时间:2024-07-28
文|黄功标 福建省农田建设与土壤肥料技术总站
福建省农作物秸秆综合利用现状评估与趋势分析
文|黄功标 福建省农田建设与土壤肥料技术总站
通过对福建省粮食、薯类和豆类作物秸秆生产量及利用情况的调查显示,2012年福建省秸秆资源总量达915万吨,秸秆综合利用率达81.2%,通过项目示范带动、技术物化补助等措施推进,秸秆还田和生物转化食用菌为主的农作物秸秆综合利用生态效益和经济效益显著。
农作物秸秆约占其生物总量的50%[1],是极其丰富的最能直接利用的、廉价的有机肥资源,含有丰富的有机碳和大量的氮、磷、钾、硅等矿质营养元素[2],秸秆还田能有效改善土壤性状,优化农田生态环境,培肥地力,而且能增产增收[3]。其中,粮食作物秸秆含丰富纤维素、木质素等富C物质,又是栽培草腐生菌类食用菌的重要基料。本文借助2013年福建省发展和改革委员会组织开展“福建省秸秆综合利用中期评估”项目,对福建农作物秸秆还田利用、生物转化食用菌利用现状进行了调查评估,针对当前作物秸秆资源利用中存在利用率、转化率偏低和污染环境等农村热点问题,提出促进农作物秸秆综合利用的趋势目标,为福建省乃至全国秸秆综合利用提供借鉴。
农作物秸秆资源总量与利用情况
依据2012年《福建省统计年鉴》和全省福建农业部门调查统计,2012年全省粮食、薯类、豆类3类主要农作物可收集利用的秸秆资源总量约为915万吨,秸秆综合利用率81.2%。其中,水稻秸秆505万吨,当年还田利用272万吨,占53.8%;作为食用菌基料73.7万吨,占14.6%;部分为工业原料,综合利用率为80.2%。玉米秸秆79.5万吨,还田利用21.3万吨,占26.8%;饲料32万吨,占40.2%,综合利用率为67.0%。薯类秸秆150.5万吨,还田利用87万吨,占57.8%;饲料25.6万吨,占17.0%,综合利用率为74.8%。豆类(包括紫云英等绿肥作物)秸秆180万吨,还田利用157万吨,占87.2%;饲料15万吨,占8.3%,综合利用率为95.5%。此外,福建省农作物种类众多,复种指数高,每年还产生大量香蕉、茭白和莲籽等有机废弃物,秸秆资源开发利用潜力巨大。
农作物秸秆资源利用潜能效益分析
农作物秸秆是宝贵的可再生资源,秸秆还田是补充和平衡土壤养分、改良土壤,提高耕地质量与粮食综合生产能力的有效措施。以稻秆(干基)养分含量为例,每千克稻秆中含氮(N)9.1克,含磷(P2O5)1.3克,含钾(K2O)18.9克[4]。2012年全省农作物秸秆还田利用率61.4%,还田量562万吨,其养分投入量相当于11.1万吨尿素,6.1万吨过磷酸钙,17.7万吨氯化钾;按2013年3月福建省肥料市场价格,尿素2300元/吨,过磷酸钙650元/吨,氯化钾3300元/吨计算,这相当于投入肥料8.79亿元。此外,福建是食用菌生产大省,利用农作物秸秆生物转化栽培食用菌,2012年全省利用稻秆73.7万吨,可节约木材30多万吨,农户增收8500万元以上。
秸秆还田利用
秸秆还田是农作物秸秆资源综合利用的重要途径之一,近些年,福建在中央、地方财政的支持和相关部门指导推动下,组织实施国家级、省级土壤有机质提升补贴项目,在闽西北冬闲田和闽东南沿海地区重点抓好紫云英、蚕(豌)豆绿肥生产恢复与发展;在粮食主产区推广稻田秸秆还田腐熟技术。2008~2012年,全省43个项目县累计完成冬种紫云英、蚕(豌)豆绿肥、稻田秸秆还田腐熟31.9万公顷。其中绿肥种植17.2 公顷,绿肥秸秆还田总量411.5万吨;稻田秸秆还田腐熟14.7万公顷,秸秆还田总量84.7万吨。多点试验示范表明:作物秸秆还田,项目区后季作物增产5.5%~12.3%,减少化肥施用量15%~30%,项目区平均每公顷节本增效1380元,经济效益显著。连续三年定点监测结果表明,项目区耕层土壤有机质含量提高17.5%,土壤全氮含量提高7.6%,有效磷含量提高21.7%,速效钾含量提高24.9%,土壤容重降低10.4%;阳离子交换量(CEC)上升15.3%;土壤pH值提高0.3个单位,改良土壤、培肥地力效果明显。此外,项目实施促进全省作物秸秆资源综合利用,有效节省肥料成本和能源消耗,减轻不合理施肥对土壤和水源的污染,减少秸秆焚烧与丢弃对环境影响,改善农业生态环境,社会效益、生态效益显著。
秸秆生物转化食用菌
福建省利用秸秆生物转化栽培草腐生菌类,主要食用菌品种有双孢蘑菇、姬松茸、草菇、竹荪、杏鲍菇、猴头菇等,并已形成规模化、产业化利用格局。其中,宁德市是全国食用菌重点产区之一,其香菇、银耳年产量均居全国首位,年消耗稻草等秸秆约13万吨。2012年福建省利用秸秆生物转化栽培食用菌3686.4万平方米,产量38.6万吨,产值24.2亿元。分析表明,近几年福建省草腐生菌类栽培面积相对平稳,仅双孢蘑菇栽培面积小幅下降,但姬松茸、草菇栽培小幅上升(1%~5%),作物秸秆利用量保持小幅上升的增长趋势。
秸秆还田利用效率低
首先是认识不足,法治观念淡薄,农民种田过度依赖化肥投入,忽视作物秸秆还田改土培肥、增产增效的作用;对秸秆焚烧所造成的污染环境,浪费资源,火灾事故等问题认识不够。二是目前福建省秸秆还田多以直接还田为主,秸秆腐熟速度慢,且秸秆腐烂时,土壤微生物竞争吸氮,影响后作耕种与生长,导致大量集中生产的作物秸秆被丢弃或焚烧。三是当前国家政策和资金对秸秆还田研发投入不足,加上地形条件与农村劳动力技术水平的限制,秸秆还田机械化程度总体较低。
秸秆生物转化食用菌成本偏高
一是秸秆收集成本高,难度大。福建省秸秆资源分布不平衡,闽西北是主要农作物生产区,秸秆资源丰富,但山区从秸秆收集到物流运输成本高,缺乏秸秆便捷处理设施,农民收集、处理秸秆的难度大,一定程度存在地区性、季节性遗弃秸秆的现象。二是秸秆栽培草腐生菌耗工、耗时,栽培技术要求高,利用秸秆栽培草腐生菌类新技术(如二次发酵技术、隧道发酵技术)应用规模还较小,栽培技术、栽培品种有待进一步熟化、开发和推广应用。
根据福建省区域种植结构现状,农作物秸秆资源数量、品种特点,突出重点作物和重点地区,将福建省划分3个促进秸秆资源综合利用区,选择适宜的秸秆综合利用技术模式,明确区划布局、建设内容与目标要求,有重点、分步骤地推进当地秸秆综合利用。
秸秆重点禁烧区
该地区包括福建省内以机场为中心15千米为半径区域,沿高速公路、铁路两侧各2千米及省辖城市、自然保护区、文物保护单位和林场、油库、通讯设施周边10千米范围内,全面实现秸秆禁烧;省、国道两侧各2千米以及小城镇周边5千米,基本杜绝田间秸秆禁烧现象。该区域优先实施以秸秆还田为主的耕地质量提升项目,采取秸秆腐熟还田、粉碎还田等综合技术模式,促进秸秆综合利用,项目区秸秆综合利用率达95%,其中水稻、豆类秸秆还田率达95%以上,玉米,薯类秸秆达80%以上。
闽东南秸秆综合利用区
包括宁德、福州、莆田、厦门、泉州、漳州等6个设区市。根据区域秸秆资源和产业特色,开展秸秆生物转化循环利用示范,引导和带动以水稻、玉米秸秆资源为基料的食用菌生产,做大做强双孢蘑菇、香菇、姬松茸、草菇、竹荪等优势食用菌产业,力争经过三年的建设,实现全省秸秆生物转化利用量与食用菌栽培面积翻一番,秸秆利用量达150万吨,食用菌栽培达7500万平方米。同时,开展菌渣加工商品有机肥循环利用示范推广。其次,在闽东南沿海地区推广冬种蚕(豌)豆、花生等豆科、薯类作物秸秆机械翻压还田、过腹还田模式,在冬种马铃薯区开展稻草包芯覆盖栽培技术示范推广,项目区作物秸秆综合利用率达90%以上。
闽西北秸秆综合利用区
包括南平、三明、龙岩3个设区市及宁德市高海拔山区产粮食县,重点解决水稻、玉米及豆类作物秸秆还田与综合利用。首先,闽西北双季稻区“双抢”季节茬口紧,推广稻田秸秆还田腐熟技术,比稻秆直接还田提前6~8天腐烂,可有效缓解农时季节矛盾[5],且对晚稻具有显著增产作用,增产幅度达8%~12%[6]。其次,闽西北地区是福建省重点烟区,每年烟叶种植面积在7.5万公顷左右,多为烟-稻水旱轮作,将稻田秸秆还田与烟田土壤改良项目相结合,推广稻田秸秆粉碎机耕翻压还田技术,促进当地烤烟持续增产增收,该项技术得到烟农广泛认同,烟区稻田秸秆还田利用率达95%以上。第三,闽西北地区冬闲田分布广、面积大,广大农户有冬种紫云英绿肥培肥地力的传统习惯,每年冬种绿肥近5万公顷,绿肥秸秆大部分压青还田,少量作青贮饲料,秸秆综合利用率达98%以上。
综上所述,农作物秸秆综合利用是提高耕地土壤肥力及发展可持续农业的有效途径,是一项利国利民的公益事业,对促进福建生态省建设具有十分重要的意义,需要各级政府和财政的大力支持,围绕推进秸秆综合利用与农业增效、农民增收相结合这一主线,通过项目示范带动、技术物化补助等措施,大力推广以秸秆还田、生物转化食用菌等技术。
[1]黄国勤.江南丘陵区农田循环生产技术研究—Ⅱ.江西农田作物秸秆还田技术与效果[J].耕作与栽培,2008(3):1-2,18.
[2] 杨滨娟,钱海燕,黄国勤,等.秸秆还田及其研究进展[J].农学学报,2012,2(05):1-4.
[3]杨文钰,王兰英.作物秸秆还田的现状和展望[J].四川农业大学学报,1999,17(2):211-216.
[4] 林新坚,李清华,罗涛.农用地土壤培肥技术[M].福建:福建科学技术出版社,2011.
[5] 杨淮南,水稻秸秆还田腐熟效果研究[J].现代农业科技,2011(4):272-273.
[6] 易镇邪,邹洁,陈冬林,等.快腐剂处理早稻还田秸秆对晚稻产量形成的影响[J].湖南农业大学学报:自然科学版,2011,37(5):165-168.
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