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黑龙江省秸秆利用问题与优化建议

时间:2016-08-31

摘要

 

  黑龙江省是我国农业大省之一,商品粮最大的供应省份,秸秆资源非常之丰富,且秸秆是大多数农村居民生活的主要生活能源和动物饲料来源。所以,我们认知的秸秆不应该定义为农业生产垃圾,而应该定义为重要的农业产物,是没有得到充分利用的优质资源。但是由于缺少足够的农业秸秆处理技术装备和相应的政策扶持,农业秸秆处理和使用模式尚处于原始阶段,浪费严重,效果不佳,回收能力低下,反而造成了农民一烧了之的处理模式,形成了新的污染源。

  1 黑龙江省农业秸秆资源现状调查

  1.1 数量大,种类集中

  通过调查得知,黑龙江省在2013年的农作物种植面积约0.14亿hm2,产生的农业秸秆量约6100万t,这其中绝大部分是黑龙江省的主要作物秸秆:玉米秸秆3100万t,水稻秸秆2400万t;另外还有一少部分的大豆秸秆,约500万t,剩下的则为数量不多的其它作物秸秆。随着国家和黑龙江省的农业种植结构不断调整,农业合作社(主要是玉米合作社和部分水稻合作社)的大量出现,导致玉米和水稻的种植量不断上升,东部产生的主要是水稻秸秆,西部产生的主要是玉米秸秆。

  1.2 秸秆资源使用效率低

  黑龙江省秸秆主要处理方式包括:能源使用、饲料使用、工业原材料、秸秆还田处理和少量食用菌基料等。通过相关的调查得出了具体的相关使用占比:能源化处理约42%,作饲料处理约19%,直接还田处理约为7%,作为工业原材料使用的约占3%;另外,高达29%的秸秆被直接在田间焚烧或者任由其风化废弃掉了。而能源化处理的秸秆当中大部分是家庭使用了,这一部分当中能量损失问题尤为严重,能源利用率只有10%~15%;另外由于饲料化处理不到位和具体使用条件的不一致性,造成秸秆饲料化处理养分吸收率低,仅有15%~18%.直接焚烧的那部分秸秆浪费现象更为严重,如果焚烧的秸秆进行肥料化处理,可以获得大约47万t尿素、95万t过磷酸钙和95万t硫酸钾,作为燃料则相当于500万t标准煤。秸秆焚烧不仅污染环境、浪费资源,而且已成为严重的社会问题。

  1.3 秸秆资源使用方向多,市场大黑龙江作为商品粮大省,2014年农作物种植面积约1394.2万hm2,依据农学和农机的相关知识可以知道,通常秸秆还田适宜数量为2.25t/hm2,按照种植面积参考,黑龙江省秸秆还田量应为3137万t,但目前秸秆还田量仅为180万t,缺口2957万t.此外,黑龙江还是畜牧大省,仅牛存栏量就达500余万头,秸秆饲料需求量达3000万t(鲜重),而目前饲料化鲜秸秆仅为1400万t,缺口1600万t.更为关键的问题是,黑龙江可谓是高寒地区,冬季既长又寒冷,需要大量的热量来取暖,必然会造成极大的环境压力;而与之相对应的问题是秸秆在生物质能上尚未得到足够的应用。总之,秸秆用途广泛多样,如果关键技术和装备问题得以突破,完全有能力将本地秸秆资源吃干榨净,变废为宝。

  2 黑龙江省秸秆利用存在的问题

  2.1 关键技术装备问题有待解决

  秸秆自身具有质地松散、密度低、体积大、水分高、易虫蚀、霉变和腐烂等特点;其次,黑龙江省作物种植为一年一季,收获期集中、气温偏低,主要作物玉米和水稻多为活秆成熟品种,秸秆水分超过35%,从而导致在利用过程中存在诸多问题。

  ①储存物流问题。秋收时间短,秸秆产生量巨大,水分偏高,导致的问题就是难以运输,而且秸秆易腐烂,不易长久储存。

  ②秸秆还田地温问题。秸秆在25~30℃条件下腐熟需要20d左右,而黑龙江秋收时节较晚,尤其是玉米收获,一般都在10月份之后,导致地温低,还田后不易腐烂,影响下一季的春播作业。

  ③能源化方式少且成本高。目前尚缺少成熟的技术可以有效地把秸秆能源化处理,无论是碳化还是乙醇化都存在成本较高的问题,且不易大批量处理。

  ④饲料模式处理。秸秆饲料化处理最有效的方法是青贮,但是青贮饲料所需空间大,易污染。而黄贮饲料适口性差,养分吸收率仅有15%~18%.

  2.2 尚未形成明确的产业链

  黑龙江省内目前秸秆处理企业较少,而且非常分撒,没有规模化和产业化;各企业之间沟通不足,导致彼此之间的物流成本偏高;并且除了一些生物质发电厂之外,其他企业都是一些作坊式的企业,发展很慢。截至2015年,黑龙江省稻壳和秸秆发电厂各9处,秸秆固体燃料厂50余家,秸秆气化站50余处,而秸秆饲料厂几乎没有。

  2.3 农民群众的环保意识较差

  目前受限于种种问题,诸如教育和环境意识等问题,农民群众尚未认识到秸秆的利用价值和货币价值,并没有把秸秆当作一种宝贵的资源看待,反而当成垃圾废物来处理,直接导致了露天焚烧现象难以控制。所以,政策先行,宣传到位,才是促进和保证秸秆利用进一步发展的关键。

  3 黑龙江省秸秆综合利用研究现状

  3.1 秸秆还田处理模式研究

  3.1.1 秸秆腐熟还田研究

  目前来说,获得了秸秆纤维素高效降解菌株20余株,构建复合功能菌群3个,缩短秸秆腐熟周期5d.同时,配合土层置换技术,将腐熟后的秸秆施用到10~20cm深的土壤中,不影响下茬作物生长。

  3.1.2 秸秆碳化还田研究在催化剂存在条件下,对秸秆进行轻度碳化处理,不仅改善秸秆的表面活性,增加秸秆碳吸附性,利于被污染土壤和水体修复,而且秸秆生物炭可以快速增加土壤的碳库容量(有机质含量可达80%以上),提高土壤肥力。

  3.2 秸秆能源化研究

  2010年投资1200余万元在黑龙江国家级现代农业园区建立的寒地农业可再生能源中试基地,重点开展作物秸秆能源化研究与示范。建成年产3000t秸秆生物质型煤生产线1条;建成年产3000t固体成型燃料生产线1条。

  3.3 秸秆饲料化研究

  针对秸秆饲料收储占据空间大、适口性差、营养成分含量低等问题,开展秸秆生化饲料技术研究。将“低能耗固体成型燃料制备关键技术与装备”与“秸秆饲料真空后喷涂工艺”相结合,生产秸秆生化饲料。将秸秆通过低能耗颗粒成型设备,进行揉搓、粉碎、真空喷涂、挤压成型,减少饲料体积,便于储藏和运输。

  4 黑龙江省秸秆资源利用发展建议

  a.政府需要进一步加大扶持力度。加大秸秆利用关键技术与装备研发投入,将秸秆综合利用关键技术和装备研究纳入各级政府科技计划,提高秸秆还田、能源化、饲料化等相关技术领域立项比例和经费投入。

  b.搞好技术支撑工作。建立省级秸秆综合利用工程技术研究中心,以科研院所为主体,依托黑龙江省国家级现代农业科技示范区,建立秸秆综合利用工程技术研究中心,进一步提升黑龙江秸秆综合利用领域自主创新能力,加速科技成果转化和产业化进程。

  c.做好技术联盟工作。组建省级秸秆综合利用技术创新联盟,在省级有关部门指导下,以黑龙江省农垦科学院等农业科研部门及院校为联盟核心,发起组建省级秸秆综合利用技术创新联盟。主要围绕秸秆产业技术创新的关键问题,开展技术合作,突破产业发展核心技术;建立共同技术平台,实现创新资源共享,加速科技成果的商业化运用,提升产业整体水平。

  d.完善激励政策。提高公众对秸秆利用的自觉性,通过立法形式,对秸秆综合利用企业给予一定的财政补贴,为企业创造一个良好的投资与发展环境。通过召开现场会、组织参观学习、开展技术培训等多种形式,教育农民更新观念,追求健康文明的生产、生活方式,为秸秆综合利用推广与普及奠定坚实的群众基础。

  5 参考文献

  [1] 姚宗路,赵立欣,田宜水,等。黑龙江省农作物秸秆资源利用现状及中长期展望[J].农业工程学报,2009,25(11):288-292.

  [2] 中国农业年鉴编委会。中国农业统计年鉴(2014)[M].北京:中国农业出版社,2015.

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