàn)hm2,產(chǎn)量達(dá)49.1萬(wàn)t[6];農(nóng)作物秸稈儲(chǔ)量巨大,據(jù)以上兩作物產(chǎn)量初步估算兩作物秸稈產(chǎn)量就達(dá)2 100萬(wàn)t之多,秸稈生物資源儲(chǔ)量非常豐富,秸稈綜合利用前景廣闊。
圖1 江西省2009—2018年糧食作物耕種面積
圖2 江西省2009—2018年糧食作物產(chǎn)量
圖3 江西省2009—2018年油料作物耕種面積
圖4 江西省2009—2018年油料作物產(chǎn)量
江西省農(nóng)作物秸稈綜合利用前景廣闊,各地因地制宜,學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù),積極推廣保護(hù)性耕作,實(shí)行水稻油菜等農(nóng)作物秸稈全量還田,在現(xiàn)有政策扶持下,在技術(shù)上示范引導(dǎo),推廣秸稈粉碎還田技術(shù),同時(shí)推廣堆肥還田技術(shù);扶持畜牧業(yè)發(fā)展,推廣部分秸稈離田用作家畜粗飼料來(lái)源,經(jīng)家畜過(guò)腹再加工后作為有機(jī)肥還田,保持土壤的肥力;促進(jìn)菌菇種植行業(yè)發(fā)展,利用秸稈生產(chǎn)菌菇基料,帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì),讓農(nóng)戶(hù)增收;鼓勵(lì)引導(dǎo)區(qū)域內(nèi)有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)利用秸稈作為生產(chǎn)原料生產(chǎn)有機(jī)肥,促進(jìn)企業(yè)增收節(jié)支;在有條件的地區(qū)推廣秸稈燃料化生產(chǎn),大力發(fā)展非化石能源,因地制宜發(fā)展可再生資源,綜合高效利用生物質(zhì)能[7],有效解決了水稻秸稈蓮子秸稈的消化吸收,生產(chǎn)生物質(zhì)燃料,取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益;同時(shí)省內(nèi)科研部門(mén)研發(fā)了適用于本省的“多種生物質(zhì)雙煙道反燒水暖供熱裝置”,該設(shè)備操作簡(jiǎn)單、通用性大,特別適用于冬季大棚供暖[8-9]。部分地區(qū)探索扶持秸稈纖維化造紙,相關(guān)企業(yè)也取得不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益,企業(yè)逐步走向市場(chǎng);全省在秸稈綜合利用工作中正扎實(shí)推進(jìn),秸稈肥料化、飼料化、基料化、燃料化、原料化的“五料化”綜合利用工作成績(jī)顯著。
目前江西省各地市都充分利用現(xiàn)有國(guó)家促進(jìn)秸稈綜合利用政策,地方政府也出臺(tái)相應(yīng)政策及配套資金,全面推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用工作,基本杜絕露天焚燒,試點(diǎn)縣秸稈綜合利用率基本達(dá)到90%以上。以江西省中部某縣為例,該縣現(xiàn)有耕地面積2.497 萬(wàn)hm2,占全縣總面積的20%。農(nóng)作物品種繁多,秸稈資源非常豐富,主要來(lái)源于水稻、油菜、花生等農(nóng)作物,以及瓜果、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物。據(jù)統(tǒng)計(jì),2018年全縣糧食播種總面積3.633 萬(wàn)hm2,水稻秸稈30.48 萬(wàn)t;油菜面積0.953 萬(wàn)hm2,油菜秸稈1.82 萬(wàn)t;花生面積0.167 萬(wàn)hm2,秸稈0.57 萬(wàn)t;玉米秸稈0.37 萬(wàn)t;豆類(lèi)面積0.189 萬(wàn)hm2,秸稈0.45 萬(wàn)t;薯類(lèi)種植面積0.108 萬(wàn)hm2,秸稈0.84 萬(wàn)t;全縣年生產(chǎn)農(nóng)作物秸稈約34.53 萬(wàn)t。機(jī)械化耕作業(yè)水平達(dá)90%以上,水稻秸稈還田水平達(dá)73%以上。全縣農(nóng)作物秸稈可收集量 25.59 萬(wàn)t,其中秸稈還田17.38 萬(wàn)t,利用量6.78 萬(wàn)t(飼料化利用0.25 萬(wàn)t、燃料化利用2.69 萬(wàn)t、基料化1.45 萬(wàn)t、原料化利用 2.38 萬(wàn)t)。2018年全縣秸稈綜合利用率達(dá)到93.9%,2019年秸稈綜合利用率達(dá)到96.4%,預(yù)計(jì)到2020年秸稈綜合利用率達(dá)到98%以上;該縣努力扶持“五料化”利用規(guī)模化企業(yè)(圖 5),依托龍頭企業(yè)、專(zhuān)業(yè)合作社或種植大戶(hù)培育收儲(chǔ)隊(duì)伍(圖 6),建立完善的秸稈收儲(chǔ)網(wǎng)點(diǎn)(建立5個(gè)收儲(chǔ)中心)及收儲(chǔ)隊(duì)伍(培育10個(gè)專(zhuān)業(yè)收儲(chǔ)隊(duì)伍),推廣訂單收集,鼓勵(lì)收儲(chǔ)大戶(hù)及規(guī)模企業(yè)購(gòu)置相關(guān)農(nóng)機(jī)設(shè)備,去田間以免費(fèi)幫農(nóng)戶(hù)收獲農(nóng)作物,換取秸稈,達(dá)到互惠互利,該縣秸稈綜合利用工作在全省名列前茅評(píng)為優(yōu)秀試點(diǎn)縣。
圖5 有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)利用秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥現(xiàn)場(chǎng)
圖6 秸稈專(zhuān)業(yè)收儲(chǔ)工作現(xiàn)場(chǎng)
目前江西省秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化水平不高,高產(chǎn)值規(guī)?;髽I(yè)不多,離田綜合利用率偏低,農(nóng)戶(hù)秸稈離田積極性不高,仍然存在秸稈廢棄現(xiàn)象。農(nóng)戶(hù)在使用聯(lián)合收割機(jī)收獲后直接粉碎還田過(guò)程中,也產(chǎn)生了一些困惑,特別是在南方水稻雙搶季節(jié),針對(duì)聯(lián)合收割機(jī)增加秸稈粉碎設(shè)備提出了意見(jiàn),增加粉碎還田設(shè)備后作業(yè)機(jī)械增加收割負(fù)荷,同時(shí)增加了油耗,直接影響收割作業(yè)速度,都是看得見(jiàn)的損失;秸稈粉碎還田后需深耕,否則會(huì)改變土壤結(jié)構(gòu),對(duì)農(nóng)田水分滲透土壤產(chǎn)生影響,從而減少土壤蓄水保水能力;秸稈粉碎還田后秸稈存在一定分解周期,會(huì)影響禾苗根系扎根生長(zhǎng),影響后期水稻成長(zhǎng)過(guò)程中抗倒伏能力;秸稈直接粉碎還田后會(huì)造成病蟲(chóng)害不易消殺,附著在秸稈上的病蟲(chóng)害會(huì)跟隨秸稈埋入土壤,給病蟲(chóng)害處理帶來(lái)一定難度,必定增加農(nóng)藥使用量,對(duì)土壤形成化學(xué)污染,對(duì)農(nóng)作物賴(lài)以生長(zhǎng)的土壤造成破壞,極難修復(fù),影響農(nóng)作物產(chǎn)出的品質(zhì)及產(chǎn)量。
秸稈離田牽涉到秸稈收儲(chǔ)運(yùn)體系以及秸稈資源信息化平臺(tái)建設(shè)問(wèn)題,個(gè)別縣對(duì)收儲(chǔ)網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)目標(biāo)不明確,收儲(chǔ)中心建設(shè)沒(méi)有起到以點(diǎn)帶面作用,覆蓋作用不明顯,收儲(chǔ)中心建成后沒(méi)有及時(shí)開(kāi)拓銷(xiāo)售渠道,造成倉(cāng)儲(chǔ)資源浪費(fèi);區(qū)域內(nèi)秸稈離田后信息資源平臺(tái)建設(shè)沒(méi)有完善起來(lái),資源信息沒(méi)能有效共享,沒(méi)有充分研究考慮秸稈離田后的去向,秸稈離田后未被充分利用及消化吸收,秸稈利用終端企業(yè)因信息缺失反而舍近求遠(yuǎn)去外地購(gòu)買(mǎi)秸稈;部分秸稈收儲(chǔ)點(diǎn)的秸稈又基本以外銷(xiāo)為主,地域農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)建設(shè)系統(tǒng)還不夠成熟,生態(tài)循環(huán)區(qū)域鏈部分缺失,沒(méi)有形成區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)。
秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)目標(biāo)不夠清晰,秸稈利用規(guī)?;髽I(yè)培育有待提高;秸稈離田收儲(chǔ)后,秸稈最終是要被加工企業(yè)消化吸收,在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)節(jié)中,秸稈綜合利用加工企業(yè)沒(méi)有起到重要的作用,未能深入探討研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)培育扶持何種類(lèi)型的加工企業(yè),才能更好地融入?yún)^(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)節(jié)鏈中并生存發(fā)展壯大。
各地農(nóng)業(yè)部門(mén)在推廣秸稈綜合利用工作中,會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,例如推廣經(jīng)費(fèi)不足,造成部分工作滯后,一些先進(jìn)技術(shù)設(shè)備沒(méi)有得到及時(shí)推廣;相關(guān)重要農(nóng)機(jī)設(shè)備補(bǔ)貼比例不高,江西省農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼額度在30%以?xún)?nèi),而田間重要農(nóng)機(jī)設(shè)備價(jià)格較高,相應(yīng)農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼金額偏低,造成農(nóng)戶(hù)購(gòu)置農(nóng)機(jī)設(shè)備積極性不高,單純依賴(lài)外地專(zhuān)業(yè)收獲隊(duì)容易錯(cuò)過(guò)農(nóng)忙季節(jié);部分地區(qū)相關(guān)配套政策不到位,如企業(yè)用地審批、用水用電等遇到困難。
授人以魚(yú)不如授人以漁。應(yīng)加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)示范引導(dǎo),扶持秸稈綜合利用下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展,逐步加強(qiáng)推廣秸稈離田綜合利用,集約化綜合利用秸稈,產(chǎn)生規(guī)?;?jīng)濟(jì)效益,帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,節(jié)約農(nóng)民種植成本,秸稈離田出售給下游生產(chǎn)加工企業(yè)的同時(shí)也能增加農(nóng)民的收入;倡導(dǎo)新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合作方式,鼓勵(lì)大型收儲(chǔ)點(diǎn)以及秸稈加工企業(yè)購(gòu)置聯(lián)合收割機(jī)及秸稈撿拾打捆機(jī),與農(nóng)戶(hù)合作,以工代購(gòu),互惠互利。
如圖7所示,學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),鼓勵(lì)以農(nóng)戶(hù)家庭或合作社為單位,興辦中、小型養(yǎng)牛廠(chǎng),提倡在局部小型區(qū)域內(nèi)形成農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)模式,少部分秸稈直接粉碎還田,一部分在田間堆肥漚肥后還田,大部分秸稈離田實(shí)施種植、養(yǎng)殖、有機(jī)肥加工相結(jié)合,種植業(yè)所產(chǎn)生的農(nóng)作物廢棄物秸稈作為養(yǎng)殖業(yè)飼料重要來(lái)源,養(yǎng)殖業(yè)廢棄物糞肥作為有機(jī)肥加工重要原料,產(chǎn)出有機(jī)肥全部作為種植業(yè)有機(jī)肥全部還田,形成局部區(qū)域高效循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè),有效減少化工產(chǎn)品進(jìn)入農(nóng)業(yè)生態(tài)圈,促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈化,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境質(zhì)量,發(fā)展高效、具有地方特色的綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)品,創(chuàng)建綠色農(nóng)產(chǎn)品品牌,以綠色農(nóng)業(yè)品牌效應(yīng)帶動(dòng)地區(qū)相關(guān)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
圖7 區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)生產(chǎn)模式
需要注重收儲(chǔ)體系網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)以及不同農(nóng)作物秸稈資源信息化平臺(tái)建設(shè);收儲(chǔ)網(wǎng)點(diǎn)以點(diǎn)帶面,一個(gè)收儲(chǔ)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)合理覆蓋一個(gè)或多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地面積,一個(gè)或多個(gè)下游秸稈利用企業(yè)可以就近覆蓋多少個(gè)收儲(chǔ)點(diǎn),同時(shí)區(qū)域內(nèi)各存儲(chǔ)網(wǎng)點(diǎn)不同農(nóng)作物秸稈資源信息及時(shí)共享,由相關(guān)部門(mén)搭建信息平臺(tái),有效合理利用秸稈資源,讓秸稈從離田開(kāi)始各個(gè)環(huán)節(jié)都目標(biāo)明確,信息公開(kāi)資源共享,每個(gè)環(huán)節(jié)都能利用信息平臺(tái)創(chuàng)收,都有實(shí)質(zhì)性經(jīng)濟(jì)效益,生態(tài)農(nóng)業(yè)鏈得以良性循環(huán)。
地方政府應(yīng)盡快出臺(tái)相應(yīng)扶持政策,盡量增加配套資金,提高重要農(nóng)機(jī)設(shè)備補(bǔ)貼額度,同時(shí)根據(jù)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式市場(chǎng)發(fā)展方向,在秸稈綜合利用工作中盡量摒棄撒胡椒面式的補(bǔ)貼資金,提倡有計(jì)劃、有重點(diǎn)地分批次扶持重點(diǎn)企業(yè)、種糧大戶(hù)以及相關(guān)重要農(nóng)機(jī)設(shè)備的推廣補(bǔ)貼,把有限的資金用好用在刀刃上,不斷創(chuàng)出秸稈綜合利用工作的突破點(diǎn)。逐步把秸稈綜合利用體系建設(shè)從政府扶持補(bǔ)貼到逐步走向市場(chǎng)化常態(tài)化自然生存,努力解決由于秸稈廢棄和焚燒帶來(lái)的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題,促進(jìn)農(nóng)村環(huán)境得到改善。