欧 娟
(贵州省农业科学院现代农业发展研究所,贵阳 550006)
农作物秸秆是一种宝贵的可供开发利用的生物质资源。在国家严禁焚烧农作物秸秆与大力扶持农作物秸秆资源化综合利用的双管措施下,我国农作物秸秆综合利用率在2020年实现85%的目标,并形成了以肥料化、饲料化、能源化、基料化、原料化等“五化”利用为主的综合利用格局。
农作物秸秆是农作物生产过程中产生的主要副产品,是自然界能量在农作物中的主要表现形式,其营养成分跟农作物相差不多,含有大量的碳、氮、磷等元素。将农作物秸秆当作肥料使用在历史上已有相关记载,主要是将农作物焚烧后留下的草木灰当作肥料施用于土壤中或者将秸秆直接堆积腐熟后施入土壤中。其技术操作简单,能有效增强土壤肥力,保护环境。目前,农作物秸秆肥料化主要方式为秸秆焚烧还田和秸秆粉碎还田。
玉米秸秆直接当饲料喂养牲畜在农业历史文献中早就有相关记录,并沿用至今。农作物秸秆因含有粗纤维、本质素等非淀粉类物质,可以为牲畜提供能量物质,但其质地坚硬粗糙、适口性差、消化率低、营养价值相对低下,直接喂食效率低下,要通过物理转化、化学转化或生物转化等方式进行加工处理。加工处理后的农作物秸秆饲料可有效提高其营养价值,更容易被动物消化吸收。
相关研究显示,每2 t秸秆的热值就相当于1 t标准煤,其平均含硫量只有0.38%,而煤的平均含硫量约为1%。因而,农作物秸秆是一种很好的清洁能源。农作物秸秆能源化利用的主要技术有秸秆沼气发电技术、秸秆气化技术、秸秆直燃发电技术、秸秆固化成型技术等,主要能源化产品有电能、天然气、液体乙醇、固体成型燃料等。
因农作物秸秆含有丰富的碳、氮以及多种矿物质等营养成分,农作物秸秆粉碎后添加其他营养物质,可以用作食用菌、花木育苗以及草坪的培养基料。目前,农作物秸秆被广泛应用于食用菌培养基料。
秸秆原料化是指将农作物秸秆当成原料制作工业产品。农作物秸秆纤维是一种天然纤维素,其生物降解性能好,可用作造纸原浆、轻型建材、包装材料及可降解农用生产材料等产品的原材料。
纵观现有的文献资料,已有许多学者、专家对农作物秸秆进行研究,对农作物秸秆资源量的测算已有较多的应用。但以秸秆系数法测算农作物秸秆资源量的应用较多,秸秆系数也称草谷比,即农作物秸秆产量与经济产量的比值。根据秸秆资源量计算公式测算,2020年,贵州省主要农作物秸秆资源理论量约为1 150万t,可收集量约为894万t,如表1所示。秸秆资源量计算公式如下:
表1 2020年贵州省秸秆资源量测算
式中:W为秸秆资源量;W为作物经济产量;S为秸秆系数;为可收集系数。
国内外关于农作物秸秆资源综合利用方面的研究已有不少文献报道,主要关于农作物秸秆资源综合利用技术探讨与产业发展情况。贵州省作为欠发达、欠开发的省份,对“农作物秸秆是资源”的认识相对较晚。由于传统农业耕作习惯的影响和农作物秸秆处理方式的不健全,农民在采收农作物后,普遍将农作物秸秆用于烧火做饭、取暖、垫圈、饲养牲畜、还田作肥等,这些利用方式都难以消耗巨量的农作物秸秆,因此,农作物秸秆多被丢弃焚烧,综合利用效率低,既浪费了资源,又造成了环境污染。虽未见公布2020年贵州省农作物秸秆综合利用效率相关统计数据,但依据实地走访和相关文献资料,可推测贵州省农作物秸秆综合利用水平低于全国平均水平。贵州省农业农村厅官网最新数据显示,2017年贵州省秸秆资源综合利用率为75.79%,其中,农作物秸秆有55.48%用作肥料、30.76%用作饲料、9.25%用作燃料、4.25%用作基料、0.26%用作原料,而2017年全国秸秆资源综合利用率为82%。因此,贵州省农作物秸秆综合利用效率低于全国平均水平。
河北省是中国重要粮棉产区,农作物秸秆产生量大、分布广,农作物秸秆资源化综合利用任务重、压力大。近年来,河北省通过采取建立健全规章制度、加强部门间协调配合、逐步建立农作物秸秆收集储运体系等措施,使得农作物秸秆综合利用率超过96.8%。
3.1.1 建立健全农作物秸秆资源化综合利用规章制度
为保障农作物秸秆资源化综合利用率至少达到国家规定的85%标准,河北省先后出台《河北省人民代表大会常务委员会关于促进农作物秸秆综合利用和禁止露天焚烧的决定》《河北省大气污染综合治理工作考核问责办法》等规章制度。一方面,明确规定将秸秆焚烧纳入网络化环境监管体系,县乡两级应严格落实秸秆焚烧属地监管责任;另一方面,加大对农作物秸秆资源化综合利用的扶持力度,促进农作物秸秆资源化综合利用产业化发展。
3.1.2 加强部门间协调联动
河北省建立农作物秸秆资源化综合利用协调机制,由发展改革部门、农业农村部门、财政部门、自然资源部门、税务部门、金融部门等相关部门组成,各部门各司其职、协调配合,共同推进农作物秸秆资源化综合利用。例如,河北省发展改革部门对农作物秸秆综合利用项目给予优先安排、优先审批;电网公司根据国家发展和改革委员会印发的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》文件精神,按照标杆上网电价全额收购生物质发电电量;财政部门预算资金用于开展农作物秸秆资源化利用试点;自然资源部门积极审批办理涉及农作物秸秆资源化利用项目的土地审批;金融部门对秸秆综合利用等环保类企业制定适当的利率优惠措施和金融服务方案,并加大授信力度;税务部门对农作物秸秆资源化实施主体实行有关退税及所得税优惠政策。
3.1.3 加快推进农作物秸秆收集储运体系建设
农作物秸秆收集、运输、储备是农作物秸秆资源化项目稳定发展的关键,河北省通过多种措施推进农作物秸秆收集储运体系建设。一是建立示范工程。河北省玉米、小麦和棉花等农作物秸秆产生量大,收获时间相对集中,以玉米、小麦、棉花等种植地为重点,建立农作物秸秆收集储运示范工程,带动其他地区农作物秸秆收集储运项目的发展。二是建立农作物秸秆收集储运服务体系。企业是推进农作物秸秆资源化利用的主体,扶持发展规模化秸秆收储利用主体,紧紧围绕农作物秸秆利用企业的需求,建立政府引导,企业为龙头,合作社和农村经纪人为纽带,广大农户参与的农作物秸秆收集储运服务体系。三是建立秸秆收集储运利用体系。坚持政府推动、财政补贴、市场运作等方式,积极推进秸秆收集储运利用项目建设,因地制宜,合理布局,逐步建立起县、乡、村三级秸秆收集储运利用体系。
湖北省是一个缺少石油、煤炭等化石能源的省份,能源对外依存度较高。为了解决能源供给问题,湖北省大力发展生物质能。在政府和市场“两只手”的作用下,湖北省秸秆综合利用率达到91.73%,走出一条农作物秸秆综合化利用的新路子。
3.2.1 坚持科学合理布局
为了充分利用生物质能资源,湖北省根据各区域地理地貌的特点,综合考虑农作物秸秆资源种类、产量、收获时节等特点,将生物质能资源划分区域进行开发利用,如在粮食主产区发展秸秆沼气产业。以江汉平原为代表的粮食主产区地势较为平坦、交通发达,农作物较为丰富,且集中度高,湖北省在这一区域选择推进小型沼气工程或大型秸秆气化工程建设。一方面可以保证该区域居民的生活用能需求,另一方面可以将秸秆气化后的副产品沼渣、沼液等进行就地消纳。
3.2.2 联合建立区域性农作物秸秆收储设施
成本问题是制约农作物秸秆资源化利用的关键。由于秸秆资源体积大、密度小的自然属性,秸秆不易进行长途运输。因此,农作物收集、储存、运输决定了农作物秸秆是否能实现资源化利用。湖北省综合考虑农作物秸秆资源种类、收获季节及地理分布,围绕农作物秸秆资源化利用主体,通过联合周边各地区,建立区域性农作物秸秆收储设施,解决原料供应不足的问题。
3.2.3 坚持目标引领和示范带动
2015年5月1日起,《湖北省人民代表大会关于农作物秸秆露天禁烧和综合利用的决定》正式实施,明确规定2020年全省秸秆综合利用率力争超过95%,建成较为完备的秸秆收集储运体系的总体目标。在总目标下,通过落实政府的主体责任、加强宣传动员、强化科技支撑等措施,推动农作物秸秆资源化利用产业发展。为了让秸秆充分变废为宝,湖北省先后在各县市开展秸秆利用重点县试点,以资金奖补的方式,因地制宜打造示范样板。通过示范带动,转变农户对秸秆的认识。
3.2.4 加大科技支撑
针对农作物秸秆资源化利用中的技术难题,要进行科技创新。湖北省通过完善技术创新和技术服务体系,鼓励、支持高等院校、科研单位成立农作物秸秆综合利用专家指导组,开展秸秆综合利用技术与设备的研发。围绕农作物秸秆资源化利用主体的需求,加强技术指导,提高项目布局和项目采用技术的科学性与先进性,提高秸秆综合利用水平。
农作物秸秆资源化综合利用经营成本高,难以短时间获得盈利。鉴于农作物秸秆资源化利用能有效解决农作物秸秆焚烧造成的污染问题,具有公益的正外部效益,在坚持企业是农作物秸秆资源化综合利用主体的同时,政府应尽快落地具体配套细则和价格补贴政策,加大相关扶持引导,营造良好的市场环境。一是继续大力落实价格补贴、税收减免等相关激励政策,营造良好的营商环境,为企业、农户的广泛参与创造良好条件。二是站在全产业链视角,针对农作物秸秆资源化综合利用的薄弱环节建立健全补偿机制,进一步完善山地农业社会化服务体系。三是加强宣传指导,提高农民对秸秆资源化利用的认识。农民作为秸秆的拥有者和支配者,决定了农作物秸秆利用方式,由于几千年的农耕习惯,农民普遍将农作物秸秆就地焚烧,因此,转变农户的思想观念,对农作物秸秆资源化利用至关重要。政府部门应该建立健全农作物秸秆资源化利用宣传机制,让“农作物秸秆是资源”入脑入心。
贵州省地形以山地、丘陵为主,难以全面实施机械化作业,农业种植成本高,农作物秸秆收集、运输成本也高。而成本是决定农作物秸秆资源化综合利用市场主体经营成败的关键。企业作为农作物秸秆资源化利用的主体,要统筹考虑贵州省资源分布、产业发展与布局情况。应结合贵州地形、畜禽养殖种类与规模、农作物种植品种与规模、加工企业类型等因素,合理布局农作物秸秆储备点。秸秆收储企业与大型秸秆利用企业签订长期供货合同,保证秸秆收储企业秸秆销售的同时,保证了秸秆利用企业长期价格相对稳定的生产原材料。探索以源头收购为核心的村级秸秆收购和大客户收购模式,一是支付费用直接收购原料,二是雇佣农闲的村民进行收割,多渠道保障农作物秸秆供应。
决定农作物秸秆资源化综合利用效率高低的因素不仅仅是企业的经营管理模式,应充分考虑技术水平的高低。技术是第一生产力,技术的突破将为农作物秸秆资源化利用开辟新路径。因此,贵州省应整合资源,加大对农作物秸秆资源化利用科技投入。一是整合各科研院所,以农作物秸秆资源化利用为抓手,以创新产品作为支撑,加强农作物秸秆在肥料化、能源化、饲料化、基料化、原料化等方面的产品开发与利用。二是加大农作物秸秆收储运各环节的科研投入,开发适用于贵州省山地特色的小型、操作方便、运作流畅的机械设备,争取农作物秸秆机械化收割、打捆、粉碎、打包等方面取得突破。