侯 英,齊紅娟,郭賦涵,韓 磊,王雅君*
(1.羅平縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,云南 羅平 655800;2.富源縣后所鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心,云南 富源 655501;3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所,天津 南開 300191)
云南省油菜種植面積約30萬(wàn)hm2,總產(chǎn)60余萬(wàn)t,作為油菜主產(chǎn)區(qū)的羅平縣,常年保持油菜種植面積5.67萬(wàn)hm2,占家庭農(nóng)業(yè)收入的近30%。在當(dāng)?shù)赜筒水a(chǎn)業(yè)大力發(fā)展背景下,油菜秸稈焚燒帶來的環(huán)境問題日益嚴(yán)重。油菜秸稈綜合利用程度深刻影響油菜產(chǎn)業(yè)升級(jí)、環(huán)境保護(hù)成效、土壤肥力及農(nóng)作物品質(zhì)。為杜絕焚燒亂象,推進(jìn)油菜秸稈綜合利用,羅平縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局針對(duì)油菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀制訂《羅平縣農(nóng)作物秸稈綜合利用實(shí)施方案》,通過秸稈禁燒宣傳及項(xiàng)目實(shí)施,并在重點(diǎn)區(qū)域示范,基本實(shí)現(xiàn)無露天焚燒現(xiàn)象,秸稈綜合利用率大幅提升,環(huán)境質(zhì)量得到顯著改善,同時(shí)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),探索出油菜秸稈高品質(zhì)綜合利用模式在當(dāng)?shù)赜筒舜竺娣e種植區(qū)域推廣應(yīng)用,以期為我國(guó)西南丘陵地區(qū)油菜秸稈綜合利用提供成熟經(jīng)驗(yàn)。
羅平縣小春作物以油菜為主,大春作物以玉米、煙草、水稻為主,秸稈資源豐富,據(jù)2020年度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),主要農(nóng)作物種植面積11.55萬(wàn)hm2,其中油菜5.57萬(wàn)hm2,占比48.24%,通過草谷比計(jì)算,油菜秸稈理論產(chǎn)生量28.65萬(wàn)t,占全縣秸稈理論產(chǎn)生量的46.89%。此外,玉米、水稻、烤煙等農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生量也相當(dāng)可觀,理論產(chǎn)生量分別占36.53%、7.77%和4.26%(見圖1)。
圖1 羅平縣2020年主要農(nóng)作物種植面積及秸稈理論產(chǎn)量
2014年國(guó)家發(fā)改委和農(nóng)業(yè)部編制的《秸稈綜合利用技術(shù)目錄》發(fā)布,提出了秸稈資源肥料化、燃料化、原料化、飼料化和基料化等“五化”利用途徑。依托“五化”利用途徑,近三年羅平縣秸稈綜合利用效果顯著,“五化”利用率各自占比(見圖2)。
圖2 羅平縣2019—2021年秸稈“五化”利用現(xiàn)狀
2019—2021年羅平縣秸稈綜合利用率分別為85.9%、88.4%和92.34%,呈逐年遞增趨勢(shì)。此外,秸稈的各種利用模式也在逐年豐富,2019年可收集秸稈共有肥料化、飼料化、燃料化和直接還田4種利用模式,2021年秸稈肥料化、燃料化、原料化、飼料化、基料化和直接還田均有占比,且秸稈燃料和原料化產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。2021年秸稈直接還田率降至32.6%,說明羅平縣秸稈綜合利用向著高質(zhì)量的方向推進(jìn)。
羅平縣油菜秸稈綜合利用技術(shù)為油菜秸稈有機(jī)肥-食用菌基料生產(chǎn)集成技術(shù)。該技術(shù)主要原料為油菜秸稈,也同樣適用于水稻秸稈、玉米芯、麥麩、鋸木屑等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物。產(chǎn)出物類型為植物源有機(jī)肥和食用菌生產(chǎn)所需基料。
油菜秸稈有機(jī)肥-食用菌基料生產(chǎn)集成技術(shù)主要由4個(gè)部分組成(見圖3)。
圖3 油菜秸稈綜合利用工藝流程及實(shí)施照片
(1)機(jī)械打捆離田部分。由農(nóng)機(jī)合作社負(fù)責(zé),油菜籽進(jìn)入收割期時(shí),農(nóng)戶自行收割晾曬完成油菜籽后熟過程,再經(jīng)機(jī)械脫粒收完油菜籽后,粉碎在地里的油菜秸稈經(jīng)撿拾打捆機(jī)打捆,分別運(yùn)送至有機(jī)肥廠、食用菌生產(chǎn)基地粉碎儲(chǔ)存。
(2)有機(jī)肥生產(chǎn)部分。有機(jī)肥廠將秸稈與輔料(用于調(diào)節(jié)碳氮比)、腐熟劑混合均勻后完成一次發(fā)酵,期間進(jìn)行翻堆與水分調(diào)節(jié),后進(jìn)入有機(jī)肥陳化階段,最后裝袋備用。
(3)食用菌基料部分。將粉碎后的油菜秸稈與一定比例的玉米芯、水稻秸稈和棉籽渣混勻后高溫蒸煮殺死雜菌,冷卻后接入菌種,隨后進(jìn)行基料壓實(shí)、包膜密封和后續(xù)菌菇生產(chǎn)過程,廢棄菌棒再由合作社集中運(yùn)輸至有機(jī)肥廠堆肥發(fā)酵。
(4)有機(jī)肥施用。在項(xiàng)目區(qū)發(fā)放有機(jī)肥并督促各受益農(nóng)戶按規(guī)定撒施,切實(shí)保障油菜秸稈有機(jī)肥施用量,提高農(nóng)用地的作物產(chǎn)量,提升土壤抗逆性,同時(shí)結(jié)合其他耕地安全利用措施,共同保障受污染耕地的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。
此工藝集成技術(shù)結(jié)合羅平縣種植結(jié)構(gòu)特點(diǎn),與現(xiàn)有企業(yè)技術(shù)切實(shí)整合,以有機(jī)肥廠、食用菌生產(chǎn)基地為轉(zhuǎn)化核心,其他相關(guān)單位如農(nóng)機(jī)合作社撿拾打捆、貯存運(yùn)輸企業(yè)、項(xiàng)目實(shí)施企業(yè)等相互配合,將油菜秸稈充分資源化利用,變廢為寶,不僅為解決油菜秸稈傳統(tǒng)焚燒問題找到了新的工作思路,還解決了耕地修復(fù)治理的障礙。集成技術(shù)工藝耗能主要在前期的秸稈回收撿拾打捆及粉碎階段,后期的有機(jī)肥及基料生產(chǎn)過程基本沒有高耗能設(shè)備,綠色低碳。
(1)有機(jī)肥生產(chǎn)部分。一次發(fā)酵階段腐熟劑與水按照1∶20比例混合后摻混在發(fā)酵槽內(nèi)的油菜秸稈中,1 kg腐熟劑可發(fā)酵1 t原料,此外還需添加煙草秸稈、腐殖質(zhì)、鋸木等混合料來調(diào)節(jié)碳氮比及水分,第1次發(fā)酵周期為7~10 d,2 d翻拋1次保證與氧氣的充分接觸。第2次發(fā)酵階段進(jìn)一步將第1次發(fā)酵工序尚未分解和難分解的有機(jī)物分解,使之變成腐殖酸、氨基酸等穩(wěn)定物質(zhì),得到完全腐熟的有機(jī)肥制品,第2次發(fā)酵周期為20~30 d。有機(jī)肥原料發(fā)酵腐熟后再過滾筒篩篩選、裝袋及細(xì)料造粒。
(2)食用菌生產(chǎn)部分。將粉碎后的油菜秸稈與玉米芯渣、水稻秸稈、棉籽渣等按比例混合均勻,在100 ℃鍋爐環(huán)境中保持10~20 h滅除雜菌,以便冷卻裝袋后更好發(fā)酵,為保證碳氮比為40∶1,另外添加5%的氧化鈣(生石灰),除保證鈣源外還起到緩沖菌絲代謝過程產(chǎn)生的有機(jī)酸和抑制雜菌污染的作用。完成接種后,培養(yǎng)菌絲過程空氣濕度保持70%~75%,溫度維持24~27℃。出菇階段空氣濕度保持80%~90%,且氧氣充足。
(3)菌渣發(fā)酵制肥部分。產(chǎn)菇后菌棒肥料中含有豐富的生物所需營(yíng)養(yǎng)元素,將微生物菌液與蘑菇渣以1∶200比例摻混,攪拌均勻后水分控制在50%左右,保證發(fā)酵溫度為15 ℃,發(fā)酵周期為7 d,菌料達(dá)到軟化效果即可停止發(fā)酵。
利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)有機(jī)肥,可減少化肥用量,改善土壤理化性狀,促進(jìn)土壤微生物活動(dòng),增加有機(jī)質(zhì)含量和通透性,有利于農(nóng)作物增產(chǎn)、增收??捎行Ф糁苽鹘y(tǒng)的秸稈焚燒和隨意廢棄,減少環(huán)境污染,維護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,改善農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境。該技術(shù)既是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措,也是全面打贏農(nóng)業(yè)面源污染及藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要保障。
通過實(shí)施秸稈肥料化綜合利用,預(yù)計(jì)增加1.96萬(wàn)t的秸稈利用量,有機(jī)肥廠可吸納周邊剩余勞動(dòng)力就近務(wù)工,為從業(yè)人員創(chuàng)造收入。秸稈基料化綜合利用,預(yù)計(jì)可增加1 400 t油菜秸稈利用量,按100 kg秸稈可生產(chǎn)食用菌80 kg計(jì),可生產(chǎn)食用菌1 120 t,每個(gè)大棚預(yù)計(jì)產(chǎn)量為5~8 t,可收益448萬(wàn)~560萬(wàn)元,利用現(xiàn)有大面積油菜秸稈等資源降低成本提高效益,后期菌棒廢料又成為生產(chǎn)有機(jī)肥的原料,形成農(nóng)業(yè)良性循環(huán),實(shí)現(xiàn)了秸稈轉(zhuǎn)化增值。
為處理農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物找到了一條切實(shí)可行之路,通過年度持續(xù)實(shí)施,真正把油菜秸稈變廢為寶,既提升了人民生活環(huán)境,又能提供諸多就業(yè)機(jī)會(huì),同時(shí)秸稈資源銷售也能增加農(nóng)戶收入。收、儲(chǔ)、運(yùn)體系的建成在減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約勞動(dòng)力方面也發(fā)揮了重要作用。
總之,集成技術(shù)在統(tǒng)一協(xié)調(diào)秸稈收集利用各環(huán)節(jié)各主體基礎(chǔ)上,初步開發(fā)了油菜秸稈綜合利用,基本達(dá)到改變種植戶秸稈利用意識(shí)的目的,將油菜秸稈利用由被動(dòng)變主動(dòng),由政府行為轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?chǎng)行為,真正實(shí)現(xiàn)油菜秸稈多元化多渠道利用。羅平縣作為全國(guó)31個(gè)油菜籽生產(chǎn)基地縣之一,享有“滇東油庫(kù)”“世界最大自然天成花園”“地球上春天最美麗的地方”等諸多美譽(yù),面對(duì)高達(dá)30萬(wàn)t的秸稈資源量,如何最大化開發(fā)利用,為廣大種植戶謀取經(jīng)濟(jì)效益,還需匯集各方力量長(zhǎng)久探索研究,為油菜秸稈找到一條合理化開發(fā)的道路,為改善農(nóng)村宜居環(huán)境,為“綠水青山就是金山銀山”切實(shí)踐行。