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關(guān)系到農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前,搞好秸桿禁燒和推進(jìn)秸稈綜合利用工作??h的秋收工作已全面開展,為進(jìn)一步加強(qiáng)秸稈禁燒工作,提高秸稈綜合利用率,特提出如下意見:
推廣秸稈沼氣池3000個,一、目標(biāo)任務(wù)。利用三年時間。秸稈氣化站10處,秸稈手工制品10處,利用秸稈生產(chǎn)食用菌20處,達(dá)到消耗秸稈2萬噸,秸稈綜合利用率90%以上,縣城城區(qū)周圍和主要道路沿線無焚燒秸稈現(xiàn)象。
二、措施
1認(rèn)真落實秸稈禁燒和綜合利用目標(biāo)責(zé)任制
針對拋棄和就田焚燒秸稈的現(xiàn)象,縣委、縣政府要重視秸稈綜合利用工作。組織、引導(dǎo)縣直各有關(guān)部門、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府,加大管理和綜合開發(fā)利用的力度,各有關(guān)單位層層落實了責(zé)任制,將秸稈禁燒和綜合利用任務(wù)落實到村、戶和田間。
增強(qiáng)廣大農(nóng)民綜合利用秸稈的自覺性。縣采取多種形式廣泛宣傳秸稈禁燒和綜合利用的重要意義,
2深入開展宣傳教育。普及推廣秸稈綜合利用的有關(guān)科技知識。新聞媒體對重點地區(qū)的秸稈禁燒情況進(jìn)行跟蹤報道,對隨意焚燒秸稈的行為予以公開曝光。通過廣泛深入地宣傳,使廣大農(nóng)民群眾增強(qiáng)環(huán)境意識,變主動焚燒秸稈為主動開展綜合利用。
做好秸稈的綜合利用工作。
3依靠科技進(jìn)步。
1秸稈綜合利用基本情況
近年來全區(qū)秸稈產(chǎn)量總體穩(wěn)定。從變化趨勢看,鄉(xiāng)鎮(zhèn)結(jié)構(gòu)調(diào)整,大田農(nóng)作物種植面積略有減少,但農(nóng)作物秸稈基本維持不變,全區(qū)秸稈量維持著90萬~92萬噸之間。主要是麥稻秸稈,占秸稈資源總量的96%以上?;窗矃^(qū)不斷加大秸稈綜合利用力度,秸稈綜合利用的途徑不斷拓展,利用形式不斷豐富。一是推廣還田機(jī)械,普及還田技術(shù)。重點示范推廣了麥秸稈全量還田與水稻機(jī)插秧集成技術(shù)、稻秸稈全量還田技術(shù)、反旋滅茬施肥播種一體化技術(shù),滿足了不同生產(chǎn)條件、不同機(jī)械作業(yè)的要求。二是積極拓寬秸稈多種形式利用渠道。大力發(fā)展秸稈收貯、秸稈固化等項目。
1.1秸稈機(jī)械還田。秸稈直接還田是當(dāng)前秸稈肥料化利用最主要的途徑,也是最現(xiàn)實、最易于推廣操作的秸稈利用方式,有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。2015年全區(qū)稻麥秸稈機(jī)械化全量還田面積達(dá)到60%以上。
1.2秸稈能源化利用。秸稈能源化利用包括農(nóng)村直接生活燃料、秸稈發(fā)電、沼氣、氣化、固化成型等。秸稈作為農(nóng)村直接生活燃料,每年消耗秸稈約10萬噸。江蘇國信淮安生物質(zhì)發(fā)電有限公司是國內(nèi)第一家以水稻、小麥秸稈作為燃料進(jìn)行燃燒發(fā)電的新能源企業(yè),年消耗各類秸稈約35萬噸。秸稈固化成型是在機(jī)械設(shè)備的壓力作用下,將秸稈壓縮為成型燃料,替代木柴、原煤、燃?xì)獾热剂?,廣泛用于取暖、生活爐灶、鍋爐、生物質(zhì)發(fā)電廠等,是高效利用秸稈資源的有效途徑,目前,淮安區(qū)已有秸稈固化成型企業(yè)3處,年消耗秸稈約1萬噸。秸稈沼氣池在淮安區(qū)已達(dá)8000個,年消耗秸稈約0.3萬噸。
1.3秸稈飼料化利用。主要指通過氨化、青貯、微貯、揉搓絲化等處理技術(shù),增加秸稈飼料的營養(yǎng)價值,提高秸稈轉(zhuǎn)化率,秸稈飼料化已成為發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)的重要途徑。全區(qū)飼料化利用秸稈量1萬噸。
1.4秸稈基料化利用。主要是食用菌基料。秸稈作為良好的食用菌基料,搭配必要的培養(yǎng)基生產(chǎn)食用菌,原料來源豐富、價格低廉,生產(chǎn)食用菌后的基料富含營養(yǎng),既能加工成飼料實現(xiàn)過腹還田,也可作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥直接還田,是延長農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要組成部分。秸稈食用菌基料年利用量0.6萬噸。1.5秸稈工業(yè)原料化利用。秸稈作為工業(yè)原料,目前主要應(yīng)用于板材加工、編織等領(lǐng)域,草包、草繩、草簾、草棍編織為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè),年利用量已達(dá)0.5萬噸。
2存在的問題
2.1農(nóng)民積極性問題。農(nóng)民對秸稈綜合利用積極性高不高是秸稈綜合利用的關(guān)鍵。目前農(nóng)戶將自家的秸稈收集起來出售給秸稈收購站的很少,主要是秸稈收購的價格扣除打包、運輸、人工等成本,農(nóng)戶基本不賺錢,甚至要倒貼錢。更多的是秸稈收購經(jīng)紀(jì)人上門收購。
2.2田間收集運輸問題。田間收集運輸是秸稈綜合利用的前提和基礎(chǔ)。農(nóng)作物秸稈的特點是分散、密度低,缺乏田間收割、打包等配套設(shè)施。田間秸稈收集和運輸問題已成為秸稈綜合利用最主要的難題。
2.3產(chǎn)業(yè)化帶動問題。秸稈規(guī)?;靡蕾囉诋a(chǎn)業(yè)化發(fā)展的拉動。目前,社會資本投資秸稈開發(fā)利用的積極性不高,秸稈利用的龍頭型、骨干型企業(yè)不多,目前只有江蘇國信淮安生物質(zhì)發(fā)電有限公司和秸稈固化成型企業(yè)等少數(shù)幾家。
2.4政府財政支持力度問題。目前雖然制訂了一些秸稈綜合利用優(yōu)惠政策,但政策的覆蓋面還不夠?qū)?,利益紐帶還不緊密。政府的財政資金補(bǔ)貼的對象是秸稈綜合利用的企業(yè),農(nóng)戶的積極性很難調(diào)動起來。
3對策及建議
3.1開展技能培訓(xùn)和技術(shù)推廣。進(jìn)一步加大秸稈利用技術(shù)培訓(xùn)和推廣力度,提高技術(shù)入戶率。充分發(fā)揮農(nóng)村基層組織和服務(wù)組織作用,從推廣成熟實用技術(shù)入手,加強(qiáng)技術(shù)交流、信息傳播和知識普及,提高農(nóng)民綜合利用秸稈技能。
3.2加快發(fā)展秸稈固化成型。大力發(fā)展秸稈固化成型加工點,著力提高加工能力,加快秸稈固化成型產(chǎn)業(yè)化步伐。積極引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)使用秸稈固化成型燃料,擴(kuò)大秸稈固化成型燃料市場需求。
3.3深化建立健全秸稈綜合利用收集貯運服務(wù)體系。加快建立以需求為引導(dǎo),利益為紐帶,企業(yè)為龍頭,專業(yè)合作經(jīng)濟(jì)組織為骨干,農(nóng)戶參與,市場化運作,政府推動,多種模式互為補(bǔ)充的秸稈收集貯運服務(wù)體系。目前淮安區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本都有秸稈收購站,現(xiàn)在要做的就是進(jìn)一步壯大秸稈收購經(jīng)紀(jì)人隊伍,提供秸稈收集貯運綜合服務(wù)。
關(guān)鍵詞:農(nóng)作物秸稈;綜合利用;資源化
我國是一個農(nóng)業(yè)大國,據(jù)粗略估計,每年約產(chǎn)農(nóng)作物秸桿8億噸[1]。秸稈是農(nóng)作物的主要副產(chǎn)品,也是十分寶貴的生物資源,主要含纖維、木質(zhì)素、淀粉、粗蛋白、酶等有機(jī)物,還含有氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。秸稈除了作燃料外,可以作肥料,也可以作飼料,還可以作工業(yè)原料。而目前只有一小部分用于紡織、造紙、建筑和飼料,絕大部分農(nóng)作物秸桿仍露天焚燒或作燃料用,造成資源浪費,污染環(huán)境。
20世紀(jì)70年代后,世界能源危機(jī)的出現(xiàn)使人們開始將目光投向?qū)稍偕纳锬艿拈_發(fā)利用上,并將研究開發(fā)的重點放在農(nóng)作物秸稈的開發(fā)利用上。目前農(nóng)作物秸稈開發(fā)與利用的主要技術(shù)手段分別是農(nóng)作物秸稈的微生物發(fā)酵技術(shù),如沼氣發(fā)酵、燃料酒精發(fā)酵、飼料發(fā)酵;農(nóng)作物秸稈的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù),如熱解液化技術(shù)、氣化技術(shù)、致密成型及制炭技術(shù);化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)如化學(xué)制漿造紙。
1農(nóng)作物秸稈利用基礎(chǔ)
1.1秸稈的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
農(nóng)作物秸桿主要是玉米秸、高粱桿、稻草、麥桿、葵花桿以及花生殼、瓜籽皮、玉米芯等,其細(xì)胞壁的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,亦即天然纖維素原料的主要組成成分。秸稈之所以難以被開發(fā)利用,其原因在于細(xì)胞外存在由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等構(gòu)成的堅韌細(xì)胞壁。構(gòu)成細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)單位是微纖絲,微纖絲相互交織成網(wǎng)狀構(gòu)成細(xì)胞壁的基本構(gòu)架,在纖維素的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中交聯(lián)著非纖維素的基質(zhì),這些分子包括半纖維素、木質(zhì)素和果膠類物質(zhì)。關(guān)于細(xì)胞壁各層的微纖絲結(jié)構(gòu),具有代表性的是Fengel所提出的木材細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)模型。Fengel[2]認(rèn)為:直徑為3nm的基元原纖維是最基本的形態(tài)結(jié)構(gòu)單元,由16根(4×4)基元原纖維組成直徑約為12nm的原纖維,再由4根(2×2)這樣的原纖維組成一根比較粗的微纖絲,其直徑約25nm。微纖絲相互纏繞構(gòu)成了直徑約為0.5nm,長度約為4um的大纖絲,以這種方式聚合而成的纖維素分子,其強(qiáng)度超過了同樣粗細(xì)的鋼絲?;w維之間填充著半纖維素,而微纖絲周圍包裹著木質(zhì)素和半纖維素。纖維素、半纖維素和木質(zhì)素相互交織,任何一類物質(zhì)的降解必然受其它成分的制約,如木質(zhì)素對纖維素酶和半纖維素酶降解天然纖維素原料中的碳水化合物有空間阻礙作用,致使許多纖維素分解菌不能侵襲完整的天然的纖維素原料。
1.2秸稈成分的理化性質(zhì)
纖維素的聚集體分為結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)結(jié)構(gòu),結(jié)晶區(qū)部分分子排列比較整齊、有規(guī)則,密度較大,為1.588g/cm3,可以呈現(xiàn)清晰的X射線衍射圖。無定形區(qū)部分分子鏈排列不整齊、較疏松,分子間距離大、密度較小,為1.500g/cm3。
纖維素鏈中每個葡萄糖基環(huán)上有3個活潑的羥基,這些羥基可以綜合成分子和分子間的氫鍵,增強(qiáng)了纖維素分子鏈的完整性和剛性,使分子鏈緊密排列成高度有序的結(jié)晶區(qū),增加了反應(yīng)試劑到達(dá)纖維素羥基的難度。纖維素的物理性質(zhì)包括以下幾個方面:第一,纖維素的潤脹,當(dāng)纖維素吸收液體后,其外形的均一性雖然沒有變化,但固體內(nèi)的內(nèi)聚力減小而容積增大,固體變軟,即纖維素的潤脹。對纖維素的潤脹處理,可使纖維素大分子間的羥基結(jié)合力變?nèi)酰瑥亩岣咴噭┫蚶w維素內(nèi)部的擴(kuò)散速度。其次,由于纖維素分子量大,內(nèi)聚力也較大,擴(kuò)散能力差,纖維素在容積中溶解所得的不是真的纖維素溶液,而是纖維素和存在于液體中的組分形成的一種加成的產(chǎn)物。纖維素的溶解問題在于纖維素的溶解度低。另外,纖維素?zé)峤到庠?00-375℃較窄的溫度范圍內(nèi)發(fā)生熱分解,加熱進(jìn)程不同,產(chǎn)物不同。在低溫下(200-280℃)加熱,脫水生成脫水纖維素,隨后生成木炭和氣體產(chǎn)品。在較高溫度下(280-340℃)加熱,生成易燃的揮發(fā)性產(chǎn)物(焦油)。
半纖維素既溶于堿(5%的Na2CO3溶液)又溶于酸(2%的HCl溶液)。由于半纖維素聚合度低,結(jié)晶結(jié)構(gòu)無或少,因此,在酸性介質(zhì)中比纖維素容易降解。
原本木質(zhì)素是一種白色或接近無色的物質(zhì),我們看到的木質(zhì)素的顏色是在分離、制備過程中形成的。木質(zhì)素的相對密度大約在1.35-1.50之間,非常堅硬,從而增加細(xì)胞壁的硬度,不溶于任何溶劑,但在分離木質(zhì)素時因發(fā)生了縮合或降解而使性質(zhì)改變,在酚羥基和羧基存在時,木質(zhì)素能溶于濃的強(qiáng)堿溶液中。
2農(nóng)作物秸稈的利用技術(shù)
2.1秸稈飼料化技術(shù)
作物秸稈可以直接用作食草動物的飼料,但適口性較差,采食量少。秸稈氨化處理后,粗蛋白由3-4%提高到8%左右,有機(jī)物的消化率提高10-35個百分點,并含有多種氨基酸,可以代替30%-40%的精飼料。因此,氨化秸稈喂羊、牛等,效果很好。秸稈也可以粉碎成草糠,作動物輔助飼料。秸稈氨化處理實際上是堿處理的一種形式,即NH3溶于水變成NH40H。通過氨化處理的秸稈,將不易溶解的木質(zhì)素變成較易溶解的羥基木質(zhì)素,使細(xì)胞間的鑲嵌物質(zhì)與細(xì)胞壁變得松散,利于纖維素酶和消化液滲透其內(nèi)。大量研究結(jié)果表明:品位越差的秸稈,氨化處理的效果越顯著。小麥秸稈氨化處理后,使有機(jī)物的消化率提高35%;玉米秸稈氨化處理后,使有機(jī)物的消化率提高25%。
秸稈青貯主要是利用玉米、豆類、甘薯等優(yōu)質(zhì)秸稈進(jìn)行青貯。通過青貯,既保存秸稈原有的品質(zhì)、增加醇香味、增強(qiáng)適口性,而且保存時間較長,可把夏秋的青綠飼料保存到冬季利用,特別對促進(jìn)幼畜生長發(fā)育增加母畜產(chǎn)奶量效果好,已逐步成為反芻動物的重要飼料。
微生物發(fā)酵秸稈飼料是利用高活性微生物菌劑,放入密封的容器(如水泥窖、土窖等)中貯藏,經(jīng)過一定的厭氧發(fā)酵過程,將秸稈飼料的某些成分進(jìn)一步合成為營養(yǎng)價值較高或適口性較好的物質(zhì),使秸稈變成質(zhì)地松軟、濕潤蓬松、酸香適口的粗飼料,是解決人畜爭糧矛盾的有效途徑之一。
目前秸稈經(jīng)微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料或單細(xì)胞蛋白(SCP)有一定進(jìn)展。陳慶森等[3]以秸稈為原料,利用多菌種混合發(fā)酵,經(jīng)測定發(fā)酵液中玉米秸稈的纖維素利用率達(dá)70%,粗蛋白得率在23%以上,大大提高了玉米秸稈的營養(yǎng)值,同時對替代飼用糧生產(chǎn)蛋白富集飼料提供了很好的基料。楊學(xué)震[4]用發(fā)酵法將玉米秸稈生物轉(zhuǎn)化為蛋白飼料,將秸稈中原6.7%的蛋白含量提高到14.7%,同時使纖維素含量降低38.0%,半纖維素含量降低21.2%。
2.2秸稈能源化技術(shù)
秸稈的能源密度為13-15MJ/Kg,作為農(nóng)村主要的生活燃料,其能源化用量占農(nóng)村生活用能的30%-35%?,F(xiàn)行主要的秸稈能源化利用技術(shù)有秸稈直燃、供熱技術(shù)、秸稈氣化集中供氣技術(shù)、秸稈發(fā)酵制沼技術(shù)、秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精技術(shù)、秸稈壓塊成型及炭化技術(shù)等。
秸稈直燃供熱作為傳統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換方式,直接燃燒具有經(jīng)濟(jì)方便、成本低廉、易于推廣的特點,可在秸稈主產(chǎn)區(qū)為中小型企業(yè)、政府機(jī)關(guān)、中小學(xué)校和相對比較集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供生產(chǎn)、生活熱水和用于冬季采暖。目前,英國、荷蘭、丹麥等國家已采用大型秸稈鍋爐用于供暖、發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)。我國秸稈直燃供熱技術(shù)起步較晚,適合我國農(nóng)村特點的、運行費用低于燃煤鍋爐的小型秸稈直燃鍋爐的研究正加緊進(jìn)行。
秸稈氣化是高品位利用秸稈資源的一種生物能轉(zhuǎn)化方式。經(jīng)適當(dāng)粉碎后,秸稈在氣化裝置內(nèi)不完全燃燒即可獲得理論熱值為5724KJ/m3的燃?xì)?,其典型成分為:CO20%,H215%,CH42%,CO212%,O21.5%,N249.5%。燃?xì)饨?jīng)降溫、多級除塵和除焦油等凈化和濃縮工藝后,由羅茨風(fēng)機(jī)加壓送至儲氣柜,然后直接用管道供用戶使用。秸稈氣化集中輸供系統(tǒng)通常由秸稈原料處理裝置、氣化機(jī)組、燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)、燃?xì)夤芫W(wǎng)和用戶燃?xì)庀到y(tǒng)等五部分組成,供氣半徑一般在1公里之內(nèi),可供百余戶農(nóng)民用氣。秸稈氣化經(jīng)濟(jì)方便、干凈衛(wèi)生、在小康村鎮(zhèn)建設(shè)中廣受歡迎。但大規(guī)模推行秸稈制氣還需解決氣化系統(tǒng)投資偏高,燃?xì)鉄嶂灯?,以及燃?xì)庵械獨馀c焦油含量偏高等問題。
秸稈發(fā)酵制沼氣技術(shù)歷史悠久,是多種微生物在厭氧條件下,將秸稈降解成沼氣,并副產(chǎn)沼液和沼渣的過程。沼氣含有50%-70%的甲烷,是高品位的清潔燃料,它可在稍高于常壓的狀態(tài)下,通過PVC管道供應(yīng)農(nóng)家,用于炊事、照明、果品保鮮等,或加工成動力燃料和甲醇等做雙料發(fā)動機(jī)燃料。秸稈可直接投入沼氣池,也常用做牲畜飼料,轉(zhuǎn)化成糞便進(jìn)入沼氣池,池中秸稈、人畜糞便、和水的配比一般為1:1:8,在產(chǎn)沼過程中,需定期投入發(fā)酵基質(zhì)及清理沼渣。實踐表明:一個3-5口人的家庭,建一口8-10m3的沼氣池,年產(chǎn)300-500m3的沼氣,可滿足一日三餐和晚間的照明用能。因此,秸稈制沼不僅可優(yōu)化農(nóng)村能源結(jié)構(gòu),節(jié)約不可再生能源的消耗,還具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和生態(tài)效益。
秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精技術(shù)是以秸稈纖維素為原料制備乙醇的研究,早在100多年前就開始了。這一過程包括三個階段:第一,通過物理的、化學(xué)的或酶技術(shù)將纖維素聚合物降解為單糖;第二,微生物將糖轉(zhuǎn)化為乙醇;第三,通過蒸餾回收乙醇。其中,第一階段最為重要。早期的研究主要是采用蒸汽爆破法和濃酸法水解糖化纖維素成葡萄糖。蒸汽爆破法是用蒸汽將原料加熱至200-240℃[5]。維持30S~20min高溫高壓造成木質(zhì)素的軟化,然后迅速使原料減壓。造成纖維素晶體和纖維束的爆裂,使木質(zhì)素和纖維素分離。稀酸水解一般采用稀硫酸(0.5%~0.2%),可在較溫和條件下進(jìn)行,水解一般分二個階段,第一階段為低溫操作,從半纖維素獲得最大糖產(chǎn)量。第二階段采用高溫操作,使纖維素水解為六碳糖,糖的轉(zhuǎn)化率一般為50%左右。稀酸水解容易產(chǎn)生大量副產(chǎn)物,濃酸法耗酸量大,對設(shè)備腐蝕性大,能耗高。20世紀(jì)60年代人們認(rèn)識到可以從纖維素獲得葡萄糖來補(bǔ)充人類食物的來源,這樣就加速了纖維素酶的研究。1979年,遺傳育種技術(shù)[6]用于提高纖維素酶產(chǎn)量,使纖維素酶的發(fā)酵活力較原始出發(fā)菌株提高了20多倍。從現(xiàn)有的水平來看,采用溫和的酶水解技術(shù)可能更為合適,酶水解是生化反應(yīng),與酸水解相比,它可在常壓下進(jìn)行。這樣減少了能量的消耗,并且由于酶具有較高選擇性,可形成單一產(chǎn)物,產(chǎn)率較高(>95%)。
2.3秸稈肥料化技術(shù)
目前秸稈肥料的利用技術(shù)有秸稈直接還田和秸稈堆漚還田。秸稈直接還田有翻壓還田和覆蓋還田兩種形式。翻壓還田指作物收獲后,將秸稈粉碎或留高茬直接翻壓土中。覆蓋還田是將秸稈覆蓋于田間地表或作物株行之間,或是殘茬覆蓋,即當(dāng)農(nóng)作物收獲時,留高茬還田,采取免耕翻覆蓋。秸稈堆漚還田是將秸稈用鍘草機(jī)切碎堆起來或投入坑中,灌入水,然后用土封起來漚制秸稈[7]。目前,通過選育出分解纖維素的優(yōu)良微生物菌種或加快秸稈腐熟的化學(xué)制劑,解決了傳統(tǒng)堆漚形式勞動強(qiáng)度大、堆漚時間長、污染環(huán)境等問題。用秸稈與畜禽糞積制堆肥,糞與草隔層堆積、壓實。這樣可以促進(jìn)熟化,提高肥效。
2.4秸稈其它應(yīng)用技術(shù)
秸稈除了以上用途之外,還可以利用秸稈發(fā)電,造紙,生產(chǎn)可降解的包裝材料,制作人造板等。目前我國造紙制漿原料中,1/3來源于秸稈,其制漿具有成本低廉、成紙平滑度好,容易施膠等優(yōu)點。用麥秸、稻草、玉米秸、葦稈、棉花稈等生產(chǎn)出的可降解型包裝材料,如瓦楞紙芯、保鮮膜、一次性餐具、果蔬內(nèi)包裝襯墊等,具有安全衛(wèi)生、體小質(zhì)輕、無毒、無臭、通氣性好等特點,同時又有一定的柔韌性和強(qiáng)度,制造成本與發(fā)泡塑料相當(dāng),而大大低于紙制品和木制品,在自然環(huán)境中,一個月左右即可全部降解成有機(jī)肥。
3展望
目前秸稈的綜合利用技術(shù),正從早期的直接或堆漚還田、燒火做飯取暖、加工粗飼料,向著快速腐熟堆肥、氣化集中供氣、優(yōu)質(zhì)生物煤、高蛋白飼料和易降解包裝材料、有價工業(yè)原料及高附加值工藝品等方向發(fā)展。從農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化的角度來分析,單純采用某一種利用方式,秸稈能量轉(zhuǎn)化率和利用率會受到限制。因此,根據(jù)各類秸稈的組成特點,因地制宜,把其中幾種方法有機(jī)地組合起來,形成一種多層次、多途徑綜合利用的方式,從而實現(xiàn)秸稈利用的資源化、高效化和產(chǎn)業(yè)化是未來生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
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關(guān)鍵詞:秸稈焚燒;綜合利用
中圖分類號:X712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-04-0104-1
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)一步提高,城鄉(xiāng)一體化日趨完善。實行節(jié)能減排、實施惠農(nóng)政策、關(guān)注農(nóng)民生活、發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、改善農(nóng)村生活條件等社會主義新農(nóng)村建設(shè)問題已經(jīng)成為全社會的關(guān)注焦點。陜西銅川市宜君縣積極建設(shè)社會主義新農(nóng)村,落實循環(huán)農(nóng)業(yè)以及可再生能源的應(yīng)用,在秸稈綜合利用上做了許多積極的工作。然而由于農(nóng)村勞動力短缺、農(nóng)民環(huán)保意識淡薄以及政府監(jiān)管力度不夠等因素,造成了農(nóng)戶大量焚燒秸稈、政府屢禁不止的局面,確實對環(huán)境和社會生活造成了種種危害。秸稈焚燒問題成了群眾反映的熱點、政府推動的難點、環(huán)保部門工作的重點。
1 宜君縣秸稈處理及秸稈利用的現(xiàn)狀
宜君縣是一個農(nóng)業(yè)縣,全縣耕地面積32萬畝,年產(chǎn)各類農(nóng)作物秸稈12萬噸,其中小麥稈、玉米稈占秸稈總量的80%,每年小麥、玉米收獲期秸稈的合理利用及處理就成為政府、社會、群眾關(guān)注的熱點,為解決秸稈的合理利用,政府也投入了大量的資金、做了大量的工作。從現(xiàn)有的情況看宜君的秸稈主要用于秸稈還田、做飯取暖、青貯飼料、沼氣以及秸稈煉油等。
1.1 秸稈還田
秸稈還田不僅能夠改良土壤結(jié)構(gòu),提高耕地質(zhì)量,而且能夠增加土壤有機(jī)碳含量,發(fā)掘農(nóng)業(yè)土壤的固碳潛力,對于緩解氣候變暖與實現(xiàn)農(nóng)田可持續(xù)發(fā)展具有雙重的積極意義,是農(nóng)作物秸稈特別是麥秸、玉米秸綜合利用的主要途徑之一,約占小麥、玉米秸稈總產(chǎn)量的50%-60%。秸稈還田是改善土壤理化性狀、培養(yǎng)土壤肥力的一項重要措施。據(jù)化驗分析,作物秸稈中含有大量的有機(jī)物和氮、磷、鉀等礦質(zhì)元素,其中小麥秸稈中含有機(jī)物84.41%、蛋白2.63%、氮0.58%、五氧化二磷0.27%、氧化鉀0.56%;玉米秸稈(風(fēng)干基)中含有機(jī)物78.49%、蛋白4.82%、氮 0.49%、五氧化二磷0.39%、氧化鉀1.67%。秸稈以還田的方式將有機(jī)物、氮、磷、鉀和微量元素歸還土壤,供作物吸收再利用。目前宜君縣小麥面積10萬畝,據(jù)調(diào)查小麥秸稈基本還田,玉米秸稈45%還田。現(xiàn)在宜君正在大力推廣保護(hù)性耕作技術(shù),推廣秸稈還田工程,改良土壤結(jié)構(gòu)。
1.2 做飯取暖和青貯飼料
由于宜君屬于國家貧困縣,農(nóng)村農(nóng)民收入相對較低,加之封山禁牧政策的施行,全縣特別是山區(qū)幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)民的玉米秸稈主要用于青貯飼料和做飯取暖。
1.3 沼氣
從2002年開始實行“一池三改”的沼氣建設(shè),充分利用了人畜糞便,全縣農(nóng)村特別是東部塬區(qū)群眾基本都在使用這種清潔的廚房燃料。這不僅大大的保持了環(huán)境清潔衛(wèi)生,同時也節(jié)省了天然氣,煤氣、煤炭等燃料,降低了農(nóng)民的支出,這樣在新農(nóng)村建設(shè)中改變村容村貌的工作起到了很好的作用。但是由于秸稈難以發(fā)酵,秸稈在沼氣上的利用極其有限,在全縣很少農(nóng)民使用。
1.4 秸稈煉油
2011年宜君現(xiàn)有招商投資在彭鎮(zhèn)修建了秸稈煉油廠,這就為宜君的秸稈綜合利用開辟了新的途徑。當(dāng)然還有麥稈作畫、造紙等。
宜君縣秸稈產(chǎn)量很大,上述方法只能利用其中很小的一部分,每年都有大量的秸稈被焚燒,焚燒秸稈會造成許多危害:一是污染空氣環(huán)境,破壞生態(tài)環(huán)境,危害人體健康;二是存在火災(zāi)隱患,威脅群眾的生命財產(chǎn)安全;三是引發(fā)交通事故,影響道路交通安全;四是破壞土壤結(jié)構(gòu),造成耕地質(zhì)量下降;五是損害城市形象,影響政府威信。
2 秸稈焚燒的原因
多年來宜君縣對全縣秸稈實行了全面禁燒,每年都在全縣范圍采取層層召開動員大會、張貼禁燒通告、出動宣傳車輛、發(fā)放禁燒宣傳單等形式進(jìn)行廣泛宣傳、全面發(fā)動、積極營造濃厚的禁燒氣氛和良好的輿論環(huán)境,但是因為焚燒秸稈造成生命和財產(chǎn)損失的事件依然屢有發(fā)生。
2.1 農(nóng)民自身的原因
宜君的農(nóng)民從事的是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè),他們堅守老祖宗傳下來的耕種經(jīng)驗,認(rèn)為焚燒秸稈會增加土壤的灰肥。事實證明,秸稈焚燒后的灰粉幾乎沒有了肥效,而高溫會殺死土壤里的有機(jī)成分,破壞土壤結(jié)構(gòu)。在宜君縣農(nóng)村大部分的青壯勞動力涌向了城市,家中留下務(wù)農(nóng)的都是老人和孩子,由于勞動力不足,搬運秸稈費時費力,不得不只能焚燒秸稈。還有一些人認(rèn)為秸稈就是廢物,根本就沒有利用價值,即使搬出田地,在目前條件下也無多大價值,更何況秸稈占據(jù)很大空間,實在得不償失,焚燒秸稈簡單易行,這部分人自覺主動地進(jìn)行秸稈焚燒。
2.2 政府的原因
宜君縣雖然對秸稈焚燒作了很大的工作,隨著環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)利用程度的加大,特別是創(chuàng)建國家級衛(wèi)生城市和省級園林城市工作以來,又出臺很多的規(guī)章制度命令秸稈禁燒,但是每年秸稈焚燒依然成了讓政府頭疼的工作。由于宜君縣屬于山區(qū)農(nóng)業(yè)縣,田地很多又在偏遠(yuǎn)山洼,大型農(nóng)機(jī)具很難使用,農(nóng)民不得不采用傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),要想監(jiān)管每一戶秸稈焚燒工作那是相當(dāng)難,再加之進(jìn)行秸稈綜合利用成本高、投資大、見效慢,這只能靠政府投入大量資金進(jìn)行推廣秸稈機(jī)械還田、粉碎工作。但是貧困縣的現(xiàn)狀又制約了這項工作的開展。
3 建議和意見
秸稈焚燒屢禁不止,綜合利用效率不高原因復(fù)雜,為切實做好此項工作,我認(rèn)為應(yīng)該做好以下幾項工作:一是積極申請秸稈綜合利用項目,利用工業(yè)反哺農(nóng)業(yè),從財政得到資金上的扶持。二是加大秸稈禁燒和綜合利用的政策宣傳和技術(shù)培訓(xùn)力度,讓農(nóng)民科學(xué)、主動地進(jìn)行秸稈綜合利用。三是政府建立秸稈禁燒補(bǔ)貼措施,有效調(diào)動農(nóng)民禁燒秸稈和綜合利用的積極性,最大限度降低農(nóng)民播種成本,提高農(nóng)民遵守秸稈焚燒制度的自覺性,促進(jìn)秸稈禁燒工作健康、有序開展。
關(guān)鍵詞 秸稈;綜合利用;現(xiàn)狀;發(fā)展對策;山東濟(jì)寧
中圖分類號 S141.4;S879 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)15-0253-02
農(nóng)作物秸稈是一種富含有機(jī)物和多種微量元素的重要的生物質(zhì)資源,具有很高的開發(fā)與綜合利用價值[1-3]。濟(jì)寧是農(nóng)業(yè)大市,改革開放以來,在強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)政策支持下,農(nóng)業(yè)連年豐收,秸稈產(chǎn)量逐年增多,產(chǎn)量大、分布廣、種類多,秸稈隨意拋棄、焚燒現(xiàn)象嚴(yán)重,帶來一系列環(huán)境問題。近幾年來,濟(jì)寧市狠抓秸稈禁燒的同時,加快了秸稈綜合利用步伐,積極倡導(dǎo)和推廣秸稈綜合利用技術(shù),促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)能增效、農(nóng)民增收,推動新農(nóng)村建設(shè)和生態(tài)濟(jì)寧建設(shè)。
1 秸稈綜合利用現(xiàn)狀
濟(jì)寧市常年秸稈產(chǎn)量(風(fēng)干基)712萬t左右,其中小麥秸稈267萬t,玉米秸稈261萬t,棉花秸稈75萬t,花生、地瓜、大豆和水稻等秸稈109萬t。據(jù)調(diào)查,2013年全市小麥秸稈綜合利用量238萬t,利用率達(dá)89.4%;玉米秸稈利用量253萬t,利用率達(dá)96%;水稻秸稈利用量43萬t,其中通過編織品轉(zhuǎn)化利用量43.4萬t以上,利用率達(dá)95%;棉花秸稈主要用于做飯燒材;花生、地瓜、大豆、蔬菜等作物秧秸基本上作為飼料喂養(yǎng)牲畜轉(zhuǎn)化利用。各種農(nóng)作物秸稈利用量達(dá)到653.6萬t,占可收集總量的91.8%。
2 主要利用途徑
2.1 秸稈肥料化利用
秸稈肥料化利用技術(shù)主要包括秸稈直接還田、秸稈堆漚還田、秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)。近幾年,濟(jì)寧市大力推廣了秸稈直接還田、秸稈生物反應(yīng)堆,此外,利用特定菌種將農(nóng)作物秸稈發(fā)酵腐熟生產(chǎn)有機(jī)肥得到了快速發(fā)展。秸稈生物反應(yīng)堆在汶上、鄒城、泗水、梁山、微山等地冬暖式大棚蔬菜、大中拱棚瓜菜、葡萄、果園等高價值經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)上示范應(yīng)用,目前推廣面積達(dá)到1 333.33 hm2,平均利用秸稈45 t/hm2,轉(zhuǎn)化秸稈6萬t。2013年全市秸稈肥料化利用量已經(jīng)達(dá)到429.4萬t,利用率60.3%。
2.2 生產(chǎn)秸稈青貯與氨化飼料
近年來,濟(jì)寧市食草畜禽發(fā)展較快,對秸稈飼料的需求量持續(xù)增加,為滿足畜牧業(yè)發(fā)展對秸稈飼料的需求,濟(jì)寧市大力發(fā)展秸稈青貯、黃貯及氨化技術(shù),連續(xù)幾年運用農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼資金對秸稈青貯及加工機(jī)械進(jìn)行重點補(bǔ)貼。秸稈飼料化主要消耗玉米秸稈、花生、地瓜、大豆、蔬菜等作物秧秸。2013年全市生產(chǎn)秸稈青貯、黃貯及氨化飼料76萬t,利用率10.7%。
2.3 秸稈燃料化利用
秸稈燃料化技術(shù)包括秸稈沼氣、秸稈氣化、秸稈成型燃料、秸稈炭化、秸稈固化等。近年來,濟(jì)寧市利用農(nóng)作物秸稈作為原料入池(沼氣池)生產(chǎn)沼氣解決了戶用沼氣發(fā)酵原料缺乏的問題,每個戶用沼氣池(10 m3)每年可消耗農(nóng)作物秸稈600 kg,另外還在南陽湖農(nóng)場建設(shè)了1 000 m3大型秸稈沼氣供戶工程,可供400戶職工做炊,起到了很好的示范帶動作用。在金鄉(xiāng)華光社區(qū)又新建了1 000 m3秸稈沼氣供戶工程。金鄉(xiāng)雙贏萬華生態(tài)板業(yè)有限公司、鴻運生物質(zhì)燃料公司利用棉花、小麥秸稈生產(chǎn)秸稈壓塊燃料,用于秸稈生物質(zhì)發(fā)電和戶用秸稈生物質(zhì)爐;還有部分秸稈尤其是棉花秸稈被作為炊事燃料直接燃燒。2013年全市秸稈燃料化利用量74.9萬t,利用率10.5%。
2.4 秸稈代料栽培食用菌
近幾年濟(jì)寧市重點推廣秸稈栽培食用菌技術(shù),將稻草、麥秸、玉米秸、豆秸、花生殼、棉桿粉碎后加入適量的麥麩、棉籽殼、無機(jī)氮、石膏等原料進(jìn)行科學(xué)配方,生產(chǎn)平菇、雙孢菇、褐菇、金針菇、毛木耳、大球蓋菇等食用菌,項目主要集中在梁山縣、金鄉(xiāng)縣、魚臺縣、鄒城市。全市推廣各類食用菌面積2 600萬m2,年利用秸稈30萬t,利用率4.2%。
2.5 秸稈作為工業(yè)加工原料
濟(jì)寧市秸稈工業(yè)化利用主要有以秸稈為原料加工纖維密度板,以秸稈為原料制造餐飲具、包裝材料等,以秸稈、水泥、樹脂等為原料制作各種類型的纖維板、輕體隔墻板還有以秸稈為原料造紙等產(chǎn)品。近幾年以秸稈為原料的加工企業(yè)發(fā)展較快,尤其是泗水泉林秸稈造紙發(fā)展較好,但大多企業(yè)投資規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模都較小,消耗秸稈數(shù)量有限。2013年,全市秸稈原料化利用量43.3萬t,利用率6.1%。
3 存在的主要問題
近年來,在國家有關(guān)部門和各級政府積極推動和支持下,濟(jì)寧市秸稈綜合利用取得了顯著成果,但還存在以下幾個問題。
3.1 對秸稈綜合利用認(rèn)識不足
不少干部群眾受傳統(tǒng)習(xí)慣的影響,把秸稈作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物閑置或焚燒,沒有把秸稈真正作為資源來看待,更沒有認(rèn)識到做好秸稈綜合利用的環(huán)境效益和社會效益,單純算經(jīng)濟(jì)賬,對經(jīng)濟(jì)效益不明顯的秸稈綜合利用項目積極性不高。
3.2 政策扶持不到位
秸稈的綜合利用是一項公益性的事業(yè),需要各級政府的正確引導(dǎo)和相應(yīng)的政策扶持。目前濟(jì)寧市爭取到的國家、省秸稈綜合利用項目主要集中在秸稈直接還田農(nóng)機(jī)具購置補(bǔ)貼和秸稈青貯補(bǔ)貼,濟(jì)寧市財政資金僅用于秸稈直接還田農(nóng)戶補(bǔ)貼和農(nóng)機(jī)具購置補(bǔ)貼,對于從事其他秸稈綜合利用項目的企業(yè)和農(nóng)民未給予補(bǔ)貼,影響了綜合利用技術(shù)的全方位推廣應(yīng)用。同時在科研、示范、推廣上缺乏必要的科研經(jīng)費,制約了秸稈高效利用新技術(shù)的研究。
3.3 秸稈高效利用技術(shù)有待進(jìn)一步研發(fā)
目前濟(jì)寧市推廣了包括秸稈栽培食用菌、秸稈壓塊燃料、秸稈生物反應(yīng)堆、秸稈青貯、秸稈沼氣等利用技術(shù)[4-5],也摸索發(fā)展了相關(guān)秸稈利用項目,但是,仍有部分技術(shù)和項目操作復(fù)雜,耗費人工多,成本高、效益低,企業(yè)和農(nóng)民不容易接受,在推廣應(yīng)用上存在一定困難。
4 對策
4.1 加大宣傳,提高認(rèn)識
通過電視、報紙、廣播、宣傳欄、印發(fā)宣傳冊、開辦培訓(xùn)班、召開現(xiàn)場會等多種形式和多條渠道廣泛宣傳秸稈綜合利用的重要意義、利用途徑、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,注重總結(jié)各類項目的成功經(jīng)驗,培植秸稈綜合利用大戶,發(fā)揮示范帶頭作用。尤其要在每年夏秋秸稈收獲時期,加大秸稈禁燒和綜合利用宣傳力度,將宣傳覆蓋面深入到各村各戶,逐步使秸稈的綜合利用成為廣大干部群眾的自覺行為。
4.2 深入調(diào)研,科學(xué)規(guī)劃
各縣(市、區(qū))要做好秸稈資源調(diào)查,摸清秸稈資源潛力和利用現(xiàn)狀,根據(jù)資源分布情況,合理確定適合當(dāng)?shù)氐慕斩捑C合利用方式、數(shù)量和布局,設(shè)定發(fā)展目標(biāo),鼓勵秸稈還田和多種利用方式的共生組合,編制秸稈綜合利用重點項目建設(shè)規(guī)劃。同時,規(guī)劃中要提出相應(yīng)的保障措施和支持政策,體現(xiàn)加強(qiáng)秸稈轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的研發(fā)與集成和加快成果轉(zhuǎn)化和推廣等具體的科技支撐內(nèi)容。
4.3 依靠科技,強(qiáng)化支撐
加大科研投入,科技管理部門和科研院所要組織人員對項目推廣中發(fā)現(xiàn)的難題進(jìn)行集中攻關(guān);加強(qiáng)技術(shù)集成配套,建立不同類型秸稈綜合利用的技術(shù)模式;大力開發(fā)操作簡便、集約利用水平高的實用新技術(shù),強(qiáng)化技術(shù)支撐。依靠新型農(nóng)民培訓(xùn)、科技入戶等項目,強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)和指導(dǎo),推廣簡單、快捷、實用的秸稈綜合利用技術(shù),促進(jìn)技術(shù)普及應(yīng)用。
4.4 政策扶持,公眾參與
農(nóng)作物秸稈綜合利用工作是一項復(fù)雜的社會系統(tǒng)工程,需要財政、農(nóng)機(jī)、畜牧、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等相關(guān)部門在推廣、科研、管理方面相互協(xié)調(diào),及時徹底解決實際工作中的問題。統(tǒng)籌考慮國家對秸稈綜合利用的扶持政策情況,制定濟(jì)寧市優(yōu)惠政策,充分發(fā)揮市場配置資源的作用,鼓勵引導(dǎo)農(nóng)戶、企業(yè)等各種社會力量參與秸稈綜合利用,形成以市場為基礎(chǔ)、政策為導(dǎo)向、企業(yè)為主體、農(nóng)民廣泛參與的長效機(jī)制。
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