作者:辛雨 来源: 发布时间:2019/11/25 22:18:54
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农废利用,“稻香”变成“处处香”

正在作业的秸秆包膜机 辛雨摄

正在作业的秸秆包膜机 辛雨摄

近年来,我国农业集约化程度不断提高,种养业快速发展,不仅保证了粮食生产能力,粮食安全和优质农产品的供给也得到了保障。但与此同时,也产生了大量的农业废弃物。
我国农业农村经济已经到了推进高质量发展的新阶段,农业发展已经到了必须更加注重合理利用资源、更加注重保护生态环境、更加注重推进可持续发展的历史新阶段。
11月15日,由国家农业废弃物循环利用创新联盟(以下简称“联盟”)主办的“农业废弃物循环利用暨稻麦周年绿色丰产技术观摩会”在江苏省太仓市召开。联盟单位代表通过现场机械作业观摩和经验技术交流,共同探索进一步提升秸秆、畜禽粪污等农业废弃物综合利用的新方法。
技术支撑,变废为宝
有数据显示,每年我国畜禽粪污产生量达38亿吨,农作物秸秆10亿吨,蔬菜废弃物1亿吨,其它有机废弃物约有0.5亿吨。
联盟秘书长、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所副所长董红敏告诉《中国科学报》,目前关于我国农业废弃物的产量是根据作物和养殖规模估算的,而且不同部门的统计数据不同,“但肯定的是,目前我国农业废弃物产生量巨大,农业废弃物的资源化利用率有待进一步提升,相关技术装备也相对比较落后。”
农业废弃物循环利用不仅可以消除由于废弃物带来的日益严重的环境污染,还可以保持和提高耕地土壤质量,复垦及修复损毁农田,改善农村生态环境,进而促进农业的可持续发展。
2016年,中国农业科学院牵头,联合全国102家科研院所、高校、技术推广和企业等单位,成立国家农业废弃物循环利用创新联盟,围绕畜禽粪污、农作物秸秆、地膜等农业废弃物开展联合攻关。
董红敏介绍,联盟成立3年来,联盟成员单位通过科技创新,研究提出了畜禽废弃物利用、秸秆生物炭和农膜回收机械等10项关键技术和产品,并实施了联盟重大任务“农业废弃物资源化利用关键技术研究与示范”。
例如,针对好氧堆肥能耗高、养分损失和臭气排放等问题,研发了仓式生物基氨氮回收技术以及堆肥通风和搅拌联合调控技术。该技术可降低40%的堆肥能耗,降低90%的臭气强度,氨氮回收率达80%。
此外,联盟成员单位还升级了畜禽沼液浓缩技术,开发了秸秆热解炭气联产技术等关键技术,研发了残膜回收与秸秆还田联合作业机械密闭式发酵设备等多种机械。
“我们将这些‘接地气’的技术成果在示范基地推广实施,收到的反馈都非常好。”董红敏说。
秸秆再利用实现全程机械化
太仓,江南鱼米之乡,生产优质大米,因春秋时吴王设粮仓于此而得名,堪称“天下粮仓”。
来到太仓东林村稻麦机械化生产基地,联合收割机刚刚收割后的大片稻田里,秸秆搂草机、打捆机、包膜机轮番上阵。很快,一个个圆滚滚的秸秆捆在田间地头完成了“打包”。
农业农村部南京农业机械化研究所研究员陈永生告诉《中国科学报》:“这样一套秸秆收集、打捆设备每天可处理100余亩稻田秸秆。”得益于农作物秸秆综合利用试点项目的实施,这套现代化农机装备,使东林村农作物秸秆收集能力大幅提升。
秸秆具备质地蓬松、能量密度低、运输成本高、空间分散和时间集中度高等特点。“要提高秸秆规模化、产业化的综合利用率,解决秸秆的收、储、运,让秸秆快速离田是前提。”陈永生说。
为了破解扫除秸秆收储“最后一公里”的障碍,陈永生带领的生物质转化利用装备创新团队针对南方小田块稻麦秸秆,研发了自走式秸秆捡拾打捆机,针对大田块稻麦和玉米秸秆,研发了散草捡拾集箱离田式装备。此外,针对新疆地区的棉花秸秆,团队还研发了拨杆收获和残膜回收联合作业机,并在山东、江苏、新疆等地实现了产业化。
“方草捆自动有序码放、不停机卸圆捆连续作业、秸秆低密度捡拾、棉秆整秆拔除切碎,在我们这里都不是问题了。”陈永生自信地说。
在实现秸秆快速离田的基础上,团队针对秸秆肥料化、能源化以及基质化利用的需求现状,对相关装备进行了创新改良。
“秸秆肥料化利用目前面临的问题是秸秆堆体小、占地多,缺乏适用的翻堆装备,并且好氧发酵周期长。”陈永生介绍,团队利用超大堆体移位翻抛技术,集合变量除臭菌剂喷射,在保证整机平稳推进的前提下,实现了秸秆的强制破碎和移位输送。
一根草、一片田、一头羊、一袋肥
近年来,东林村在联盟单位等专业机构的指导下,以秸秆饲料化增值利用为核心环节,构建了“稻麦生产、秸秆收集制饲料、秸秆饲料养殖肉羊、羊粪制肥、有机肥还田”的物质循环闭链技术思路,将稻麦粮食生产定位为主导产业,量身定制主导产业与秸秆饲料化、草饲家畜养殖、有机肥培肥地力等关联产业的规模配比,系统提升各产业的生产力水平,打造形成了现代农牧循环的生产方式。
江苏省农业科学院循环农业研究中心研究员叶小梅向《中国科学报》介绍,东林合作农场的循环产业链模式可以用“一根草、一片田、一头羊、一袋肥”来概括。
“一根草”:传统的秸秆处理方式是焚烧后将“草木灰”用作肥料,但这种做法会产生诸多环境和社会问题。东林村则利用现代化秸秆收集设备将秸秆收集到生态饲料厂制作饲料。
“一片田”:有机肥被用于浇灌稻麦田和生态果园,为农产品提供养料,同时,稻麦田里又孕育着新一批的秸秆。
“一头羊”:羊的反刍能力使其对秸秆饲料十分喜爱。东林村的养殖特色是本地湖羊,秸秆饲料占湖羊食谱50%以上,平均每头羊每天可消耗3.5kg秸秆饲料,而因生态饲料的喂养,湖羊肉质鲜美,广受欢迎。
“一袋肥”:东林生态羊场年出栏羊15000头,将羊粪导入生态肥料厂,有机肥料年均生产量可达6000吨。与传统粪肥相比,加工后的有机肥料更能提升土壤的有机物含量。
“种植-秸秆饲料-养殖-肥料-种植”,东林村的农业生态循环模式消耗低、排放低、效率高。董红敏表示,从实施效果来看,科技创新显著提升了农业废弃物资源化利用比例,东林村也因此找到了适合自身发展的绿色农业之路。她希望可以以此为示范基础,在全国范围内进一步探索农业废弃物综合利用的新方法。
 
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