油菜秸稈綜合利用的有機肥集成技術(shù)

侯 英，齊紅娟，郭賦涵，韓 磊，王雅君*

（1.羅平縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，云南 羅平 655800；2.富源縣后所鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心，云南 富源 655501；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所，天津 南開 300191）

云南省油菜種植面積約30萬hm2，總產(chǎn)60余萬t，作為油菜主產(chǎn)區(qū)的羅平縣，常年保持油菜種植面積5.67萬hm2，占家庭農(nóng)業(yè)收入的近30%。在當?shù)赜筒水a(chǎn)業(yè)大力發(fā)展背景下，油菜秸稈焚燒帶來的環(huán)境問題日益嚴重。油菜秸稈綜合利用程度深刻影響油菜產(chǎn)業(yè)升級、環(huán)境保護成效、土壤肥力及農(nóng)作物品質(zhì)。為杜絕焚燒亂象，推進油菜秸稈綜合利用，羅平縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局針對油菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀制訂《羅平縣農(nóng)作物秸稈綜合利用實施方案》，通過秸稈禁燒宣傳及項目實施，并在重點區(qū)域示范，基本實現(xiàn)無露天焚燒現(xiàn)象，秸稈綜合利用率大幅提升，環(huán)境質(zhì)量得到顯著改善，同時積累了寶貴經(jīng)驗，探索出油菜秸稈高品質(zhì)綜合利用模式在當?shù)赜筒舜竺娣e種植區(qū)域推廣應(yīng)用，以期為我國西南丘陵地區(qū)油菜秸稈綜合利用提供成熟經(jīng)驗。

1 羅平縣秸稈綜合利用現(xiàn)狀

1.1秸稈資源量

羅平縣小春作物以油菜為主，大春作物以玉米、煙草、水稻為主，秸稈資源豐富，據(jù)2020年度數(shù)據(jù)統(tǒng)計，主要農(nóng)作物種植面積11.55萬hm2，其中油菜5.57萬hm2，占比48.24%，通過草谷比計算，油菜秸稈理論產(chǎn)生量28.65萬t，占全縣秸稈理論產(chǎn)生量的46.89%。此外，玉米、水稻、烤煙等農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生量也相當可觀，理論產(chǎn)生量分別占36.53%、7.77%和4.26%（見圖1）。

圖1 羅平縣2020年主要農(nóng)作物種植面積及秸稈理論產(chǎn)量

1.2秸稈綜合利用現(xiàn)狀

2014年國家發(fā)改委和農(nóng)業(yè)部編制的《秸稈綜合利用技術(shù)目錄》發(fā)布，提出了秸稈資源肥料化、燃料化、原料化、飼料化和基料化等“五化”利用途徑。依托“五化”利用途徑，近三年羅平縣秸稈綜合利用效果顯著，“五化”利用率各自占比（見圖2）。

圖2 羅平縣2019—2021年秸稈“五化”利用現(xiàn)狀

2019—2021年羅平縣秸稈綜合利用率分別為85.9%、88.4%和92.34%，呈逐年遞增趨勢。此外，秸稈的各種利用模式也在逐年豐富，2019年可收集秸稈共有肥料化、飼料化、燃料化和直接還田4種利用模式，2021年秸稈肥料化、燃料化、原料化、飼料化、基料化和直接還田均有占比，且秸稈燃料和原料化產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。2021年秸稈直接還田率降至32.6%，說明羅平縣秸稈綜合利用向著高質(zhì)量的方向推進。

2 油菜秸稈綜合利用模式提升

2.1集成技術(shù)名稱與適用性

羅平縣油菜秸稈綜合利用技術(shù)為油菜秸稈有機肥-食用菌基料生產(chǎn)集成技術(shù)。該技術(shù)主要原料為油菜秸稈，也同樣適用于水稻秸稈、玉米芯、麥麩、鋸木屑等農(nóng)業(yè)有機廢棄物。產(chǎn)出物類型為植物源有機肥和食用菌生產(chǎn)所需基料。

2.2集成技術(shù)及工藝流程

油菜秸稈有機肥-食用菌基料生產(chǎn)集成技術(shù)主要由4個部分組成（見圖3）。

圖3 油菜秸稈綜合利用工藝流程及實施照片

（1）機械打捆離田部分。由農(nóng)機合作社負責，油菜籽進入收割期時，農(nóng)戶自行收割晾曬完成油菜籽后熟過程，再經(jīng)機械脫粒收完油菜籽后，粉碎在地里的油菜秸稈經(jīng)撿拾打捆機打捆，分別運送至有機肥廠、食用菌生產(chǎn)基地粉碎儲存。

（2）有機肥生產(chǎn)部分。有機肥廠將秸稈與輔料（用于調(diào)節(jié)碳氮比）、腐熟劑混合均勻后完成一次發(fā)酵，期間進行翻堆與水分調(diào)節(jié)，后進入有機肥陳化階段，最后裝袋備用。

（3）食用菌基料部分。將粉碎后的油菜秸稈與一定比例的玉米芯、水稻秸稈和棉籽渣混勻后高溫蒸煮殺死雜菌，冷卻后接入菌種，隨后進行基料壓實、包膜密封和后續(xù)菌菇生產(chǎn)過程，廢棄菌棒再由合作社集中運輸至有機肥廠堆肥發(fā)酵。

（4）有機肥施用。在項目區(qū)發(fā)放有機肥并督促各受益農(nóng)戶按規(guī)定撒施，切實保障油菜秸稈有機肥施用量，提高農(nóng)用地的作物產(chǎn)量，提升土壤抗逆性，同時結(jié)合其他耕地安全利用措施，共同保障受污染耕地的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

2.3集成技術(shù)特點

此工藝集成技術(shù)結(jié)合羅平縣種植結(jié)構(gòu)特點，與現(xiàn)有企業(yè)技術(shù)切實整合，以有機肥廠、食用菌生產(chǎn)基地為轉(zhuǎn)化核心，其他相關(guān)單位如農(nóng)機合作社撿拾打捆、貯存運輸企業(yè)、項目實施企業(yè)等相互配合，將油菜秸稈充分資源化利用，變廢為寶，不僅為解決油菜秸稈傳統(tǒng)焚燒問題找到了新的工作思路，還解決了耕地修復治理的障礙。集成技術(shù)工藝耗能主要在前期的秸稈回收撿拾打捆及粉碎階段，后期的有機肥及基料生產(chǎn)過程基本沒有高耗能設(shè)備，綠色低碳。

2.4核心設(shè)施設(shè)備及關(guān)鍵參數(shù)

（1）有機肥生產(chǎn)部分。一次發(fā)酵階段腐熟劑與水按照1∶20比例混合后摻混在發(fā)酵槽內(nèi)的油菜秸稈中，1 kg腐熟劑可發(fā)酵1 t原料，此外還需添加煙草秸稈、腐殖質(zhì)、鋸木等混合料來調(diào)節(jié)碳氮比及水分，第1次發(fā)酵周期為7～10 d，2 d翻拋1次保證與氧氣的充分接觸。第2次發(fā)酵階段進一步將第1次發(fā)酵工序尚未分解和難分解的有機物分解，使之變成腐殖酸、氨基酸等穩(wěn)定物質(zhì)，得到完全腐熟的有機肥制品，第2次發(fā)酵周期為20～30 d。有機肥原料發(fā)酵腐熟后再過滾筒篩篩選、裝袋及細料造粒。

（2）食用菌生產(chǎn)部分。將粉碎后的油菜秸稈與玉米芯渣、水稻秸稈、棉籽渣等按比例混合均勻，在100 ℃鍋爐環(huán)境中保持10～20 h滅除雜菌，以便冷卻裝袋后更好發(fā)酵，為保證碳氮比為40∶1，另外添加5%的氧化鈣（生石灰），除保證鈣源外還起到緩沖菌絲代謝過程產(chǎn)生的有機酸和抑制雜菌污染的作用。完成接種后，培養(yǎng)菌絲過程空氣濕度保持70%～75%，溫度維持24～27℃。出菇階段空氣濕度保持80%～90%，且氧氣充足。

（3）菌渣發(fā)酵制肥部分。產(chǎn)菇后菌棒肥料中含有豐富的生物所需營養(yǎng)元素，將微生物菌液與蘑菇渣以1∶200比例摻混，攪拌均勻后水分控制在50%左右，保證發(fā)酵溫度為15 ℃，發(fā)酵周期為7 d，菌料達到軟化效果即可停止發(fā)酵。

3 集成技術(shù)效益分析

3.1生態(tài)效益

利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)有機肥，可減少化肥用量，改善土壤理化性狀，促進土壤微生物活動，增加有機質(zhì)含量和通透性，有利于農(nóng)作物增產(chǎn)、增收。可有效遏制傳統(tǒng)的秸稈焚燒和隨意廢棄，減少環(huán)境污染，維護農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，改善農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境。該技術(shù)既是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措，也是全面打贏農(nóng)業(yè)面源污染及藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要保障。

3.2經(jīng)濟效益

通過實施秸稈肥料化綜合利用，預(yù)計增加1.96萬t的秸稈利用量，有機肥廠可吸納周邊剩余勞動力就近務(wù)工，為從業(yè)人員創(chuàng)造收入。秸稈基料化綜合利用，預(yù)計可增加1 400 t油菜秸稈利用量，按100 kg秸稈可生產(chǎn)食用菌80 kg計，可生產(chǎn)食用菌1 120 t，每個大棚預(yù)計產(chǎn)量為5～8 t，可收益448萬～560萬元，利用現(xiàn)有大面積油菜秸稈等資源降低成本提高效益，后期菌棒廢料又成為生產(chǎn)有機肥的原料，形成農(nóng)業(yè)良性循環(huán)，實現(xiàn)了秸稈轉(zhuǎn)化增值。

3.3社會效益

為處理農(nóng)業(yè)有機廢棄物找到了一條切實可行之路，通過年度持續(xù)實施，真正把油菜秸稈變廢為寶，既提升了人民生活環(huán)境，又能提供諸多就業(yè)機會，同時秸稈資源銷售也能增加農(nóng)戶收入。收、儲、運體系的建成在減輕勞動強度、節(jié)約勞動力方面也發(fā)揮了重要作用。

4 小 結(jié)

總之，集成技術(shù)在統(tǒng)一協(xié)調(diào)秸稈收集利用各環(huán)節(jié)各主體基礎(chǔ)上，初步開發(fā)了油菜秸稈綜合利用，基本達到改變種植戶秸稈利用意識的目的，將油菜秸稈利用由被動變主動，由政府行為轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂袨?，真正實現(xiàn)油菜秸稈多元化多渠道利用。羅平縣作為全國31個油菜籽生產(chǎn)基地縣之一，享有“滇東油庫”“世界最大自然天成花園”“地球上春天最美麗的地方”等諸多美譽，面對高達30萬t的秸稈資源量，如何最大化開發(fā)利用，為廣大種植戶謀取經(jīng)濟效益，還需匯集各方力量長久探索研究，為油菜秸稈找到一條合理化開發(fā)的道路，為改善農(nóng)村宜居環(huán)境，為“綠水青山就是金山銀山”切實踐行。