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专家:秸秆还田还需技术政策支撑

来源:中国农业新闻网 发布日期:2017-08-31 浏览次数:179次

本报记者李传君

以往的成都平原,每逢秋收季节,农产品收获后的秸秆,农民往往就地焚烧,不仅造成了大气污染,也给民航班机起降带来了困扰。从2008年开始,四川全面禁止秸秆就地焚烧,并鼓励开展秸秆综合利用,截至目前,四川秸秆综合利用率达到了82.6%,预计到2020年将达到90%。

近日,中科院成都生物研究所副所长刘庆带领他的课题组在国际期刊上发表了一篇名为《秸秆养分资源在替代化肥方面具有重要的潜在贡献》的论文。课题组认为,国家应该大力扶持秸秆还田的科研及应用推广,同时,要出台一些补贴政策,让农民乐于用秸秆部分替代化肥,这事关我国农业的可持续发展和粮食安全。

资源利用:秸秆用途多

中国农科院、西南大学、湖北省农科院等科研机构研究发现,秸秆还田可实现农作物增产10%以上,如果常年还田还可持续增产。另外,将秸秆粉碎后,加入磷肥、氮肥、石灰及水,堆闷发酵培育食用菌,可使其生物转化率达70%以上。然而即便如此,我国秸秆还田率仅有20%至30%,远不及西方发达国家的70%。

刘庆说:“无论是作燃料、饲料、基料还是建材,都是把秸秆从农田中移除。移除就会使农田有机质降低,减退耕地基础地力,因而农作物生长所需营养成分只能通过化肥来供给。”长此以往,年复一年地施用化肥,就会造成土壤质量逐步退化,生态环境也会受到越来越严重的污染。

“农田就是一种人工生态系统,农田的生产发展也应该符合生态系统物质循环及动态平衡理论。秸秆中含有大量的氮磷钾等养分资源,若归还到农田中,可改善土壤物理结构、维持土壤肥力、促进微生物活性,有助于农田生态系统健康稳定。”课题组成员赵文强说。

课题组基于中国官方数据统计年鉴,全面收集了1998年至2014年中国31个省(区、市)的主要农作物产量、播种面积、化肥施用量、秸秆产量、秸秆养分资源量等数据,统计分析了过去17年间,我国粮食增产和化肥施用量增加的变化趋势和相互关系。

研究发现,中国7种主要农作物产量(稻谷、小麦、玉米、大豆、花生、油菜、棉花)从1998年的481.23百万吨增长到2014年的597.95百万吨,年平均增长率为3.84%;同时期化肥施用量从29.66百万吨上涨到39.54百万吨,年平均增长率为9.42%。“化肥用量年均增长率是粮食年均增长率的2.5倍,这说明我国在这个时期,粮食生产的增幅主要是依靠施用化肥来维持。”

研究还发现,秸秆中氮磷钾等养分资源丰富,我国7大农作物的秸秆年平均产量达674.91百万吨,年平均养分资源为19.52百万吨,其中氮6.11百万吨、磷2.00百万吨、钾11.41百万吨;而同时期氮肥、磷肥、钾肥施用量分别为21.25、8.26、7.85百万吨。

也就是说,100%秸秆还田可分别代替28.77%和24.25%的氮肥与磷肥施用总量,68.80%的秸秆还田率可完全替代钾肥施用总量。若考虑可被植物直接吸收的有效化肥施用量,100%秸秆还田即可替代87.22%的氮肥有效施用量。

回收难题:要强化技术支撑

“秸秆中不仅含有丰富的生物质能,还含有大量植物所需的营养成分。我国每年可利用的秸秆约9亿吨,如果不予以综合利用,造成的不仅仅是环境污染,更重要的是资源的严重浪费。”刘庆说。

四川环境保护科学院的叶宏、陈军辉对当前秸秆综合利用作了深入研究。他们发现,当前秸秆综合利用方式主要为:燃料、饲料、肥料、基料、建材,但运用中都或多或少面临着一些问题。

“作为燃料,秸秆的利用成本较高。”叶宏介绍道,不管是变成用于发电的高密度固体燃料,还是通过生物发酵或者生物质气化生产燃气,或者将秸秆中高糖分用来生产乙醇,其生产成本都比较高,“与水能、煤炭、燃油、天然气比起来,秸秆燃料在市场中并没有什么竞争优势。”

饲料方面,四川农业大学、四川省农科院联合多家科研机构开发了秸秆“绿色无公害饲料技术”,将秸秆加工成精饲料,让秸秆变废为宝。但由于当前四川畜禽饲养规模化程度偏低,且农民文化素质不高,在该技术的推广和应用上也面临着难题。

而在建材方面,我国目前有一种外墙保温材料一直处于技术领先地位,可大大减少粘土烧砖对土地资源的破坏,制成的地板砖隔音、隔热效果都达到国家标准。四川一家地板生产厂2003年就建立了秸秆强化地板生产线,秸秆收购站一度达到1000多个,年收购秸秆达二三十万吨。然而生产线自建成之日起就遭遇亏损,每生产1吨秸秆地板砖就要亏损500元,生产越多亏损越大。“原料成本高、市场接受度差、地板售价低,还没有国家优惠政策,这条路太难走了。”地板经销商说。

政策支撑:秸秆还田前景广

秸秆还田怎么还?这中间还需要什么关键技术?赵文强说:“秸秆还田虽然理论上能一定程度地替代化肥,但直接还田分解速度慢,农田需要一年接一年地耕种,必须要使它快速分解才行,这就需要让秸秆快速腐熟分解的生物菌剂,而且必须先将秸秆粉碎。”

那么,要大力推广秸秆还田,必须要让农民购买秸秆粉碎机械和生物菌剂,并对农民进行必要的技术培训。可对农民来说,这既要花钱又很麻烦,比不了施用化肥既经济又方便。再者,这类生物菌剂目前大多还处于学术研究和试验阶段,批量生产和推广运用鲜见于市场。

中科院成都生物研究所黄钧是研究生物菌剂的专家,他研究出了降解生物质废弃物纤维素的微生物菌剂,做了好氧堆肥生产有机肥的研究。“目前我们和一个中药制药企业达成了合作,他们接种我们提供的菌剂,把药渣腐熟成有机肥。时机成熟就把这种有机肥施用到他们的药材种植基地进行试验。”黄钧向记者介绍,目前这种微生物菌剂还未规模化生产,成本只能粗略估算,处理每吨废弃物的菌剂接种量大约为0.1%~0.2%,成本大约50元。

2015年,农业部印发《到2020年化肥使用量零增长行动方案》,对此,刘庆课题组认为,我国应将秸秆还田作为秸秆资源化利用的主要方式与政策优惠的方向,这不仅利于实现农田化肥使用量零增长的目标,还能切实有效地维系和培育土壤肥力。

“尽管前景广阔,但秸秆高效还田的大规模推广应用仍有许多工作要做。”课题组成员尹华军说,“首先就是需要资金上的大力支持,为农民提供还田补贴以及秸秆粉碎处理的机械设备;同时,还需要政策上的引导,提高公众环保意识,鼓励农村居民对秸秆进行合理的还田;更为重要的是,科学家们需要研发新型的秸秆分解技术与因地制宜的高效还田策略,促进秸秆养分被植物快速、有效地吸收,进而降低化肥用量,推动中国农业的可持续发展。”

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