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浅谈农作物秸秆综合利用与农业可持续发展
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 一、农作物秸秆的利用价值
        农作物秸秆是农作物的重要副产品,同时也是工、农业生产的重要生产资源。作为一种资源,农作物秸秆含有丰富的营养和可利用的化学成分,可用作肥料、饲料、生活燃料及工副业生产的原料等。
        秸秆作为重要的生物质资源,总能量基本和玉米、淀粉的总能量相当。秸秆燃烧值约为标准煤的50% 。秸秆中蛋白质含量约5% ,纤维素含量在30% 左右,还含有一定量的钙、磷等矿物质,1吨普通秸秆的营养价值平均与0.25吨粮食的营养价值相当。专家测算,每生产1吨玉米可产1.5-2 吨鲜秸秆,每生产1 吨稻谷和小麦可产1 吨左右的秸秆。我国每年可生产农作物秸秆6 亿多吨。如全部用来燃烧,可折合约3 亿吨标准煤的热值。如全部用作饲料,折算相当于1.5 亿吨粮食。经过科学处理,秸秆的营养价值还可大幅度提高。秸秆蕴藏着丰富的能量,含有大量的营养物质,开发利用潜力巨大,发展前景十分广阔。
        1、利用秸秆作肥料   农作物秸秆中含有大量的有机质、氮、磷、钾、钙、镁、硅、硫和其他微量元素,是农业生产重要的有机肥源之一。秸秆还田可以有效提高土壤有机质含量,并且使土壤的容重减少、透水性、透气性、蓄水保墒能力增加,并可使土壤的团粒结构发生变化,保持疏松状态,有效缓解因过量施用化肥而导致的土壤板结问题。
利用秸秆生产的秸秆生物肥料,肥效更高。而且还具有良好的生态效益,是无公害农业的重要肥料源。因此,秸秆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,对于促进土地生产良性循环、提高耕地基础地力和农业的可持续发展具有重要意义。
        2、利用秸秆作饲料   农作物秸秆也是牲畜的主要饲料之一。有关化验结果表明,玉米秸秆含有30%以上的碳水化合物、2%~4%的蛋白质和0.5%~1%的脂肪,玉米秸秆既可青贮,也可直接饲喂,就食草动物而言,2公斤的玉米秸秆增重净能相当于1公斤的玉米籽粒,特别是对玉米秸秆进行青贮、黄化、氨化及糖化等方法处理以后,效果更好,利用率更高,效益也更可观。据专家研究分析,玉米秸秆中所含的消化能为2235.8千焦耳/公斤,且营养丰富,总能量与牧草相当。我市每年约生产秸秆742多万吨,是一个巨大的潜在饲料来源,具有很大开发潜力,如果把 250万吨秸秆处理后转化为饲料,每年可增养100万头牛或节约粮食61.3万吨,还可以产牛粪1500万吨,相当于硫酸铵18.6万吨、过磷酸钙5.7万吨、硫酸钾39.5万吨。还可以对作物秸秆进行精细加工处理,制作成高营养牲畜饲料,发展畜牧业,实现秸秆过腹还田,具有良好的生态效益。 
        3、利用秸秆作燃料  农作物秸秆纤维中的碳占绝大部分,主要粮食作物小麦、玉米等秸秆的含碳量约占40%以上,秸秆中的碳使秸秆具有燃料价值,我国农村长期用秸秆做生活燃料就是该价值的利用。目前科学利用秸秆的这一特点,主要应用在农村能源建设上。即把秸秆转化为燃气:一是秸秆气化。二是秸秆厌氧发酵产出沼气。1公斤秸秆可以生产2立方米以上的燃气,有3~5立方米的秸秆气就可以够一个家庭一天的需要,这些气体在稍高于常压的状态下,通过管道送往农户,它象天然气一样,燃烧后无尘无烟无污染,在广大农村,利用这种燃气。既保护了生态环境,又促进了社会主义新农村建设。此外,还可以利用秸秆制炭,或用成型机械将秸秆加工成颗粒状等多种型炭,用作工业燃料。
        4、利用秸秆作原料  农作物秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成,秸秆中的有机成分以纤维素、半纤维素为主,其次为木质素、蛋白质、氨基酸、树酯、单宁等。利用微生物以纤维素为基质原料生产单细胞蛋白质是当今利用纤维素最为有效的方法之一,用农作物秸秆做培养基可栽培多种食用菌,就是该原理的实际应用。实践证明:每公斤秸秆可生产银耳、金针菇、猴头或草菇0.25~0.4公斤,平菇0.5~0.6公斤。且栽培过食用菌的菌糠还含有很多的粗蛋白,并具有食用菌的清香味,适口性好,可用作饲料,同时还是优良的有机肥。
      5、农作物秸秆还可以用作工业制品的原料。除了传统的作为造纸原料外,秸秆的工业化利用也有多种途径:第一,利用热力、机械以及催化剂的作用将秸秆中的纤维与其它细胞分离而得草浆进行造纸造板,杂细胞(即植粉)约占秸秆产量的一半可用做饲料或肥料。第二,以作物秸秆中的纤维作为原料加工汽车内装饰件、纤维密度板、植物地膜等产品。第三,以作物秸秆这一天然材料制作餐饮具、包装材料、育苗钵等,具有生命周期链短、废弃后可自然降解等绿色环保优点,且能充分利用取之不尽的再生资源,又解决了塑料包装和秸秆焚烧两方面的环境污染源,对治理目前我国环境污染,加快淘汰聚苯乙烯发泡餐具,实现农作物秸秆的综合利用和农业可持续发展具有重要意义。第四,秸秆作建材,这是利用秸秆中的纤维和木质作填充材料,以水泥、树脂等为基料压制成各种类型的纤维板、轻体隔墙板、浮雕系列产品等,其外形美观,质轻并具有较好的耐压强度。此外,秸秆还可成为制酒精、淀粉等化工业的原料,玉米棒皮还是编织汽车座垫、靠垫、沙发垫、盘垫、床垫的主要原料,等等。
        二、农作物秸秆综合利用的途径、现状及存在的问题
   农作物秸秆目前主要有四种综合利用途径(简称四料)。一是饲料,喂养畜禽;二是肥料,施于农田;三是燃料,直接用于燃烧或经气化、沼化集中供燃;四是原料,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,饲养畜禽,通过发展畜牧业增值增收,同时,实现秸秆过腹还田。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秸秆综合利用和畜牧业发展道路。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;还可以节约饲料用粮,缓解粮食供需矛盾。同时提高了秸秆资源的利用率,促进了农业的可持续发展。
  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农田。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资源浪费和污染环境问题,一举两得,利国利民。
      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便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,缓解了广大农村洁净能源供应短缺的情况,改变了农村传统的生火做饭的模式,满足了农民群众对高品位能源的需求,提高了农民生活质量,有力促进了农业可持续发展和社会主义新农村建设,这样既消耗掉了大量的农作物秸秆,又可实现秸秆处理规模化和农业可持续发展。同时以沼液浸种、养猪、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。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途径。
  4.秸秆种菇及作其他工业原料。秸秆种菇既可以丰富城乡居民的菜篮子,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。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。秸秆还广泛用于建材、化工、草编等行业。
        农作物秸秆综合利用的现状。我国农作物秸秆资源拥有量居世界首位,年产秸秆6 亿多吨,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1.2亿吨剩余秸秆未被利用。我们驻马店市是农业大市也是秸秆产出大市,年产各类作物秸秆742 多万吨 ,全市秸秆综合利用率达到 80%以上。但仍有约计148多万吨没能被利用,加之历年陈草烂垛堆积,总量会超过150多万吨,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,尤其是“三夏”“三秋”季节,一部分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,并频繁引发火灾和交通事故。为解决秸秆焚烧问题,提高秸秆综合利用率,促进农业可持续发展,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,投入了大量的人力和物力,通过实施“农作物秸秆综合利用示范工程” 等项目,有力促进了农村资源合理利用和经济社会的可持续发展。但由于秸秆利用的有效出路不畅,焚烧现象屡禁不止。特别是在小麦、玉米收获两季,个别偏僻地方仍然是狼烟四起,浓烟滚滚,地面上空能见度降低,空气质量恶化……。
        秸秆综合利用面临的问题主要表现在:1、用于秸秆还田的农机具拥有量相对较少,同时现有秸秆还田机械大多机型落后、机具老化,就我市而言,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。2、秸秆压块在我市刚刚起步,设备本身尚需改进,产品质量有待提高。3、利用秸秆发展食用菌的生产技术人员相对较少,粗放生产比重大,品种规模分散,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。4、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有待于向产业化发展。
        三、加快农作物秸秆综合利用和促进农业可持续发展的几点建议
        目前,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。为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农业可持续发展的战略要求。我国是一个人口众多而农业资源相对短缺的国家,狠抓资源的节约和秸秆综合利用,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。据分析我们知道,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。就我们驻马店市而言,150多万吨的剩余秸秆所含的养分相当于尿素1.8万吨,普钙2.5万吨,硫酸钾3.15万吨。由此可见,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、驻马店市约计150万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。
        为此,我们建议:一要制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。根据本地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。同时要重点推广秸秆过腹还田与制肥还田技术,把提高秸秆资源综合利用效率,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。二要增加科技投入,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。三要积极搞好项目示范推广工作。从实际出发,因地制宜,选择基础较好的县、区进行适宜项目的技术引进、试验示范、示范推广。在有条件的县、区,搞好秸秆综合利用示范基地建设,发挥其对现代农业先进技术的强大示范影响作用。四是实现产业化经营,推行企业化管理。秸秆的综合利用是农业生产中的一个重要环节,各级政府和农业主管部门应引导农民以科技为依托、市场为导向,实现产业化经营。如建立秸秆种菇场、秸秆气化站、秸秆生物制肥厂等,推行企业化管理。五要采取必要的行政手段,禁止焚烧秸秆,建立完善的约束和激励机制。严格执行国务院《基本农田保护条例》、《中华人民共和国土地法》等有关法规,并围绕秸秆还田进一步制定一系列行之有效的法律法规,对焚烧秸秆、掠夺式经营土地的行为给予法律约束,对增加有机肥投入,进行秸秆还田或有效利用秸秆的农民要给予一定的政策鼓励或奖励。六要加大科研、推广、管理的结合力度,加强组织领导。农作物秸秆的综合利用工作是一项复杂的社会系统工程,要使采取的技术、经济、行政措施和“堵”、“疏”相结合的方法得以有效实施,必须把科研、推广、管理纳入这个大系统,把各方面工作紧密结合起来,同时加强领导,搞好协调。只有主管部门和有关单位配合联动和共同努力,才能取得较好的成效。七是各级政府要重视和支持秸秆综合利用工作。各级政府要把搞好秸秆综合利用工作提上议事日程,成立或指定专门机构,负责项目的组织协调,切实解决实际工作中的问题。要因地制宜,加大推广投入力度,安排专项资金,重点支持建立示范基地,在项目的运营中政府应给予政策上的倾斜加以扶持,协助金融部门安排农业政策性贷款等。为加快农作物秸秆综合利用和促进农业可持续发展保驾护航。

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