薄显民
摘要:每年秋收之时,我地区会产生大量的水稻秸秆。在新农村建设以前,秸秆多用来生火做饭,随着新农村建设的完成,天然气被广泛使用后,秸秆就成为需要处理的“废弃物”。在此情况下,秸秆由农民自行处理,就出现了大量焚烧的情况,露天焚烧秸秆产生大量的烟雾,污染环境严重。如何变废为宝,综合利用秸秆问题就摆在我们面前,解决此问题的关键在于提高水稻秸秆的综合利用率。
关键词:稻草综合利用;直接还田;禁烧;肥料化;原料化;饲料化;堆沤还田
我们有着利用水稻秸秆的传统习惯,用稻草烧火做饭、取暖,用秸秆养牛、养羊,用稻草积肥还田,用稻草编织生产,用稻草造纸等等。
1 大洼区稻草综合利用的历史成因
随着科技水平的大步跨越和大量农业投入品的增加使用,我区水稻产量逐年提高,水稻秸秆的产量也显著增加,按照产量与秸秆1:1.2的比例粗略计算,水稻秸秆产量将超过60万t。
1.1 秸秆过剩无法消耗
基于农民生活水平日益提高,以及社会主义新农村的美丽乡村建设,居民使用天然气代替了过去用秸秆当燃料的做饭方式;农村劳动力人口老龄化严重,在农业生产方式上他们宁愿多使用简单方便的化肥也不愿意使用由秸秆堆沤的有机肥;由于环保和生产工艺水平问题,区域内的两个以稻草为原料的造纸厂也关闭停产;我区是以水稻为主的粮食主产区,虽有畜牧业,但所占比例极小,畜牧业消耗的秸秆数量也是很少;蔬菜大棚种植菌类的种植户没有形成一定规模,他们所消耗的秸秆数量也极其有限。因此秸秆综合利用刻不容缓。
1.2 耕种技术的提高和方式的改变
目前大洼区的水稻生产基本实现机械化作业,尤其是水稻收割已经实现机械化,收割作业后部分水稻留茬过高,造成第二年开春生产困难,部分农民为解决此矛盾直接露天焚烧秸秆,这不仅造成环境和大气污染,同时也是宝贵生物质能资源的浪费。实际上水稻秸秆焚烧与秸秆多少没有固然关系,而与水稻秸秆综合利用情况有直接的关系。农民焚烧秸秆也属无奈,而当地政府迫于环境保护的压力急于封堵,不可避免产生矛盾。因此要杜绝露天焚烧秸秆的现象,就必须解决秸秆综合利用的问题。
1.3 政策原因
国家发展改革委员会联合其他四部委印发的《关于进一步加快推进农作物秸秆综合利用和禁烧工作的通知》,要求提高秸秆肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化利用,加快推进作物秸秆综合利用的产业化调整,加强作物秸秆禁烧监管力度,促进农民增加收入、要求改善农业生态环境和农业可持续发展,争取到2020年时,作物秸秆綜合利用率超过85%以上。省、市、区各级政府亦高度重视并制定相关工作方案促进秸秆综合利用效率的提高。
为树立创新、绿色、协调、开放、共享的发展理念,坚持政府政策引导,市场资金运作,疏堵相结合,多措施并举的原则,进一步提高水稻秸秆肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化利用率,建立水稻秸秆综合利用有效机制,推动农业健康可持续发展,推进资源节约型、环境友好型社会经济建设,我区水稻秸秆综合利用工作势在必行。
2 大洼区秸秆综合利用的现状及取得的成效
实际上大洼区水稻秸秆综合利用工作已经开展多年了,并取得了一些成绩,借助水稻秸秆综合利用示范县项目建设的有利时机,投入大量财力、物力和人力,区农业农村局制定《农作物秸秆综合利用重点县项目实施方案》,并组织各个镇、街道实施,建立以资金为引导、企业经营为主体、农民积极跟进参与的秸秆综合利用机制,调动全社会有效力量积极参与,形成高效产业链条,实现多方互利共赢,水稻秸秆综合利用水平得到明显提升。
2.1 推进稻草还田肥料化利用
制定稻草直接还田技术标准和收割机械化作业质量规范,结合我区实际情况,以水稻秸秆直接还田为工作重点,收割时留茬高度不超过15cm、切碎秸秆段长不超过10cm。秸秆离田作业时,可以保留稻乱,也可以放铺不切碎,但一定确保在规定时间内离田。机械灭茬还田作业深度应保证15~20cm,粉碎秸秆和灭茬还田通过旋耕翻压深埋入土使其秸秆腐烂沤肥,提高秸秆肥料化利用水平。2019年共实施秸秆机械化灭茬还田面积达到1.09万hm2,2020年实施秸秆机械化灭茬还田总面积达到0.82万hm2,2021年计划实施秸秆机械化灭茬还田总面积达到3.16万hm2,今年秸秆还田工作力度空前。
2.2 稻草饲料化利用
推广稻草饲料化利用,以规模化养殖场为扶持重点,利用稻草直接粉碎饲喂技术和稻草青(黄)贮技术推广饲养业发展。目前牛羊存栏量无准确数据,水稻秸秆消耗量无法考据,预估算每年消耗量不超过1万t。
2.3 秸秆原料化利用
针对盛产水稻秸秆的有利条件,开展以“稻草节”等形式具有区域特色的乡村文化旅游,展示稻草作品;利用编织草帘、工艺品、生活用品等方式,推进水稻秸秆原料化利用;引进清洁制浆、高密度制板等绿色企业,提高秸秆原料化利用率。原料化利用秸秆每年消耗也不超过2万t。
2.4 秸秆基料化利用
秸秆基料化利用主要以稻草为培养料,养植平菇、草菇、鸡腿菇等菌类,使用过的基料再还田利用,这样既能够充分利用水稻秸秆,又能增加农民经济收入,还能促进农业生态系统稳定。每年秸秆有一定的利用消耗。
2.5 秸秆燃料化利用
逐步建立了以某些企业为代表的秸秆收储运体系,在冬季将秸秆打包离田,销往附近等生物质电厂用于电厂燃料。
据统计2019年大洼区域内从事秸秆饲料化、原料化、基料化综合利用且年消耗秸秆量达到建设标准的生产加工企业、专业合作社等实体组织,建设完成共7家,年消耗秸秆总量9.2万t;2020年大洼区域内从事秸秆饲料化、原料化、基料化综合利用且年消耗秸秆量达到建设标准的生产加工企业、专业合作社等实体组织,建设完成共9家,年消耗秸秆总量9.6万t。
3 大洼区秸秆综合利用的方式探讨
我区水稻秸秆综合利用取得了卓著的成效,但有些方式能否可持续发展下去有待商榷,有待用实践来检验,有待于用科学的发展观来探讨。
3.1 秸秆直接还田的弊端
秸秆直接还田因操作简单、易实现、成本低,而被政府大力推广。理论上连续几年耕作后,土壤的结构以及养分会发生明显的改变,它能够疏松土壤结构、增强土壤通透性、提高肥力水平、增加土壤有机质含量、增强保水、保肥的作用,为水稻的高产创造良好的条件基础。但是实际分析后笔者认为秸秆直接还田技术不太适合在北方稻区应用,特别是大量秸秆直接还田更不适合。通过现象看本质,今年我区有部分水稻发生倒伏现象,病虫害发生也比较严重,造成严重减产。分析原因,首先不考虑大风等自然灾害影响,水稻倒伏与水稻根系强弱、茎秆抗倒伏性状有关,还与土壤软烂程度及根系的抓固能力有关。我们知道秸秆还田后在腐烂发酵的过程中,必须要有微生物的参与,秸秆腐烂分解时,通过微生物作用,需要吸收大量的氮元素,这就形成了水稻初期生长和微生物争抢氮元素的现象,水稻因缺肥就会出现早期缺氮症状,水稻矮小、生长疲态,叶绿素含量少,致使叶片变黄,根少且不壮。通过今年的实际调查也确实佐证这个现象。农业生产中为缓解水稻早期缺氮症状必然要追施氮肥,而到分蘖后期因温度升高,秸秆发酵完成又增加田间的肥力而致使氮肥过剩,造成植株贪长且软弱,株形相对增高,易引起倒伏,水稻底部叶片茂盛通风不好,给病虫害发生提供条件,易引发病虫害。因而秸秆大量直接还田很容易导致水稻减产和病虫害的发生,如不引起足够重视,明年倒伏现象将会继续发生,我们拭目以待。另外,秸稈直接还田时机械不能保证按照标准作业,造成秸秆打碎不均匀,不能与土壤充分耙匀、耙深,使土壤出现空隙过大现象,造成土壤保墒、保水、保肥能力差等弊端。
虽然说秸秆直接还田被认为最直接、最简单的方式。但是,由于北方地区冬春季温度低,秸秆还田后腐烂分解慢,致使自然分解期与水稻返青、分蘖期重叠,严重影响秧苗的生长,农业生产中就要适当增施氮肥,又造成了投入的增加和资源的浪费。所以说在没有合理解决秸秆分解腐烂与水稻发育初期争肥矛盾的前提下,秸秆直接还田不可取。另外,当上季水稻病害发生较重情况下,稻草也不能直接还田,必须进行单独进行无害化处理,在实际操作中却是不可避免的直接还田。
秸秆直接还田的合理处理方法。为了充分发挥秸秆还田的优势,在还田耙地前要增施适量的氮肥,耙匀、耙深、压实。生长期内要掌握施肥时间,只要正确使用田间管理措施,才能进行秸秆直接还田作业,才能保证水稻稳产、增产。
3.2 扩大稻草肥料化、饲料化、原料化、基料化等应用
如果秸秆不能直接还田,那就会产生大量需要处理的秸秆,秸秆综合利用的方向就需要更加具体的研究和探讨。考虑水稻秸秆间接还田,包括有堆沤还田、烧灰还田、过腹还田、菌渣还田、沼渣还田等方式。
高温堆肥,利用秋季气温偏高,将秸秆放置深坑中,采用厌氧发酵沤制,其特点是沤制时间较长、受环境温度影响较大,虽然成本低,但我地区水稻收获季节已经是深秋,温度普遍偏低,秸秆堆肥方式受到温度条件限制,不易推广。堆沤腐解是解决这个问题的关键,也是解决目前有机肥短缺的好办法,利用菌剂与稻草按比例混伴在一起产生大量纤维素酶,将稻草制成有机肥,但在实际操作中因技术较高,且需要一定资金,普通农户无法应用,难于大范围推广,需要政府资金引导建立有机肥生产企业解决这个问题。
焚烧稻草还田主要有田间直接焚烧和固定场所焚烧两种方式。田间焚烧会污染环境、浪费能源,大量有机质也会损失,保留在灰烬中的磷、钾也易流失,这也是不科学的方法。固定场所焚烧是将秸秆原料化处理,卖到发电厂或取暖企业当燃料使用,燃烧后产物可以生产磷肥或钾肥,供农业生产使用,是比较可行的办法。
过腹还田在我国有悠久历史,是一种较好的秸秆利用方式。稻草经过青黄贮、氨化处理,饲喂畜类,通过发展畜牧增资增收。实践证明,充分利用秸秆养畜、过腹还田、实行农牧结合,形成节粮型产业结构,促进农业全面健康持续发展,资源合理利用与环境保护。经测算每头牛育肥每年需秸秆1t左右,可生产粪便约10t。牛粪肥田,形成完整的秸秆利用良性循环系统,同时增加农民收入。
秸秆沼气化利用也是秸秆利用的有益形式,沼渣、沼液是优质的有机肥料,肥效缓速兼备,对水稻生产比较有利。一口10m?的沼气池可年产沼肥约20m?,沼渣还田的试验数据表明:土壤理化性状得到较好改善,保水保肥能力加强,同时,土壤中有机质含量提高0.2%、全氮提高0.02%、全磷提高0.03%、水稻产量能提高约10%左右。
利用水稻秸秆培育食用菌,使用后的菌渣还田,经济效益、社会效益、生态效益三者兼得。据测定,以100m2大棚计算,食用菌培养基料需优质稻草约1000 kg,约产生菌渣约1600kg。菌渣含有机质高达10%,施用30m?/hm2菌渣,与等量的化肥相比,一般水稻可增产10%左右,节省成本同时减少化肥使用量,对保护农业生态环境有着重要意义。通过以上分析,水稻秸秆肥料化、饲料化、原料化、基料化等应用空间巨大,持续发展还有潜能可挖掘,因此要加大对这几项领域内水稻秸秆综合利用,将是我区经济持续向好发展坚实的物质基础,也是一个难得的契机。
4 结语
秸秆资源的综合利用对农业经济可持续发展意义重大,因此必须认真对待,科学分析,探索形成可持续、可复制、可推广的秸秆综合利用模式和机制。坚持秸秆综合利用与农业生产相结合,在满足农业和畜牧业需求的基础上,抓好新技术、新装备、新工艺的示范推广,合理引导秸秆能源化、原料化等其它综合利用方式,推动秸秆向多元循环方向发展。
参考文献
[1] 左玉清.农作物秸秆综合利用的现状、存在问题及发展建议[J].农家参谋,2018,586(12):19.
[2] 刘巽浩.耕种学[M].中国农业出版社,2002.