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秸秆处理及资源化利用(秸秆年产量9亿吨)

秸秆处理及资源化利用(秸秆年产量9亿吨)这种措施在我国土地规模连片化程度较高,可以采用大型农机的东北地区,可以借鉴参考,前提是相关机械的研发和推广要做好支撑。但是南方地区人均耕种面积较小,不宜采用,不过南方地区气温相对较高,雨水相对较多,只要方法得当,集中堆沤发酵,并加入速腐菌加快腐烂速度,是相对可行的办法。但是在还田的过程中,由于美国的耕地大多是集中连片的大农场,是典型的依赖大型农机进行耕种的“石油农业”,在还田翻耕的过程中,在现代机械的保障下,可以把还田的秸秆粉碎得更细碎,而且翻耕入土的深度也更大,这样就可以有效避免因为秸秆无法充分腐熟,而对下茬作物造成的出苗不齐等不良影响。话说回来,中国秸秆还田面临的发酵腐烂缓慢问题,美国难道没有吗?从地理纬度和气候环境条件上讲,美国是与我国最为接近的国家,纬度上看,美国从南到北大致相当于我国从广东中部到黑龙江省中部,也就是说决定秸秆发酵速度的温度条件,美国的情况跟中国基本是一致的。但是美

我国早在1996年的时候就提出了秸秆还田政策,这么做的主要考量在于减少秸秆焚烧造成的环境污染,同时可以提高土壤有机质含量,这样符合环境保护和农业可持续发展的理念。在2018年,我国的秸秆产量达到了9亿吨,但秸秆还田推进的并不是太理想,尤其是在北方。

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以祖国的大粮仓黑龙江为例,在秸秆还田过程中,因为冬季漫长导致秸秆在土壤中很难及时发酵充分,结果就造成下茬作物在播种后容易出现断垄缺苗、病虫害发生严重等一系列有碍生产的难题。自上而下的农业从业者都明白,秸秆是尚没有找到合理利用途径的资源,但包括加工燃烧棒、加工乙醇等利用途径,都因为投入产出比低,而难以有效推广,这是我国秸秆处理面临的普遍难题。

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美国也是典型的农业大国,其耕地面积占到世界总耕地面积的13.15%,我国耕地面积的世界占比则为7%,来看一下美国的秸秆问题时怎么解决的,或许咱们能从中得到一些启发。

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秸秆还田是美国解决秸秆问题的主要途径

在美国,农业生产每年产生的秸秆总量大约为4.5亿吨,其中约有70%都做还田处理,美国为了应对秸秆问题和保护环境的需要,专门制定了"烟雾管理计划"和《稻草减量焚烧法案》,也就是说,在美国如果随意焚烧秸秆,那是要负法律责任的。

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话说回来,中国秸秆还田面临的发酵腐烂缓慢问题,美国难道没有吗?从地理纬度和气候环境条件上讲,美国是与我国最为接近的国家,纬度上看,美国从南到北大致相当于我国从广东中部到黑龙江省中部,也就是说决定秸秆发酵速度的温度条件,美国的情况跟中国基本是一致的。

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但是美国秸秆还田占比高,并且没有遇到像中国这样明显的问题,说明在秸秆还田上有其独到之处,首先就是美国耕地资源充沛,利用这一优势就可以实行休耕,这样秸秆在土壤中发酵的速度就被延长至少一倍,发酵腐烂的效果自然要加倍。

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美国这样做的前提是美国粮食产量是严重过剩的,不用担心国内粮食供给出现短缺,但是中国的耕地面积只有美国的一半稍多,但是中国的人口(14亿)却是美国(3.32亿)的4倍还要多,两国的国情就决定了中国无法效仿美国秸秆还田后休耕的做法。

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但是在还田的过程中,由于美国的耕地大多是集中连片的大农场,是典型的依赖大型农机进行耕种的“石油农业”,在还田翻耕的过程中,在现代机械的保障下,可以把还田的秸秆粉碎得更细碎,而且翻耕入土的深度也更大,这样就可以有效避免因为秸秆无法充分腐熟,而对下茬作物造成的出苗不齐等不良影响。

秸秆处理及资源化利用(秸秆年产量9亿吨)(8)

这种措施在我国土地规模连片化程度较高,可以采用大型农机的东北地区,可以借鉴参考,前提是相关机械的研发和推广要做好支撑。但是南方地区人均耕种面积较小,不宜采用,不过南方地区气温相对较高,雨水相对较多,只要方法得当,集中堆沤发酵,并加入速腐菌加快腐烂速度,是相对可行的办法。

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加工成饲料,用于养殖

作为有机物,秸秆在加工成牛羊等饲料上的应用前景也被美国所看中,在美国,大约有20%的秸秆在经过处理之后用做牛羊饲料,通过牛羊的胃(过腹还田),将这些废弃物转化为高营养价值并被广泛消费的肉制品和奶制品,而动物的排泄物则转化为优质更便于还田的有机肥。

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经过氨化处理后的秸秆,蛋白质会有大幅度提升,从而被牛羊吸收转化的效率也更高,值得一提的是,美国秸秆转化成的饲料,不仅供给本国养殖业需要,还会出口国外。两年前我在去日本新潟农业大学进行交流学习的时候,就在他们学校的和牛养殖基地,见到成捆打包的从美国进口的和牛饲料。

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将秸秆加工成高品质的牛羊饲料用于养殖,我个人觉得是秸秆处理最高效最科学的方式,不过,眼下来看,这条路要走得长远,要解决的问题就是如何提高秸秆在饲喂过程中,让牛羊高效地消化利用,也就是提高从秸秆到肉制品和奶制品的转化率问题,因为只有解决好这一点,才能有效降低秸秆在收集、装运、加工处理过程中所产生的费用。

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做能源开发利用

以上是美国处理秸秆的主要方式,除此之外,美国也有一定量的秸秆被用于燃烧后发电或发酵提取乙醇、以及制取沼气,但是相对于美国储量相对充足的石油来说,将这些将秸秆用作能源的做法,性价比并不高,在美国农业秸秆处理量上所占的比例也较小。

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在我国这三种方式也都有较为深入的研究,并在一定范围内有推广,但是由于工艺本身的问题,考虑到秸秆处理本身的人力、物力成本投入,在产出率等方面效益也并不高,很多情况下,如果没有官方给予补贴扶持,就纯商业化生产来说,目前的技术还有很大提升的空间。

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不过,未来秸秆因地制宜多样化开发利用秸秆,是大势所趋。除了用作能源开发方面的研究之外,在我国秸秆在造纸、加工复合板材、食用菌栽培等方面,都有较广泛深入的研究。

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我个人觉得,秸秆有效利用还要做到因地制宜,比如东北地区,直接还田由于发酵速度太慢,直接还田只是权宜之策,各地的秸秆种类不同、气候条件差异较大、技术支撑水平参差不齐,因此在秸秆资源化开发利用方面要结合本地实际,循序渐进。

作为农业生产的另一半产量,未来随着技术的进步,一定会发挥其有效价值。

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