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南阳市农业废弃物资源化利用现状及开发前景 摘要:论述了河南省南阳地区农业废弃物,特别是农田秸秆资源化利用的意义及当前能源化、肥料化、饲料化和材料化利用现状,概括了该地区当前农业废弃物资源化利用和农田管理方面存在的一些问题,并提出了今后南阳市乃至全国农业废弃物开发利用、农田有效治理的重点和前景。

关键词:农业废弃物;秸秆;资源化利用;环境污染;生物质能;节水灌溉

农业废弃物(agricultural residue)是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质,主要包括:农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物,畜牧渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物,农业加工过程中产生的加工类残余废弃物和农村城镇生活垃圾等。通常我们所说的农业废弃物主要指农作物秸秆和畜禽粪便。

而农作物秸秆又是其中最为普遍和广泛存在的重要的生物质资源。它含有多种可被利用的有效成分,除绝大部分是碳外,还含有钾、钙、镁、磷等元素及纤维素、木质素、蛋白质、氨基酸等有机质。 农作物秸秆是农村实现可持续发展的重要物质基础,在促进农业发展、增加农民收入方面发挥着越来越重要的作用,秸秆的综合利用已引起各级政府及有关部门的密切关注。

一、秸秆资源及利用现状

南阳市位于河南省西南部,土地面积2.66km ²,耕地面积94万hm ²,总人口1100万人,农业人口902.03万人。地跨重要的农业地

理分界秦岭一淮河线,气候具有明显的北亚热带与暖温带的过渡特征,兼有南北之长,四季分明,农业自然资源丰富、品种繁多,南阳盆地是著名的“粮仓”。

农作物秸秆种类有小麦、玉米、豆类、红薯、高梁、稻子、谷子、 棉花、芝麻、油菜、花生等。2009年农作物播种面积总计185.74万hm ²。农作物秸秆总量9970537.5t,折标准煤5130522.7t。其中麦类、玉米、油料作物秸秆分别占总量的35.60%、 28.98%、22.35%,其他作物所占比例很小。农作物秸秆资源的去向有3个部分,包括能源用途、非能源用途和未被利用部分。能源用途的主要利用方式是直接燃烧。但近几年由于农民生活方式的改变,秸秆作为生活燃料的需求越来越少,为赶农时、图方便,往年农民常将秸秆一烧了之。严重影响空气质量,使能见度下降,以致于高速公路关闭、机场飞机停飞,随着秸秆禁烧措施的深入实施。2009--2010年南阳市基本没有出现焚烧秸秆现象。农民生活用能主要是煤、电、柴、沼气(2009年户用沼气已达44万户、大中型沼气工程575处)和部分秸秆。据调查,农作物秸秆中的豆类、棉花和油料秸秆基本上作为生活用能,占秸秆总量的28.44%。非能源用途主要用作牲畜 饲料、工业原料和还田肥料。2009年非能源用途419.42万t,占秸秆总量的42.06%,其中饲料用秸秆280万t,占总量的28.08%;还田用秸秆107.7万t,占秸秆总量的10.80%;工业原料造纸用秸秆31.7219万t,占总量的

3.18%。由此可见,农作物秸秆的主要用途是基本生活燃料和牲畜饲料,秸秆综合利用率达70.51%,还有29.49%的秸秆资源未被有效利

用。

秸秆资源的利用模式哥本哈根会议后,发展低碳经济,注重环境保护,秸秆资源的综合开发利用逐渐引起各级政府和有关部门的高度重视。我们在着力实施秸秆禁烧工作的同时,也要重视科技支农,实施秸秆综合利用技术开发,搞试点、示范推广、科普宣传等工作。目前,相对合理的秸秆利用模式主要有以下4种。

1. 秸秆能源化利用模式

秸秆是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源【根据秸秆的自身特点和技术优势,可以利用其提取燃料乙醇、生物柴油、生物塑料,可以压制成型秸秆煤,也可以气化、发电。南阳市农作物秸秆作能源用途的利用方式是直接燃烧.在秸秆气化、秸秆发电、秸秆成型煤等方面也进行了实践与探索。

2. 秸秆气化

它是以秸秆为原料,通过气化设备,经过燃料加工和还原反应后生成的可燃性气体。农民使用秸秆可燃气可以从2个方面获得,一是靠秸秆气化工程集中供气获得,二是利用家用气化炉自己生产。近10年来,南阳市就先后在宛城区、卧龙区、西峡县和新野县建设5处秸秆气化集中供气工程,由于设备、技术、安全、管理等方面原因,现在仅有新野县1家还在运行。秸秆家用气化炉实行市场化运作。由于焦油难以去除而堵塞管道的技术难题解决不了。 因此,应用效果不理想。

3. 秸秆发电

利用可再生的农作物秸秆资源发电,既能增加农民收入,又能解决秸秆禁烧的热点、难点问题。南阳市于2010年4月中旬在邓州市开工建设秸秆发电厂,工程 总投资2.8亿元,装机容量2×12MW,投产后每年可消耗秸秆20万t以上,年发电量约1.7亿KW/h。

4. 秸秆成型燃料

该技术采用农作物秸秆、花生壳、锯末等为原料,经过粉碎液压成型,变成可以代替煤的燃料,不仅燃烧效果好,而且省钱、环保。

2005年,河南农业大学的教授在卧龙区和宛城区的2个村做了试点推广,但由于后续资金及设备服务没能跟上,效果不理想。

二、秸秆饲料化利用模式

近年来,南阳市的畜牧业发展势头迅猛,2009年黄牛、奶牛存栏达80万头。生猪存栏达800万头,羊存栏达460万只。据测算,牛、生猪和羊全年需农作物秸秆饲料280万t 左右。利用农作物秸秆作饲料喂养牲畜,实施过腹还田,既能减少秸秆焚烧造成的环境污染。又能提高农业的综合效益。主要的处理方式有以下两种。

1. 氨化处理饲料

秸秆的氨化技术是利用氨水、尿素、碳铵等含铵源物质处理农作物秸秆,使秸秆更适合作饲料的一种方法。该技术操作不当,易使牲畜中毒,近年来使用氨化饲料较少,大多采用青贮或黄贮饲料。

2. 青贮(黄贮)饲料

秸秆青贮(黄贮)是在适宜条件下加入发酵菌,通过厌氧发酵。使秸秆变成具有酸香味,黄牛、奶牛喜食的饲料。另外,青贮(黄贮)

可提高饲料的适口性和消化率。既能减少营养成分的流失,又能达到保存饲料的目的。

三、秸秆肥料化利用模式

农作物秸秆还田不但具有提高土壤肥力、改良土壤结构的功能,而且能有效利用资源,减少化肥投入,降低农产品成本,保护环境,促进农业生产的可持续发展。

1. 直接还田

利用农作物联合收割机、粉碎机、旋耕机 把秸秆粉碎,把握时机。深耕细作,粉碎秸秆的掩埋深度要在20cm 以上。此方法简便快捷。南阳市直接还田的秸秆主要是玉米秸秆和冬小麦秸秆,2009年直接还田玉米秸秆占玉米总种植面积的25%,2010年达到40%。

2. 过腹还田

主要做法是将秸秆作饲料喂养牲畜。再利用牲畜粪便作肥料还田,或者把牲畜粪便经过沼气发酵后,再把沼液、沼渣还田。后者效果更佳。

3. 秸秆堆沤发酵还田

在高温高湿季节,采用堆沤发酵的办法,通过微生物的作用。转化降解秸秆中的有机物,形成有机肥料还田,这种方法现在使用较少。

四、秸秆原料化利用模式

1. 秸秆造纸

主要采用夏季的麦秸作造纸原料,由于造纸厂属于高排放、高污染企业。南阳是南水北调的渠首地。 为保护水源地水质环境,关闭

了相当数量的造纸厂。2009年南阳市利用秸秆共生产纸浆21770t、纸82636t、纸板191043t。

2. 秸秆酿乙醇

2007年河南天冠企业集团有限公司在镇平县建成南阳市第一条

年产3000t的纤维乙醇生产线,利用6t 左右的秸秆可生产1t 乙醇。

3. 利用秸秆生产食用菌

以秸秆为原料栽培食用菌的技术已经成熟。该技术投工量大,适宜规模生产。南阳市主要采用以麦秸为原料生产双孢菇,其次是利用玉米芯为原料生产平菇。近几年由于劳动力、生产原料成本的提高及杂菌感染严重等因素影响,食用菌生产面积有锐减的趋势阁。

五、秸秆资源利用存在的问题

1. 观念落后、思想不解放

农作物秸秆的利用有相当长的历史。由于南阳市是传统农业大市。受小农经济的影响,秸秆利用一直停留在传统的方式上。没有把它纳入“资源”的行列,废弃不用的农作物秸秆随意堆放在田间、路

边、村边、地边、渠边,既不美观,又影响环境,甚至污染环境卫生。

2. 技术水平落后。综合利用效率低农作物秸秆是发展农村循环经济和增加农民收入的宝贵资源,由于技术水平、经济水平的差异,推广利用与研究脱节,综合利用措施不完善等问题,大量宝贵的秸秆资源闲置、废弃、流失。秸秆资源的利用率、转化率低,没有形成秸秆资源利用的产业化。

六、秸秆资源综合利用对策

1. 大力发展农民专业合作社.

构建秸秆综合利用平台,针对农作物秸秆种类多、数量大、分布广、收获期长的特点。为有效提高秸秆利用水平,应大力发展农民专业合作社组织,充分发挥其在信息、资金、技术、开拓市场等方面的优势。提高秸秆购销组织化程度和管理水平,扶持畜牧养殖合作社。在加快标准化养殖小区建设的同时,配套建设青贮池,发展秸秆养畜;扶持发展农机专业合作社,配套打捆机、旋耕机、青贮机、联合收获机等设备。提高秸秆收集、加工及还田水平;扶持发展蔬菜、食用菌合作社,推广先进的秸秆还田、秸秆生产食用菌技术;扶持发展沼气服务合作社,提高秸秆沼气和秸秆气化工程建设水平;扶持发展秸秆专业合作社,统一组织秸秆的收购、销售。探索建立企业+农民专业合作社+农户模式,由农民专业合作社收购秸秆,销往加工企业,实现秸秆资源的收购、运输、销售、利用一体化同。

2. 充分利用大企业的技术优势

发展以秸秆为原料的造纸和纤维乙醇生产农作物秸秆资源是发展造纸和纤维乙醇的良好资源。可协调天冠集团、仙鹤纸业等公司。扩大生产规模,建立秸秆收购网络。扩大秸秆收购数量。对秸秆利用工业及加工项目。优先向上级申报、争取扶持。扶贫小额贷款向此类企业倾斜。银行信贷及担保机构要在信贷、担保上给予扶持。

3. 加快高新技术的引进与开发

积极搞好示范推广工作,有关部门积极引进外地应用成功的新技术,如秸秆建材、秸秆压块饲料、秸秆生产五防轻体板、降解薄膜和

秸秆工艺品等,积极推进秸秆的深层次开发、高层次利用。

4. 进一步搞好节水灌溉规划

要根据各县区经济、水资源、土壤、作物种植等具体条例管理。广泛吸收用水户参与灌区经营管理,明晰产权,选择适当的节水灌溉技术,全面推行农业节水奖惩机制。

5. 搞好中低产田节水灌溉

对灌溉超定额用水要加价收费.对节水灌溉工程要扶持建设,向中低产田要效益,扩大节水灌溉面积。对黄土丘陵地,据其节水效果并结合当地发展水平给予补偿,重点搞好雨水利用,加强雨养农业和小水源综合利用。研究表明,节水灌溉的投资获得不低于平均投资利润。对盐碱地搞好以水冲盐、以水压碱和土壤改良等工作,推动节水灌溉有效落实。

参考文献:

《南阳市农作物秸秆资源利用现状及对策》 陈晓东 张雪云

《邓州市大气污染物变化规律及其防治措施》胡林阁 李书良 鲁冰 《我国农业废弃物资源的利用现状及开发前景》


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