循環(huán)農(nóng)業(yè)視角下河南省農(nóng)作物秸稈資源化利用模式研究

方陽(yáng)陽(yáng) 師雅蘭

（信陽(yáng)師范學(xué)院地理科學(xué)學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000）

秸稈是農(nóng)作物成熟后莖葉部分的總稱。在循環(huán)農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展的今天，將農(nóng)作物秸稈進(jìn)行多級(jí)循環(huán)利用，可同時(shí)帶來(lái)巨大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益。河南省是我國(guó)重要的農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量大省，將秸稈進(jìn)行資源化利用具有更加重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 循環(huán)農(nóng)業(yè)概述

近代以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，這在很大程度上依賴于化肥、農(nóng)藥等大量化學(xué)物品的使用。長(zhǎng)期使用化學(xué)物品帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展消耗了巨大的資源，造成了較嚴(yán)重的環(huán)境污染。

循環(huán)農(nóng)業(yè)，是指在農(nóng)作系統(tǒng)中推進(jìn)各種農(nóng)業(yè)資源往復(fù)多層與高效流動(dòng)的活動(dòng)［1］。循環(huán)農(nóng)業(yè)調(diào)整和優(yōu)化了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，達(dá)到了節(jié)能減排與增收的目的，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展和綜合發(fā)展的重要途徑。

循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有4個(gè)原則。一是減量化。減少進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中和消費(fèi)中的量，減少污染物的排放。二是再利用。盡可能多次重復(fù)利用，提高農(nóng)產(chǎn)品及其附屬物品的利用率。三是再循環(huán)。農(nóng)作物二次利用變成再生資源。四是可控化。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，優(yōu)化農(nóng)作物生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，形成農(nóng)業(yè)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈［2］。

2 河南省農(nóng)作物秸稈資源化利用現(xiàn)狀及途徑

河南省作為我國(guó)重要的糧食大省和人口大省，秸稈利用方式卻仍以簡(jiǎn)單的直接還田、飼養(yǎng)牲畜為主，利用方式較為單一［3］。秸稈循環(huán)利用不僅能形成農(nóng)業(yè)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶和企業(yè)的雙贏，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且能節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，具有重要的生態(tài)意義。

2.1 河南省農(nóng)作物秸稈資源化利用現(xiàn)狀

河南省地處亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡區(qū)。這里氣候溫和、水源豐富、土地類型多樣，適合多種農(nóng)作物的生長(zhǎng)，農(nóng)作物種類相當(dāng)豐富。河南省是我國(guó)重要的農(nóng)作物秸稈資源大省。由表1可知，2015年河南省農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量高達(dá)8 913.535 5萬(wàn)t。但是，近年來(lái)由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、農(nóng)村居民生活方式改變、我國(guó)秸稈資源化利用技術(shù)相對(duì)落后，導(dǎo)致農(nóng)作物秸稈被大量閑置或焚燒，造成了巨大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，秸稈資源未能得到良好的利用。

表1 河南省農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量

2.2 河南省農(nóng)作物秸稈資源化利用途徑

2.2.1 秸稈肥料化利用。秸稈肥料化利用是將秸稈轉(zhuǎn)化為商品肥料的一種生產(chǎn)方式［5］。查詢相關(guān)資料可知，2015年河南省農(nóng)作物秸稈肥料化利用量占秸稈總產(chǎn)量的27.35%，秸稈肥料化利用方式的使用率較高。

2.2.2 秸稈基料化利用。秸稈作為基料可用于食用菌養(yǎng)殖及發(fā)酵床養(yǎng)牛等方面。由于經(jīng)濟(jì)水平和相關(guān)技術(shù)水平有限，河南省秸稈基料化利用方式較少。查詢相關(guān)資料可知，2015年河南省農(nóng)作物秸稈基料化利用量?jī)H占秸稈總產(chǎn)量的2.05%。

2.2.3 秸稈原料化利用。秸稈原料化利用是指通過(guò)相應(yīng)的加工使秸稈轉(zhuǎn)化為造紙，生產(chǎn)糖類等有機(jī)產(chǎn)品的原料。查詢相關(guān)資料可知，2015年河南省農(nóng)作物秸稈原料化利用量占秸稈總產(chǎn)量的5.78%。

2.2.4 秸稈燃料化利用。秸稈燃料化利用即秸稈能源化利用。將農(nóng)作物的秸稈在收獲籽實(shí)后收割其全部莖葉，經(jīng)日曬蒸發(fā)全部水分后用作燃料。隨著沼氣、煤氣、天然氣和電力等的迅速普及，人們的生產(chǎn)生活方式發(fā)生了巨大的改變，將秸稈作為主要燃料進(jìn)行生產(chǎn)生活的方式逐漸消失。查詢相關(guān)資料可知，2015年河南省農(nóng)作物秸稈燃料化利用量占秸稈總產(chǎn)量的2.93%。

2.2.5 秸稈飼料化利用。將農(nóng)作物的秸稈在結(jié)籽后收割全部莖葉，經(jīng)日曬和烘烤，蒸發(fā)其大部分水分，干燥到能長(zhǎng)期貯存的程度，即調(diào)制成青干草成為飼料。查詢相關(guān)資料可知，2015年河南省農(nóng)作物秸稈飼料化利用量占秸稈總產(chǎn)量的33.27%，秸稈飼料化利用率最高。

3 河南省農(nóng)作物秸稈資源化循環(huán)利用模式

3.1 秸稈沼氣循環(huán)型利用模式

秸稈沼氣循環(huán)型利用模式，是指以秸稈為主要原料，在厭氧環(huán)境下經(jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵產(chǎn)生一種可燃?xì)怏w——沼氣。1 m3沼氣池需秸稈50 kg以上。秸稈沼氣循環(huán)型利用模式綜合利用了秸稈的原料化和肥料化利用途徑。這種多級(jí)循環(huán)利用模式的路徑為將農(nóng)作物秸稈作為原料進(jìn)行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，農(nóng)戶可利用沼氣進(jìn)行供氣或發(fā)電，沼氣產(chǎn)生過(guò)程中產(chǎn)出的沼液可作為肥料，沼渣可用作基料進(jìn)行食用菌的培養(yǎng)，而菇渣又可返回農(nóng)田作為農(nóng)作物生產(chǎn)的肥料。

3.2 秸稈能源循環(huán)型利用模式

秸稈能源循環(huán)型利用模式，是在秸稈飼喂畜牧的基礎(chǔ)上，充分利用養(yǎng)殖廢棄物資源并延伸產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)秸稈養(yǎng)殖、種植及能源的有機(jī)耦合。1 t秸稈約產(chǎn)生290 m3沼氣。秸稈能源循環(huán)型利用模式綜合利用了秸稈的燃料化、肥料化、原料化、飼料化利用途徑。此循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的多級(jí)循環(huán)利用路徑為農(nóng)作物秸稈經(jīng)加工后成為飼料，供畜牧業(yè)養(yǎng)殖用，畜牧的糞便可發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，也可投入發(fā)酵車間生產(chǎn)有機(jī)肥。沼氣可發(fā)電或供氣，沼液可作為沼肥，沼渣可用作飼養(yǎng)蚯蚓［6］。

3.3 秸稈制炭循環(huán)型利用模式

秸稈制炭循環(huán)型利用模式，是指通過(guò)秸稈的熱解，延伸到氣、液、固3種形態(tài)的熱解產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)秸稈的資源化利用［7］。秸稈制炭循環(huán)型利用模式綜合利用了秸稈的基料化和原料化利用途徑。1 t秸稈可產(chǎn)可燃?xì)?80～300 m3，同時(shí)可產(chǎn)木質(zhì)炭300～330 kg、木焦油40～60 kg、木醋液240～260 kg。秸稈制炭多級(jí)循環(huán)利用路徑為秸稈通過(guò)熱解后轉(zhuǎn)化為3種物質(zhì)，其中秸稈氣用于發(fā)電或供氣，木醋液、生物質(zhì)炭可用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)。秸稈制炭循環(huán)型利用模式的應(yīng)用，需要注意秸稈熱解需在隔絕空氣的狀態(tài)下進(jìn)行，對(duì)環(huán)境要求較高。

4 促進(jìn)我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源化循環(huán)利用的建議

從循環(huán)農(nóng)業(yè)的角度來(lái)看，采用單一的利用方式，秸稈資源的物質(zhì)利用率和能量轉(zhuǎn)化率均較低［8］。為促進(jìn)我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源化循環(huán)利用模式的發(fā)展，促進(jìn)秸稈資源的高效利用，現(xiàn)提出以下建議：一是加強(qiáng)宣傳，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，使農(nóng)作物種植者認(rèn)識(shí)到秸稈資源化利用的重要性；二是出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)各地發(fā)展秸稈多級(jí)循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)；三是加大財(cái)政支持力度，設(shè)立專項(xiàng)資金；四是在秸稈資源豐富的地區(qū)，建立和發(fā)展一批從事秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)的示范工程和龍頭企業(yè)，帶動(dòng)周邊農(nóng)戶開(kāi)展秸稈多級(jí)循環(huán)利用。