农作物秸秆综合利用现状及建议

农作物秸秆综合利用现状及建议 农作物秸秆中含有大量的有机质、氮磷钾和微量元素，是农业生产重要的有机 肥源之一。秸杆通过综合利用作为肥料施入农田，是补充和平衡土壤养分、改 良土壤的有效方法，对于提高资源利用率、节本增效、提高耕地基础地力和农 业的可持续发展具有重要意义。为解决秸秆焚烧问题，促进秸秆综合利用及产 业化，科技部决定在河北、河南、山东、四川、陕西个省内，实施“农作物 秸秆综合利用示范工程”以促进农村资源合 理利用和经济社会的可持续发展。 一、搞好农作物秸秆综合利用迫在眉睫，意义重大 我国农作物秸秆资源拥有量居世界首位，年产秸秆6亿吨，其中42直接或 过腹还田，30作为农用燃料，8作工业或其他用途，20约1.2亿吨剩余未 被利用。山东省是农业大省也是秸秆产出大省，年产各类作物秸秆8000多万吨， 全省秸秆综合利用率达到80，仍有约计1600万吨没能被利用，加之历年陈草 烂垛堆积，共计有1900万吨。这些剩余的农作物秸秆被废弃于田间地头、场院 房头，不仅占压了大量的土地，影响了农村环境卫生，还成为农村火灾的一大 隐患。近年来，随着农村经济的发展和农民生活水平的不断提高，农村不再需 要这些农作物秸秆作为炊事的主要燃料三夏“三秋“季节，农民为了抢收抢种则 把这些剩余秸秆绝大部分在田间直接焚烧处理掉。大量剩余秸秆的露天焚烧不 但造成极大的资源浪费，而且带来严重的大气污染，甚至影响飞机的正常起降 和汽车行驶的安全，并频繁引发火灾事故。每年“三夏“、“三秋“双抢季节，全 国各地由此而引发的火灾、机场停运及飞机迫降、航班延误及旅客滞留、高速 公路交通受阻等事故，以及由此造成重大的经济损失频频见于报端。虽然中央 有关部门和各级政府三令五申禁烧秸秆，并出台了焚烧秸秆、鼓励利用秸秆的 一系列政策，但由于秸秆利用的有效出路不畅，焚烧现象屡禁不止，上述事故 有增无减。特别是在小麦、玉米收获两季田野仍然是狼烟四起，浓烟滚滚，地 空能见度降低，空气质量恶化。如何搞好秸秆的综合利用，尽快杜绝剩余 秸秆焚烧已成为政府重视、新闻媒体关注、广大群众呼声强烈的一项亟待解决 的问题。 防止农业生产过程中对各种资源的破坏和浪费，减少农业生产对环境的污 染，做到农业发展与资源和环境相互协调，是当今全球范围内对可持续发展农 业的战略要求。我国是一个人口众多而农业资源相对短缺的国家，狠抓资源的 节约和综合利用，在大力提高资源利用率的同时，保护生态与环境，也是我国 整个农业可持续发展的一项战略措施。农作物秸秆中含有大量有机质、氮、磷、 钾和微量元素，分析得出，每100公斤鲜秸秆中含氮0.48公斤，磷0.38公斤，钾 1.67公斤，相当于2.4公斤氮肥，3.8公斤磷肥，3.4公斤钾肥。就山东而言， 1900万吨的存积秸秆所含的养分相当于尿素22.8万吨，普钙31.9万吨，硫酸钾 39.9万吨。由此可见，全国大量的剩余秸秆实际上是一个未被利用而被付之一 炬烧掉的巨大资源。搞好农作物秸秆的综合利用，使全国约计1.2亿吨、山东省 约计1600万吨剩余秸秆得以有效利用，变废为宝，化害为利具有重大的现实意 义和战略意义。 二、农作物秸秆综合利用的现状及困惑 农作物秸秆目前主要有四种利用途径（简称四料）饲料，喂家禽；肥料， 施于田；燃料，直接用于燃烧或经气化、沼化集中供燃；原料，用于制作工业 纸浆，新型建材板等。主要的综合利用方式及发展状况如下： 1秸秆养畜，过腹还田。这是一种效益很高的秸秆利用方式。秸秆经过青 贮、氨化、微贮处理，饲喂畜禽，通过发展畜牧增值增收，同时，秸秆过腹还 田。自1992年国家开始实施秸秆养畜示范基地建设以来，秸秆养畜过腹还田工 作取得了可喜成绩。全国秸秆养畜示范县大部分集中在中原、东北、华南地区。 要把我国建设成为农业强国，畜牧业产值占农业总产值的比重应达到50%左右， 因此我国利用农作物秸秆发展畜牧业的潜力还很大（我省情况略） 。目前从技术 上讲，秸秆青贮、氨化及微贮技术比较成熟，需进一步研究的是进一步优化饲 料配制和秸秆饲用率高的农作物品种选育。 “随着社会与经济的发展，我国农业面临着巨大的挑战。主要表现在：一是 总人口在相当长的时间内仍会持续增长；二是耕地总面积在不断下降；三是人 民生活水平的提高，对农产品的需求不断增加。因此，实现农业的可持续发展， 保护主要农产品的有效供给，是一项艰巨的任务。“（摘农业部文件） 。实践证 明，充分利用秸秆养畜、过腹还田，实行农牧结合，形成节粮型畜牧业结构， 是一条符合我国国情的畜牧业发展道路。通过推广秸秆养畜、过腹还田项目， 可以较大幅度增加牛、羊肉产量，丰富菜篮子市场，改善人民群众的膳食结构； 可以节约饲料用粮，缓解粮食供需矛盾。同时提高了秸秆资源的利用率。扩大 推广该项目，可以解决部分剩余秸秆的利用问题。 2秸秆作为有机肥还田利用。秸秆作为有机肥料还田加以利用是目前最普 遍的利用方式。还田利用方法有三种：秸秆堆沤还田、机械化秸秆还田和利用 生化快速腐熟技术制造优质有机肥施于田。 1）秸秆堆沤还田也称高温堆肥，是一种传统积肥方式，它是利用夏秋季高温季 节，把秸秆堆积，采用厌氧发酵沤制，其特点是时间长，受环境影响大，劳动 强度高，产出量少，成本低廉。现已发展了推广应用“301“菌剂、催腐剂、 “HEM“菌剂、酵素菌等快速堆沤秸秆还田技术，缩短了沤制时间。目前农村只少 量采用，适用于农户分散小规模应用。 2）机械化秸秆还田。小麦秸秆和玉米秸秆经机械粉碎直接还田，每亩还田量 350-500千克。机械化秸秆还田是近年来农业及农机推广部门为解决剩余秸秆的 利用问题而大力推广的项目，即采用联合收割机或大马力拖拉机配带的秸秆还 田机，在地里直接将作物秸秆粉碎，再用深耕犁翻埋到土壤深处去，其特点是 作业机械化程度高，秸秆处理时间短，腐烂时间长，是用机械对秸秆简单处理 的方法。1999年农业部选择北京、天津、石家庄、济南、西安、郑州、沈阳、 上海、南京等十大城市和京津溏、京石、沪宁、济青四条高速公路为重点地区， 并分别与北京、天津、江苏、陕西等省市签订了秸秆焚烧和利用协议。农业部 分别补助各省、市资金，用于重点地区推广秸秆还田技术，各省市和地方财政 分别以不低于1：1的资金与农业部项目资金配套。这项政策和各地方的相关政 策，大大推动了机械化秸秆还田的进程。到目前全国秸秆直接还田面积达到小 麦、玉米播种面积的 %，我省现拥有秸秆还田机 万台，联合收割机 台，秸秆 直接还田面积约 万亩，占小麦、玉米播种面积的 %。从目前的情况看，由于碎 秸秆在土壤里不能很快腐烂，影响犁耕和旋耕作业，特别是不利于小麦的播种 而难于被农民接受，因此推广效果不佳。近一两年来，农民多使用秸秆还田机 将秸秆粉碎之后，再付之一炬，一烧了之，如此既达不到秸秆还田的目的，又 增加了农业成本，还污染了环境。所以秸秆直接还田的推广要综合农业生产效 率与效益，把握推广程度。 3）利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥施于田。这是一种应用国际90年代先 进生物技术，使用现代化设备和手段控制生产过程，将秸秆制造成优质生物有 机肥的先进方法，在国外已实现产业化，其特点是：用高新技术进行菌种的培 养和生产，用现代化设备控制温度、湿度、数量、质量和时间，经机械翻抛、 高温堆腐、生物发酵等过程，将农作物秸秆等农业废弃物转换成优质有机肥。 具有自动化程度高（生产设备1人即可操纵） ，腐熟周期短（4-6周时间） ，产量 高（一台设备可年产肥料2-3万吨） ，无环境污染（采用好氧发酵，无恶臭气味） ， 科学配比肥效高等其它方法无可比拟的优点，是当前利用高新技术，大规模高 效率生产有机肥料的最佳途径。利用生化快速腐熟技术制造优质有机肥，是近 年来为满足农作物特别是经济作物对有机肥的需求而引进的新技术。近些年来， 为追求农业增产，农作物和蔬菜作物大量施用化肥和低品质农杂肥（鸡粪等家 禽粪便） ，严重地影响了农产品的品质和土壤环境，特别是因劣质农杂肥的施用 会给农作物带来严重病虫害，而不得不施用大量的农药，造成农产品农药残留 严重超标，大大降低了农产品的品质，致使食用后人体素质下降，甚至对人类 的繁衍构成威胁，且水源受到严重污染，造成水体富营养化等。当前我国农产 品状况已给我国农产品出口贸易造成了极不利的影响，出现了被动局面。因此， 大量化肥和劣质农杂肥以及农药的使用已经成为危机人民生活、社会及经济发 展和子孙后代的一大公害。社会急切呼唤绿色食品和无公害食品，这是社会进 步和人类文明进步的需要。 “十五“期间，我国农村经济结构要做进一步调整， 特别是面对我国加入WTO的新形势，绿色农业和无公害农业是必然的发展趋势， 而绿色农业和无公害农业迫切需要发展有机肥工业。将秸秆制造成优质生物有 机肥，一方面为绿色农业生产提供大量的有机肥；另一方面，可有效地解决目 前剩余秸秆焚烧处理造成的浪费和污染环境这一项亟待解决的问题，一举两得， 利国利民。 目前全国蔬菜播种面积达 万公顷，山东省已近 200万公顷。随着人们对环 境、生态、生物链，可持续发展的理念越来越深入人心，营养、健康、无公害 的绿色食品乃至有机食品日益成为大众生活之必需，提高农产品品质也成为发 展外汇农业之必需，有机肥的需求量会迅速增大，有机肥市场前景广阔。目前 全国已建有个有机肥厂，年生产有机肥约 万吨。山东建有山东绿丰生态环保工 程公司、青岛绿州源新技术有限公司正在与有关科研机构进行“利用农作物秸秆 生产无公害生物有机肥技术“研究和有机肥生产，已达到年生产有机肥 万吨的 规模。现存在的问题主要是使用设备均为引进设备，价格达150余万元，其引进 技术消化吸收和国产化问题还没有得到解决。 3用于农村能源建设。农村可再生能源的综合开发和利用是我国农村能 源建设的重要组成部分,在各级政府的大力推动下,近年来得到了长足的发展。 目前主要有两种秸秆转化为燃气的方法：一是秸秆气化。即通过作物秸秆缺氧 燃烧，产出以一氧化碳为主要成分的可燃气体；二是秸秆厌氧发酵产出沼气。 即通过作物秸秆适配人畜粪在厌氧条件下发酵产生出含甲烷为主要成分的可燃 气体。这些气体在稍高于常压的状态下，通过PVC管道送往农户，使用起来类似 于城市的管道煤气。以沼气、生物质能为重点的农村可再生能源建设，缓解了 农村地区能源供应短缺的情况，改变了农村传统的生火做饭的模式，满足了农 民对高品位能源的需求，提高了农民生活质量，适应了现代化新农村的发展需 求，同时消耗掉了大量的农作物秸秆，是一种可实现秸秆处理规模化的方式。 到1998年底,全国农村户用沼气池累计达到600万户,大中型沼气700余处,年处 理农业废弃物4000万吨,处理工业废弃物2000万吨,同时以沼液浸种、沼液养猪、 沼液养鱼和沼渣种菇为主要内容的沼气综合利用规模进一步扩大（山东省情况 略） 。推广以沼气为纽带的各类能源生态模式，是农村一些地区发展“菜篮子工 程“和农民脱贫致富奔小康的有效措施。1998年底全国已有160多处秸秆气化、 集中供气示范点，山东省共 处，仅在济青高速公路沿线设建试点134处。从目 前情况看生物质气化技术有待进一步研究，热解气化炉尚不过关，制约了项目 的推广应用。 4秸秆种菇及作其他工业原料。秸秆种菇既可以丰富城市居民的菜篮子， 又可引导农民致富，出口创汇，促进生态农业、高效农业和创汇农业的发展， 是处理秸秆一举多得的好办法。1999年山东省科委组织实施了“秸秆种菇千村万 棚亿元开发工程“，即在济青高速公路两侧及济南机场周围选择1000个自然村， 组建占地半亩、投料量万斤以上的简易菇棚1万个，每年产菇量5万吨以上，实 现经济收入总值1亿元以上，该工程的实施实行技术培训、生资供应、销售服务 一条龙服务，取得了良好的示范效果。这种方法适合于在农户个体经营或农户 集体组织产业化经营中推广，但消耗的秸秆量很少。秸秆还可用于建材、化工、 养殖、草编等行业。 秸秆综合利用面临的困惑主要表现在：由于机具拥有量相对较少，同时现 有秸秆还田机机具老化，就我省而言，秸秆综合利用存在着区域发展不平衡。 群众企盼着市场开发更多的能与加快秸秆直接还田配套发展的玉米联合收获机 械、能一次完成多道工序的小麦免耕机械等。 秸秆压块在各地刚刚起步，设备本身尚需改进，产品质量有待提高。 利用秸秆发展食用菌的生产技术人员少，粗放生产比重大，品种规模散， 秸秆生产食用菌的效益还未充分发挥，距产业化要求尚有很大距离。 利用生物菌进行秸秆发酵堆沤处于发展阶段，以秸秆为原料生产有机肥产业化 程度还不高。 三、加快步伐搞好农作物秸秆综合利用的几点建议 1 确定农作物秸秆综合利用项目推广规划。 根据国家秸秆养畜过腹还田、机械化秸秆还田项目发展及全国农村能源建 设等秸秆综合利用项目推广的总体规划和方向，结合实际情况，制定包括秸秆 生物制肥项目在内的农作物秸秆综合利用项目推广的中长期规划。各地区不同 的综合自然条件和经济水平，规划应充分考虑把外部推动和农民的实际需求结 合起来，使之切实可行，指导各地区根据各自的基础和实际确定推广的重点与 发展规模，注重传统方式与现代技术的结合，规划的项目推广安排要相对集中， 以便逐步形成区域化、专业化和产业化的格局，并体现分步实施，由低级向高 级渐进发展的思路，重点推广秸秆过腹还田与制肥还田技术，把提高秸秆资源 利用效率，突出增加土壤有机质和培肥地力，降低农业生产成本，促进农业可 持续发展放在首位。 2加强科研工作，搞好秸秆综合利用技术的开发与研究，并重点解决好秸 秆转化中的技术问题。 目前可推广的秸秆综合利用项目中有的技术还远不成熟，有的还需进一步 研发。技术上的不足在很大程度上影响了秸秆的有效利用。如秸秆气化中的焦 油问题，高效生物有机肥工业化生产设备的引进、消化吸收及国产化问题，秸 秆饲料的优化配制等。秸秆的转化利用技术除要求经过基础研究和应用技术研 究外，还需要经过大量的试验改进，特别是生产性试验阶段是不可逾越的。由 于科研投入不足，技术不成熟就投入应用往往所造成的负面损失远远大于为解 决存在的技术问题而需要的投入。科技管理部门和研究机构应进行立项研究， 集中必要的资金，加大科研投入，精心组织省内各有关专业领域技术较强的科 技力量进一步深入研究秸秆综合利用技术，并针对项目推广中发现的技术问题 进行技术攻关，缩短技术熟化时间。 3积极搞好示范推广工作。 从实际出发，因地制宜，选择适宜的地区进行适宜项目的技术引进、试验 示范、示范推广。建立科研单位、科技人员与项目应用村和乡镇的联系，通过 现场会、明白纸、音像资料等多种形式搞好示范和宣传，以点带面。在有条件 的地区，搞好示