崔 波
(哈尔滨市农业科学院,黑龙江 哈尔滨 150029)
我国是世界上第一秸秆大国,随着农业综合生产水平的持续提升,我国秸秆产量也不断增长[1],由于缺乏有力地管控和科学规划,大量农作物秸秆被随意丢弃,甚至焚烧,不仅造成了再生资源的浪费,还破坏了生态环境[2]。我国农业机械化水平有了很大的提高,农机装备无论是数量上还是质量上都呈现出逐年上升的态势,在整个农业生产的过程中为农民提供了极大方便,也为我国粮食增产起到巨大作用,但是在秸秆综合利用方面显得有些吃力。因此,应该依靠国家相关政策大力发展农业机械化,为秸秆综合利用提供全面的技术支撑。同时提高农民秸秆综合利用意识以及秸秆利用效率,是促进农民增收、环境友好、资源节约和可持续发展有效途径[3]。
我国土地资源丰富,农业作为第一产业始终在我国国民经济中占有重要位置,我国耕地面积大,一年大概可以产生近10 亿t 农作物秸秆,在所有生物质资源中比重很大。随着农业经济的快速发展,农民的生活质量也得到显著改善,农作物秸秆不是农民唯一的燃料。农业机械化的普及,剩余劳动力向城市转移,为了抢农时,加上环保意识淡薄,于是采取了就地焚烧这一最快捷的处理方式。随着我国对生态环境的重视,农作物秸秆的处置方式也逐渐成为农业生产过程中的大问题,遗弃和焚烧的行为既浪费了资源,也污染了环境。
焚烧秸秆不仅会浪费大量的生物质资源,还会污染环境,影响人们的身体健康,更容易引起火灾,因此焚烧秸秆百害无一利。如何处理过剩的秸秆就要制定科学的、符合实际的利用方式,要进行资源化综合利用, 而秸秆综合利用就是指通过现代化科学技术,将农作物秸秆当成一个再生资源,对秸秆进行多方面的合理开发利用,不仅要有经济效益,更要有生态效益。秸秆综合利用就是要优化农业种养模式,发展壮大农业特色产业,带动广大农户增加收入,促进农村又好又快发展。在国家日益关注农业可持续发展的背景下,国家、省、市各级政府部门纷纷制定多项优惠政策引导和扶持粮食作物秸秆的综合使用。当前,农作物秸秆综合应用的途径大致分秸秆的饲草化、秸秆的肥料化、秸秆的燃料化、秸秆的基料化、秸秆的原料化这五大方面。秸秆饲草化主要是在确保粮食安全的情况下发展畜牧业, 秸秆可为牲畜提供大量的饲料。秸秆肥料化是指将秸秆进行处置后再转为化肥,目前主要有直接还田、秸秆腐熟再还田等形式。秸秆燃料化就是将打包离田后的秸秆进行粉碎压块变成燃料。秸秆基料化就是将秸秆粉碎后变成培育菌类产品的基础材料。秸秆原料化就是将秸秆加工成建筑材料,也可以利用秸秆原料进行工业产品加工。
农业机械化能够促进秸秆的综合利用,能够提高农村生产力。在当前新的农业生产过程中,不仅要考虑生产成本,还要考虑保护环境、节约资源。如何利用农业机械化处理好秸秆综合利用问题已经成为各级政府的当务之急,合理地运用农业科技发展秸秆经济已经成为农业健康发展的重要工作。
秸秆还田技术是最有效的也是应用最普遍的一种秸秆处理方式。秸秆还田是指使用秸秆还田机把秸秆切碎, 然后直接或是通过腐熟后再作为化肥归还农田。覆盖还田与翻压还田是秸秆还田最重要的两个方法, 覆盖还田是在秸秆还田机械作业后直接把秸秆撒在土地表层, 使粉碎后的秸秆在耕地腐烂。翻压还田是在覆盖还田的基础上通过犁、耙等方法将农作物秸秆耕翻后埋入土壤, 农作物秸秆与土地表面泥土完全混匀,并在泥土中迅速分解腐烂。在收获小麦、玉米、水稻等农作物时运用收割机械对所产生的秸秆进行直接粉碎还田,农作物收割后留下的根茬或其他影响种植的秸秆在下次耕作前进行旋耕,耙整地使之粉碎或者与土壤混合加速腐熟。
保护性耕作也是秸秆肥料化的一种,保护性耕作具有防止水土流失、增加有机质、增产增收的作用。保护性耕作技术包括免耕法和少耕法,免耕是指在粮食作物种植之前不进行大面积的整地,而直接在茬地种植的一类耕种方式,主要应用机型有免耕播种机。少耕是指在确保粮食作物播种的情况下, 尽量减少对土地的耕种次数或尽量减少对非种植区土地的耕种、降低整地的方法,主要应用机型有条耕机。
农业机械在秸秆燃料化和饲料化方面发挥巨大的作用,除了秸秆粉碎还田的利用方法,其他利用方法都需要解决秸秆田间运出的问题。拢草机械和打捆机械可以进行拾捡打包。秸秆打包机主要由拾禾器、打草滚筒、链轮传动机构、绳盒、引绳杆及预警装置、液压控制机构等部件组成。打包的整个过程都实现了自动化,最后成形的草捆体积小,便于运输和储存。秸秆打包后无论是储存还是运输都不再是问题。可以送到畜牧场当做饲料,经过粉碎压缩成密度大的颗粒后可以送到生物质发电厂当燃料发电,可以卖给农民作为取暖燃料,还有一部分秸秆(如小麦秸秆)打包后送到造纸厂造纸。
近年来,我国的农产品种植面积持续扩大,农作物产量不断增加,因此秸秆总量也在持续上升。要想短时间内高质量的处理好大量秸秆就必须在农业机械总量和质量上做好充分准备。在秸秆收获工作方面: 虽然有些农机合作社与农业公司拥有一些秸秆处理机械,能够满足部分区域的需要,但对于秸秆处理能力较弱的周边地区的辐射能力远远不够。当前,市场上比较常见的捡拾、收集等农业机械大多依靠进口, 但进口设备不太符合当前我国起垄种植的耕地,而国内研发制造的秸秆收集、打包机械稳定性和高效性较差。国内的收获机械研发生产的主要目的是考虑传统谷物的收获, 其用途无法真正与秸秆回收利用相符,尽管部分谷物收获机具有秸秆粉碎还田装置, 现在的秸秆收集与储运主要依赖于农作物收获后再次作业完成, 因收获机械在收获时没有秸秆还田功能或者秸秆处理效果不佳, 直接影响秸秆综合利用的效率,更是阻碍了秸秆加工企业和管理行业的规范化。在秸秆还田方面:各个地区有着不同的地形、土壤特性,同一种农业机械在不同地区的工作状态和效果也会有差别,市场上各式各样的还田机械性能也是参差不齐。因此新型农机装备也待开发。翻埋不够深、秸秆粉碎不充分都会影响下一季农作物生长,特别是东北高寒地区,漫长的冬季影响秸秆还田腐蚀,春天土壤融化后很快进行春耕生产。如果还田质量不高不仅影响整地效果,而且还会引起病虫害,更重要的是影响农民秸秆还田的积极性,造成秸秆处理压力。
目前,可实施的秸秆综合利用项目中,存在着工艺技术不完善、技术研发滞后等问题。随着我国加工制造业的发展,农业机械化研究也迈上了一个新台阶。然而,农业机械化研究技术上的不完善、创新能力不强也影响了秸秆综合利用的效果。在秸秆的转化利用等方面,除了进行理论研究之外,还必须进行充分的试验示范,尤其是生产性试验阶段,但有些地方由于条件不完善, 没有进行足够实践就投入推广应用,导致秸秆处理效果并不理想。在秸秆还田技术推广应用过程中,农艺技术和农机技术配合度不高就会产生负面效果,如果处理不好两者的关系就会阻碍秸秆综合利用机械化的发展进程。我国地域广阔,各地种植结构的差异、经济能力的差异就形成了不同的秸秆处理模式。很多地区不能结合自身的实际情况盲目效仿,给当地秸秆综合利用工作带来极大的困扰。
我国在秸秆综合利用方面制定了很多政策,然而一些地方却落实不到位。虽然秸秆处理能力得到了很大的提升,也取得了一定成果,但在秸秆收集运输、秸秆产品再利用方面的政策相对较少,无法建立系统的产业链。对秸秆处理机械的补贴制度不够完善,对一些适用于丘陵山区的小型秸秆处理机械补贴力度不够。目前,我国对秸秆综合利用的资金扶持缺口依然很大,而且很多地区也不能完全做到专款专用,很多时候为了尽快完成资金分配就忽略了实际使用效果,资金监管制度和工作考核机制不够健全。国家政策和资金支持力量也比较欠缺,严重抑制了农民利用农业机械化技术进行秸秆综合利的生产热情,严重影响了农村秸秆综合利用技术的深入普及。
近年来,国内积极开展秸秆综合利用的技术创新和装备研发,相关技术规范和方案逐步完善,基本形成了一批秸秆综合利用的技术模式。秸秆综合利用技术是一个复杂的、系统的工程,需要政府的政策扶持与引导,需要农业部门进行技术指导,需要农机合作社和秸秆加工企业积极参与, 通过多方面共同努力,建立秸秆综合利用的长效机制,一起来实现农村经济与生态环境协调发展。
在农业机械保有量方面,应该鼓励并支持农民购买农业机械,特别要向收获机械、翻转犁、深松机械、旋耕机、秸秆还田机等方面倾斜。加强对农机合作社技术服务和监督管理,为他们提供更多的政策支持。在技术研发方面:应该长期稳定地支持农业科研单位对秸秆综合利用的机械化研究。充分利用高校在农业工程、信息工程等学科的理论优势,鼓励农机企业与高校的合作,将先进的研究成果转化到秸秆综合利用的实践当中。
改进和创新秸秆处理模式, 进一步扩大示范推广区域,建立和健全适应不同区域特征的机械化、标准化的秸秆处理利用模式。加强农机和农艺的深度融合,农业机械在处理秸秆方面的研究要兼顾农作物农艺的要求。同时,农艺技术和工艺的改进应该更加注重农业机械能否高效的运用。积极探索农机技术与农艺技术相结合秸秆处理新模式,选择试验效果好的方式进行现场培训,总结应用经验并进行推广。
加快建立以政府为主导、市场化运作、多种模式互为补充的秸秆收储运服务体系。加快发展农作物联合收获、秸秆还田和秸秆收集储运的全程机械化。要把带有秸秆收集、储运功能的关键设备纳入购置补贴名录,各地应该创新秸秆还田机械、大型拖拉机、打捆机等补贴机制,加大秸秆还田作业补贴、秸秆离田补贴。在丘陵山区应该有针对性的制定补贴制度。建立对农业机械研发单位、技术推广单位、秸秆处理经营主体的奖励机制,鼓励技术创新,探索秸秆综合利用新模式。完善秸秆处理的考核机制,应该考虑各个地区地理环境,经济条件的差异性。
提高秸秆综合利用效率,能够有效减少焚烧秸秆对大气环境的污染,能够在一定程度上恢复土壤肥力,减少化肥的使用起到保护耕地的效果。能够缓解现阶段紧张的能源需求,能够为企业进行工业化生产供应大量的原料。因此,加快发展农业机械化是解决好秸秆综合利用问题最有效的途径。充分发挥农业机械化在秸秆综合利用中的不可替代的优势,对于推进农村经济健康发展具有积极意义。