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本文在对杭州市各类农作物秸秆资源量和利用现状调研、分析的基础上,对如何促进秸秆的综合利用进行了若干思考:明确了秸秆开发综合利用的方向和总体目标、确定了重点实施领域、提出了四大主要任务和落实了七项重点工程,以期实现农作物秸秆资源化、生态化、循环综合利用。
1 引言
农作物秸秆是农业生产的副产物,秸秆主要由粗纤维、半纤维、碳水化合物和木质素等构成,含有氮、磷、钾、镁、钙等农作物生长必须的主要营养元素和大量的有机质,农作物秸秆实际上是一笔巨大的资源。但长期以来,受利用技术、经济成本、生活习惯等因素的影响,秸秆主要是作为农村居民的生活燃料、有机肥料和牲畜饲料利用,利用率及利用附加值低;并有部分秸秆被违规焚烧或丢弃,不仅浪费资源、污染环境,还严重威胁交通运输安全。因此,搞好农作物秸秆的综合利用,变废为宝、化害为利具有重大的现实和战略意义。
本文在对杭州市各类农作物秸秆资源量详细调查、秸秆利用现状分析的基础上,对如何促进秸秆的综合利用进行了若干思考。
2 杭州市农作物秸秆资源量调查
根据对全市各个区、县(市)的秸秆资源调查结果,见表1。2008年杭州市秸秆理论资源量约为130.64万吨,可收集秸秆资源量为117.58万吨,秸秆资源丰富。其中稻谷的秸秆是杭州市的主要秸秆资源,占总量的63.41%,其次为油菜、大豆、玉米、小麦,茭白和蔗叶的秸秆资源量较少,见图1。秸秆产生期集中在5月、7月和10月,11月至4月无秸秆生成。在区域分布上,萧山区的秸秆资源量最大,为31.1万吨,其次为余杭区、富阳市、桐庐县、淳安县、建德市和临安县,见图2。
3 秸秆资源利用现状
杭州市秸秆资源的主要使用途径及使用量见表2。
目前杭州市秸秆资源的使用途径一是用作肥料,主要用于秸秆直接还田等,还田方式主要为人工堆沤和腐熟还田;二是用作燃料,直接投入柴灶燃烧;三是用作造纸原料;四是用作牛、羊等家畜饲料,以家庭散养为主;其它利用占4.02%,利用方式有猪舍清洁、保暖等。由上分析,当前杭州市的秸秆综合利用率仅为74.11%,利用率较低。在已被利用的秸秆中,有55,44%左右的秸秆直接还田用作肥料,利用方式原始粗糙;有12.02%左右直接用作燃料,这67.46%的秸秆利用附加值低;而用作牛、羊等家畜饲料的占1.11%,用作造纸原料占1.49%,这部分利用附加值较高,但只占秸秆总量的2.60%左右。总体而言,杭州市秸秆利用的附加值偏低,且未形成规模优势。
在秸秆禁烧方面,杭州市各级各部门一直将其作为重要工作来抓,取得了较好的禁烧成果。但由于部分农民贪图方便、环保安全意识淡薄,违规焚烧事件时有发生。如在国家环境保护部环境监测局于2009年5月27日公布的《全国秸秆焚烧分布遥感监测结果》中,杭州市仅机场、国道禁烧区内就有违规秸秆焚烧点8处。秸秆禁烧工作依然紧迫、严峻。
4 促进秸秆综合利用的思考
4.1 明确发展目标
以技术创新为动力。以提高秸秆综合利用率和附加值为重点,以制度创新为保障,通过秸秆多途径、多层次的合理利用,逐步形成秸秆综合利用的长效机制,有效解决秸秆焚烧问题,实现农作物秸秆资源化、生态化、循环综合利用。
(1)到2010年底在萧山机场、全市高速公路沿线地区全面实现禁烧;到2015年全市范围内基本实现秸秆禁烧;
(2)力争到2015年在杭州市建立较完善的秸秆还田、收集、储运体系,形成多种途径综合利用局面;
(3)至少建成十大秸秆综合利用推广、示范工程;
(4)到2015年实现秸秆综合利用率达95%以上。
4.2 确定重点实施领域
秸秆禁烧重点实施领域为:(1)以萧山国际机场为中心、15公里为半径的区域;(2)高速公路沿线、铁路两侧各2公里区域;杭州市境内高速公路包括绕城高速、机场高速、沪杭、杭甬、杭宁、杭金衢、杭徽、杭浦、杭千等高速路线;铁路线路包括沪杭、浙赣、宣杭、萧甬4条干线和1条金千支线。
秸秆综合利用重点实施领域为:根据各地区秸秆资源发展潜力及分布特点,重点实施的领域为萧山、余杭、富阳、桐庐、淳安、建德和临安等七个区、县(市)。
4.3 落实四大主要任务
4.3.1 全面实现禁烧目标
根据发展目标,强化对禁烧重点实施区域的督促检查,制定奖罚措施,加强对农民群众的宣传教育,引导其把秸秆禁烧和综合利用变为自觉行动。
4.3.2 选定秸秆综合利用途径
根据杭州市秸秆资源分布和利用情况,结合各地区的农业种养殖习惯,选定秸秆肥料化利用、秸秆能源化利用、秸秆工业化利用、秸秆饲料化利用、秸秆食用菌基料化利用等五种途径为杭州市秸秆综合利用的主要途径。秸秆各种用途的比例分别为:
(1)秸秆肥料化利用65%;秸秆肥料化利用是杭州市秸秆综合利用的重点推广途径;主要利用技术:机械粉碎还田、保护性耕作、快速腐熟还田、堆沤还田、生物反应堆等方式;
(2)秸秆能源化利用P5%;主要利用技术:秸秆固化成型燃料利用、秸秆沼气(生物气化)利用(分户用秸秆沼气和秸秆沼气集中供气两种形式];
(3)秸秆工业利用10%;主要作为纸浆原料生产非木纸浆、秸秆板;少量可用作草编制品;
(4)秸秆饲料化利用3%;
(5)秸秆转化食用菌基料2%。
4.3.3 优化秸秆综合利用产业布局
根据各区、县(市)秸秆资源情况和利用现状,创建区域特色,合理确定和优化秸秆综合利用的产业布局。
(1)秸秆肥料化利用布局:机械粉碎为主要利用方式,可推广应用于全市农作物集中生产区;2 在秸秆禁烧重点实施领域,秸秆的肥料利用方式以保护性耕作为主;3 快速腐熟还田和堆沤还田利用主要应用于丘陵地带,以就地处理为主;4 秸秆生物反应堆与建德等地温室大棚草莓种植结合,起到节支增产的效果。
(2)秸秆能源化利用布局:1 秸秆经固化成型后,体积缩小6~8倍,改善了秸秆燃烧性能,提高利用效率和运输和贮存能力,扩大应用范围,该项技术可推广应用于萧山、余杭、富阳等七个区县市内,为杭州市能源化利用的主要方式。②户用秸秆沼气重点在淳安县发展,以解决淳安县在户用沼气池推广过程中原料不足的问题;③在建德、桐庐、临安等地发展秸秆沼气集中供气。
(3)秸秆工业利用布局:杭州市的秸秆工业利用主要作为纸浆原料,主要利用区域为富阳市春江街道、大源镇、灵桥镇等造纸重点乡镇,采用清洁生产工艺科学使用秸秆生产非木纸浆、秸秆板。
4.3.4 探索以秸秆综合利用为核心的农业循环经济发展模式
本着循环经济的“3R”原则,结合杭州市实际情况, 因地制宜地探索出以秸秆综合利用为核心的农业循环经济发展模式,使农业生产实现低消耗、低排放、高效率的目标。通过循环经济模式的使用,延长了秸秆的利用链条,提高了秸秆利用的综合效益和技术含量。
4.4 突出七项重点工程
4.4.1 秸秆禁烧监控及应急预案建设工程
建立健全秸秆禁烧监控网络和应急预案,加强对秸秆禁烧重点区域的监控;以乡镇为单位,建立专(兼)职消防队伍,配足灭火器材,及时消除安全隐患。
4.4.2 秸秆肥料化利用机械配置推广利用工程
配置各类秸秆还田机、动力机械(大中型拖拉机)、带秸秆粉碎喷洒装置的联合收割机、捡拾打捆机、饲料粉碎机、青贮收获机等机具,到2015年实现机械化操作的耕地占总播种面积45%以上。
4.4.3 秸秆固化成型燃料能源化推广利用工程
新增中型秸秆固化燃料成型设备10台,小型秸秆固化燃料成型设备200台,计划至2015年,每年可开发利用秸秆资源量14万吨。
4.4.4 户用秸秆沼气推广利用工程
利用原有沼气池,以秸秆为辅助原料,经微生物发酵作用生产沼气供农户使用,使不养猪的农户也能使用清洁能源;到2015年实现推广户用秸秆沼气利用户数5000户,配置秸秆粉碎机200台。
4.4.5 秸秆沼气集中供气利用示范工程
在建德、桐庐等地建立秸秆沼气集中供气利用工程5座,每日所产沼气满足500户农户日常用能所需。
4.4.6 秸秆循环经济模式示范利用工程
建立5种以秸秆综合利用为核心的农业循环经济模式示范利用工程,推广模式有:1 “秸秆还田-肥土兴粮-粮丰林茂”模式;②“秸秆养畜-过腹增值-畜粪还田-土壤改良”模式;③“秸秆产气(沼气)-沼渣肥田-反哺作物”模式;④“秸秆培菇(食用菌)-菇渣产气-沼渣肥田”模式;⑦“秸秆产纸(清洁生产)-造纸黑液产肥-肥料施田”模式。
4.4.7 秸秆综合利用技术培训及宣传工程
对相关从业管理人员及农民进行技术培训,掌握先进利用技术;制作挂图、画报、手册等宣传资料,制作秸秆综合利用电教片,对群众进行宣传教育,形成自觉利用秸秆资源的良好氛围。
5 结语
根据杭州市秸秆资源量及分布特点、利用现状及发展潜力,明确了秸秆开发综合利用的方向和总体目标、确定了重点实施领域、提出了四大主要任务和落实了七项重点工程,以期通过种种措施,使杭州市逐步形成秸秆资源开发利用的良性循环,促进农村经济社会持续、协调发展,改善农村居民生产生活条件,增加农民收入,保护生态环境。
1 引言
农作物秸秆是农业生产的副产物,秸秆主要由粗纤维、半纤维、碳水化合物和木质素等构成,含有氮、磷、钾、镁、钙等农作物生长必须的主要营养元素和大量的有机质,农作物秸秆实际上是一笔巨大的资源。但长期以来,受利用技术、经济成本、生活习惯等因素的影响,秸秆主要是作为农村居民的生活燃料、有机肥料和牲畜饲料利用,利用率及利用附加值低;并有部分秸秆被违规焚烧或丢弃,不仅浪费资源、污染环境,还严重威胁交通运输安全。因此,搞好农作物秸秆的综合利用,变废为宝、化害为利具有重大的现实和战略意义。
本文在对杭州市各类农作物秸秆资源量详细调查、秸秆利用现状分析的基础上,对如何促进秸秆的综合利用进行了若干思考。
2 杭州市农作物秸秆资源量调查
根据对全市各个区、县(市)的秸秆资源调查结果,见表1。2008年杭州市秸秆理论资源量约为130.64万吨,可收集秸秆资源量为117.58万吨,秸秆资源丰富。其中稻谷的秸秆是杭州市的主要秸秆资源,占总量的63.41%,其次为油菜、大豆、玉米、小麦,茭白和蔗叶的秸秆资源量较少,见图1。秸秆产生期集中在5月、7月和10月,11月至4月无秸秆生成。在区域分布上,萧山区的秸秆资源量最大,为31.1万吨,其次为余杭区、富阳市、桐庐县、淳安县、建德市和临安县,见图2。
3 秸秆资源利用现状
杭州市秸秆资源的主要使用途径及使用量见表2。
目前杭州市秸秆资源的使用途径一是用作肥料,主要用于秸秆直接还田等,还田方式主要为人工堆沤和腐熟还田;二是用作燃料,直接投入柴灶燃烧;三是用作造纸原料;四是用作牛、羊等家畜饲料,以家庭散养为主;其它利用占4.02%,利用方式有猪舍清洁、保暖等。由上分析,当前杭州市的秸秆综合利用率仅为74.11%,利用率较低。在已被利用的秸秆中,有55,44%左右的秸秆直接还田用作肥料,利用方式原始粗糙;有12.02%左右直接用作燃料,这67.46%的秸秆利用附加值低;而用作牛、羊等家畜饲料的占1.11%,用作造纸原料占1.49%,这部分利用附加值较高,但只占秸秆总量的2.60%左右。总体而言,杭州市秸秆利用的附加值偏低,且未形成规模优势。
在秸秆禁烧方面,杭州市各级各部门一直将其作为重要工作来抓,取得了较好的禁烧成果。但由于部分农民贪图方便、环保安全意识淡薄,违规焚烧事件时有发生。如在国家环境保护部环境监测局于2009年5月27日公布的《全国秸秆焚烧分布遥感监测结果》中,杭州市仅机场、国道禁烧区内就有违规秸秆焚烧点8处。秸秆禁烧工作依然紧迫、严峻。
4 促进秸秆综合利用的思考
4.1 明确发展目标
以技术创新为动力。以提高秸秆综合利用率和附加值为重点,以制度创新为保障,通过秸秆多途径、多层次的合理利用,逐步形成秸秆综合利用的长效机制,有效解决秸秆焚烧问题,实现农作物秸秆资源化、生态化、循环综合利用。
(1)到2010年底在萧山机场、全市高速公路沿线地区全面实现禁烧;到2015年全市范围内基本实现秸秆禁烧;
(2)力争到2015年在杭州市建立较完善的秸秆还田、收集、储运体系,形成多种途径综合利用局面;
(3)至少建成十大秸秆综合利用推广、示范工程;
(4)到2015年实现秸秆综合利用率达95%以上。
4.2 确定重点实施领域
秸秆禁烧重点实施领域为:(1)以萧山国际机场为中心、15公里为半径的区域;(2)高速公路沿线、铁路两侧各2公里区域;杭州市境内高速公路包括绕城高速、机场高速、沪杭、杭甬、杭宁、杭金衢、杭徽、杭浦、杭千等高速路线;铁路线路包括沪杭、浙赣、宣杭、萧甬4条干线和1条金千支线。
秸秆综合利用重点实施领域为:根据各地区秸秆资源发展潜力及分布特点,重点实施的领域为萧山、余杭、富阳、桐庐、淳安、建德和临安等七个区、县(市)。
4.3 落实四大主要任务
4.3.1 全面实现禁烧目标
根据发展目标,强化对禁烧重点实施区域的督促检查,制定奖罚措施,加强对农民群众的宣传教育,引导其把秸秆禁烧和综合利用变为自觉行动。
4.3.2 选定秸秆综合利用途径
根据杭州市秸秆资源分布和利用情况,结合各地区的农业种养殖习惯,选定秸秆肥料化利用、秸秆能源化利用、秸秆工业化利用、秸秆饲料化利用、秸秆食用菌基料化利用等五种途径为杭州市秸秆综合利用的主要途径。秸秆各种用途的比例分别为:
(1)秸秆肥料化利用65%;秸秆肥料化利用是杭州市秸秆综合利用的重点推广途径;主要利用技术:机械粉碎还田、保护性耕作、快速腐熟还田、堆沤还田、生物反应堆等方式;
(2)秸秆能源化利用P5%;主要利用技术:秸秆固化成型燃料利用、秸秆沼气(生物气化)利用(分户用秸秆沼气和秸秆沼气集中供气两种形式];
(3)秸秆工业利用10%;主要作为纸浆原料生产非木纸浆、秸秆板;少量可用作草编制品;
(4)秸秆饲料化利用3%;
(5)秸秆转化食用菌基料2%。
4.3.3 优化秸秆综合利用产业布局
根据各区、县(市)秸秆资源情况和利用现状,创建区域特色,合理确定和优化秸秆综合利用的产业布局。
(1)秸秆肥料化利用布局:机械粉碎为主要利用方式,可推广应用于全市农作物集中生产区;2 在秸秆禁烧重点实施领域,秸秆的肥料利用方式以保护性耕作为主;3 快速腐熟还田和堆沤还田利用主要应用于丘陵地带,以就地处理为主;4 秸秆生物反应堆与建德等地温室大棚草莓种植结合,起到节支增产的效果。
(2)秸秆能源化利用布局:1 秸秆经固化成型后,体积缩小6~8倍,改善了秸秆燃烧性能,提高利用效率和运输和贮存能力,扩大应用范围,该项技术可推广应用于萧山、余杭、富阳等七个区县市内,为杭州市能源化利用的主要方式。②户用秸秆沼气重点在淳安县发展,以解决淳安县在户用沼气池推广过程中原料不足的问题;③在建德、桐庐、临安等地发展秸秆沼气集中供气。
(3)秸秆工业利用布局:杭州市的秸秆工业利用主要作为纸浆原料,主要利用区域为富阳市春江街道、大源镇、灵桥镇等造纸重点乡镇,采用清洁生产工艺科学使用秸秆生产非木纸浆、秸秆板。
4.3.4 探索以秸秆综合利用为核心的农业循环经济发展模式
本着循环经济的“3R”原则,结合杭州市实际情况, 因地制宜地探索出以秸秆综合利用为核心的农业循环经济发展模式,使农业生产实现低消耗、低排放、高效率的目标。通过循环经济模式的使用,延长了秸秆的利用链条,提高了秸秆利用的综合效益和技术含量。
4.4 突出七项重点工程
4.4.1 秸秆禁烧监控及应急预案建设工程
建立健全秸秆禁烧监控网络和应急预案,加强对秸秆禁烧重点区域的监控;以乡镇为单位,建立专(兼)职消防队伍,配足灭火器材,及时消除安全隐患。
4.4.2 秸秆肥料化利用机械配置推广利用工程
配置各类秸秆还田机、动力机械(大中型拖拉机)、带秸秆粉碎喷洒装置的联合收割机、捡拾打捆机、饲料粉碎机、青贮收获机等机具,到2015年实现机械化操作的耕地占总播种面积45%以上。
4.4.3 秸秆固化成型燃料能源化推广利用工程
新增中型秸秆固化燃料成型设备10台,小型秸秆固化燃料成型设备200台,计划至2015年,每年可开发利用秸秆资源量14万吨。
4.4.4 户用秸秆沼气推广利用工程
利用原有沼气池,以秸秆为辅助原料,经微生物发酵作用生产沼气供农户使用,使不养猪的农户也能使用清洁能源;到2015年实现推广户用秸秆沼气利用户数5000户,配置秸秆粉碎机200台。
4.4.5 秸秆沼气集中供气利用示范工程
在建德、桐庐等地建立秸秆沼气集中供气利用工程5座,每日所产沼气满足500户农户日常用能所需。
4.4.6 秸秆循环经济模式示范利用工程
建立5种以秸秆综合利用为核心的农业循环经济模式示范利用工程,推广模式有:1 “秸秆还田-肥土兴粮-粮丰林茂”模式;②“秸秆养畜-过腹增值-畜粪还田-土壤改良”模式;③“秸秆产气(沼气)-沼渣肥田-反哺作物”模式;④“秸秆培菇(食用菌)-菇渣产气-沼渣肥田”模式;⑦“秸秆产纸(清洁生产)-造纸黑液产肥-肥料施田”模式。
4.4.7 秸秆综合利用技术培训及宣传工程
对相关从业管理人员及农民进行技术培训,掌握先进利用技术;制作挂图、画报、手册等宣传资料,制作秸秆综合利用电教片,对群众进行宣传教育,形成自觉利用秸秆资源的良好氛围。
5 结语
根据杭州市秸秆资源量及分布特点、利用现状及发展潜力,明确了秸秆开发综合利用的方向和总体目标、确定了重点实施领域、提出了四大主要任务和落实了七项重点工程,以期通过种种措施,使杭州市逐步形成秸秆资源开发利用的良性循环,促进农村经济社会持续、协调发展,改善农村居民生产生活条件,增加农民收入,保护生态环境。