陳璽名,尚杰
(東北林業大學,黑龍江哈爾濱 150070)
摘要:近年來,循環農業思維被我國農業發展領域所廣泛推行利用,它實現了農業資源化、多級利用與產業鏈延伸的農業領域多重發展,實現了地方農業產業化的價值增值與深度優化發展。本文主要探討了我國循環農業背景下的農作物秸稈資源化發展利用的基本內涵、原則與基本要求,并著重分析了它的4種資源化利用模式。
循環農業(Circularag Riculture)就是指在資源與環境共同約束條件下所研究提出的可保證農業可持續發展的現代化農業理論。不過從全球農業領域以及學術界層面來講,實際上人們對于循環農業并無定論,它更應該被視為是人類社會新一代發展的全新農業策略理論,它的核心內涵就是在持續發展中求創新、尋求農業經濟的不斷完善與優化,做到對農作物資源化發展中的有害物質、廢棄物質全面控制,減輕對環境的污染程度,滿足農村經濟建設與農業生態的全面共同發展要求。
1農作物秸稈資源的循環農業利用理論概述
1.1農作物秸稈的基本概述
農作物秸稈是指農作物主產品在收獲后所遺留下的稈、莖、葉、殼、芯、藤蔓等附屬副產品。在傳統農業領域,農作物秸稈作為一種農民生活不可或缺的重要生產要素及生活資料存在,但伴隨當前農民生活水平的逐漸提高,農作物秸稈的傳統作用也發生了顯著改變,它不再被應用于有機肥生產材料,也不再被應用于燃料資源使用,而是成為了農業垃圾廢棄物,農業生產輔助作用被大幅度削弱。為此,大量農民選擇在收獲農作物后焚燒廢棄秸稈,這造成了嚴重的生態環境危機和巨大社會貽害,更關鍵的是如此做法造成了大量的農業寶貴資源的嚴重浪費。根據我國農業部的最新調查結果,截止到2017年全國廢氣及焚燒秸稈資源量超過5億t,占到秸稈資源可收集利用量的38.29%。現如今,針對農作物秸稈的使用亦或是陷入了相對尷尬的境地,秸稈用則利、棄則廢是當前我國農村地方必須要解決的現實問題。
1.2農作物秸稈的基本作用與多級循環利用
農作物秸稈本身具有保護土壤免受侵蝕的重要作用,對土壤結構的改善非常有利,同時它也能為畜禽動物提供必要的飼料,整體上具有多重生物、化學、物理用途與價值。目前有些地區人們會將不同的多種秸稈資源有機結合起來融入到其它農業生產方式中,形成典型的多級循環利用資源化利用模式,打破了傳統中人們對秸稈資源應用的單一局限性,為農作物秸稈資源的惠農低碳發展創造了新發展契機,農民因此而合理利用農作物秸稈資源,實現增收。
探討對農作物秸稈的多級循環利用,希望改善當前秸稈被視為是農業廢棄物的尷尬現狀,將其作為農業生產系統中的重要分支展開優化,最終目的還是為了建設低碳農業經濟的循環發展路徑,建立秸稈循環型農業,增加秸稈資源的農業附加值,提高秸稈資源的整體利用率,讓秸稈變廢為寶。
1.3農作物秸稈資源化循環利用模式開展的基本原則與要求
當前的農村農作物秸稈資源化循環利用模式應該遵循兩點基本原則:循環利用原則與資源化原則。實際上探究農作物秸稈循環利用的本質還在于在農業生產過程中將其合理轉化,確保它在正確領域中發揮有效作用,實現資源化優化發展,建立以秸稈資源循環利用為基準的可運用生態系統物質循環體系,即要建立一套閉環的循環工藝體系,將秸稈資源原料融入到生產過程中,實現秸稈廢料向農業生產資料的有效轉變與回歸,即回歸到農田園地中產生新的秸稈資源,如此循環往復達到農業資源效益發展的最大化,如此也能減少秸稈廢棄物向生態系統與環境中的直接排放。以下簡單介紹一下農作物秸稈資源化循環利用模式的開展流程:
用于畜牧養殖及農業生產的原料→轉化為農民生活原料能源→用于農業生產系統外循環要素→返回農業系統
另外,農作物秸稈資源化循環利用模式還應該遵循多級利用與產業鏈延伸原則、產業化與價值增值原則。就以產業化與價值增值原則為例,它就應該形成基于農作物秸稈的資源化循環利用鏈組,實現對秸稈的收儲運、多層次利用、無公害處理與后期加工服務,并做到各個環節的有效銜接,推動秸稈資源化利用的規模化與產業化優化,如此可有效提高秸稈農作物的資源附加值,促成秸稈循環性和農業價值增值體系。其體系中的秸稈多級循環利用可從整體效益上實現秸稈資源化循環利用模式中各個環節的獨立運行與效益整合,對農村經濟發展有利[1]。
2基于循環農業發展的農作物秸稈資源化利用模式探究
當前基于循環農業發展的農作物秸稈資源化利用模式應該包含多種形式,本文簡單指出其中4種。
2.1“農作物秸稈養殖+能源循環”型循環農業資源化利用模式
“農作物秸稈養殖+能源循環”型循環農業資源化利用模式真正將秸稈利用與畜牧業產業二者結合起來,希望實現畜牧養殖與秸稈利用的無公害,大量生產清潔能源。具體做法就是將秸稈作為飼料飼喂牲畜,合理利用廢棄物建設資源化延伸產業鏈條。保證秸稈生態種植、養殖與能源生產三者的耦合關系優化,滿足共生條件,形成多級循環利用模式。舉個例子,首先要將秸稈通過生物理化等綜合方式進行處理,加工成飼料用于畜牧喂養;畜牧所產生的糞便通過厭氧發酵產生沼氣,在發酵車間深加工形成有機肥,而沼氣本身還能被應用于農戶生活中的供能,也可用來發電;沼液則作為農作物種植的天然肥料,沼渣用于飼養蚯蚓,沼氣用于配合秸稈固體制作成型燃料;所養殖的蚯蚓作為家養畜禽的飼料,以便于生產雞鴨鵝,所以這一秸稈→飼料→畜禽養殖→產業鏈建設→農田園地回歸的能源循環利用模式就正式形成[2]。
2.2秸稈制炭循環農業資源化利用模式
秸稈除用于農業生產,它在工業生產中的作用也不容小覷,因為秸稈在熱解后可生成氣、液、固等熱解產品,從而延伸出“后續產業鏈”,確保秸稈資源化利用的價值可持續增值。具體講,這一制炭循環農業資源化利用模式的基本內容包括了秸稈熱解氣化轉化,形成固體生物質炭產品、秸稈氣和木醋液,可將上述產品配合生成栽培基質和肥料緩釋控制劑,主要用于土壤修復改善與農業生產。而木醋液還會進一步加工生成其它農業生產殺蟲劑,具有良好的殺蟲效果。
2.3秸稈食用菌循環農業資源化利用模式
農作物秸稈還可用于培養食用菌,確保食用菌養殖能夠與其他養殖業聯系起來,保證建立清潔能源生產體系。比如說利用秸稈形成菇渣延伸產業鏈,利用秸稈食用菌生成更多附加值,確保新農業資源化利用模式的形成。在該膜式中,菇渣可用于生成優質有機肥,并在食用菌完全收獲后配合菌袋還田。另外菇渣還能作為沼氣發酵的基本原料,再配合沼氣生產后的沼渣為蚯蚓繁殖提供有利的生長環境。另一方面,所繁殖培養的蚯蚓可被應用于畜禽飼喂環境中,作為優質蛋白飼料確保畜禽營養補充。秸稈食用菌多級循環利用模式進一步優化了對糧、菜、果、蔬、花的高效率種植。其具體的工藝流程如圖1所示。

2.4秸稈生物反應堆循環農業資源化利用模式
最后可基于農作物秸稈建立生物反應堆,確保循環農業快速發展,促進農作物秸稈的資源化有效利用。將秸稈資源快速腐熟并用于農作物生長是最有效的肥料,為農業生產降本增效,同時也保證秸稈資源化利用滿足產業化發展要求。這一生物反應堆的循環性農業資源化利用模式應該做到將秸稈分別內置或外置,形成兩種反應堆,并在反應堆中加入催化劑、微生物菌種和凈化劑,然后進行好氧發酵,并將其產物應用于果蔬的種植培養中,其多級循環農業資源化利用模式如下[3]:
秸稈利用→生物反應堆→農田
3總結
農作物秸稈資源的可利用領域很多,像飼料、能源、肥料等等領域都有它的用武之地。為此,我國各地方還應該深入研究秸稈資源的深化科學運用途徑,保證農業種養一體化和多方面農作物秸稈資源循環鏈條的有機建設,不斷提升該資源的循環利用價值,保護農業生態環境,確保我國農業生產社會效益最大化。
參考文獻
[1]曹旭華.基于循環農業的農作物秸稈資源化利用模式研究[J].農技服務,2016,33(16):150.
[2]蔣磊.農戶對秸稈的資源化利用行為及其優化策略研究[D].武漢:華中農業大學,2016.
[3]馬秋穎,王智,徐道清,等.玉米秸稈收貯高效資源化利用模式分析[J].作物學報,2017,43(8):1190-1195. |