關(guān)于循環(huán)農(nóng)業(yè)的農(nóng)作物秸稈資源化利用模式探討

陳璽名，尚 杰

(東北林業(yè)大學(xué),黑龍江哈爾濱 150070)

循環(huán)農(nóng)業(yè)（Circularag Riculture）就是指在資源與環(huán)境共同約束條件下所研究提出的可保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)理論。不過從全球農(nóng)業(yè)領(lǐng)域以及學(xué)術(shù)界層面來講，實(shí)際上人們對(duì)于循環(huán)農(nóng)業(yè)并無定論，它更應(yīng)該被視為是人類社會(huì)新一代發(fā)展的全新農(nóng)業(yè)策略理論，它的核心內(nèi)涵就是在持續(xù)發(fā)展中求創(chuàng)新、尋求農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷完善與優(yōu)化，做到對(duì)農(nóng)作物資源化發(fā)展中的有害物質(zhì)、廢棄物質(zhì)全面控制，減輕對(duì)環(huán)境的污染程度，滿足農(nóng)村經(jīng)濟(jì)建設(shè)與農(nóng)業(yè)生態(tài)的全面共同發(fā)展要求。

1 農(nóng)作物秸稈資源的循環(huán)農(nóng)業(yè)利用理論概述

1.1 農(nóng)作物秸稈的基本概述

農(nóng)作物秸稈是指農(nóng)作物主產(chǎn)品在收獲后所遺留下的稈、莖、葉、殼、芯、藤蔓等附屬副產(chǎn)品。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)作物秸稈作為一種農(nóng)民生活不可或缺的重要生產(chǎn)要素及生活資料存在，但伴隨當(dāng)前農(nóng)民生活水平的逐漸提高，農(nóng)作物秸稈的傳統(tǒng)作用也發(fā)生了顯著改變，它不再被應(yīng)用于有機(jī)肥生產(chǎn)材料，也不再被應(yīng)用于燃料資源使用，而是成為了農(nóng)業(yè)垃圾廢棄物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)輔助作用被大幅度削弱。為此，大量農(nóng)民選擇在收獲農(nóng)作物后焚燒廢棄秸稈，這造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境危機(jī)和巨大社會(huì)貽害，更關(guān)鍵的是如此做法造成了大量的農(nóng)業(yè)寶貴資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。根據(jù)我國農(nóng)業(yè)部的最新調(diào)查結(jié)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%?，F(xiàn)如今，針對(duì)農(nóng)作物秸稈的使用亦或是陷入了相對(duì)尷尬的境地，秸稈用則利、棄則廢是當(dāng)前我國農(nóng)村地方必須要解決的現(xiàn)實(shí)問題。

1.2 農(nóng)作物秸稈的基本作用與多級(jí)循環(huán)利用

農(nóng)作物秸稈本身具有保護(hù)土壤免受侵蝕的重要作用，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的改善非常有利，同時(shí)它也能為畜禽動(dòng)物提供必要的飼料，整體上具有多重生物、化學(xué)、物理用途與價(jià)值。目前有些地區(qū)人們會(huì)將不同的多種秸稈資源有機(jī)結(jié)合起來融入到其它農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式中，形成典型的多級(jí)循環(huán)利用資源化利用模式，打破了傳統(tǒng)中人們對(duì)秸稈資源應(yīng)用的單一局限性，為農(nóng)作物秸稈資源的惠農(nóng)低碳發(fā)展創(chuàng)造了新發(fā)展契機(jī)，農(nóng)民因此而合理利用農(nóng)作物秸稈資源，實(shí)現(xiàn)增收。

探討對(duì)農(nóng)作物秸稈的多級(jí)循環(huán)利用，希望改善當(dāng)前秸稈被視為是農(nóng)業(yè)廢棄物的尷尬現(xiàn)狀，將其作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要分支展開優(yōu)化，最終目的還是為了建設(shè)低碳農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的循環(huán)發(fā)展路徑，建立秸稈循環(huán)型農(nóng)業(yè)，增加秸稈資源的農(nóng)業(yè)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(nóng)作物秸稈資源化循環(huán)利用模式開展的基本原則與要求

當(dāng)前的農(nóng)村農(nóng)作物秸稈資源化循環(huán)利用模式應(yīng)該遵循兩點(diǎn)基本原則：循環(huán)利用原則與資源化原則。實(shí)際上探究農(nóng)作物秸稈循環(huán)利用的本質(zhì)還在于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中將其合理轉(zhuǎn)化，確保它在正確領(lǐng)域中發(fā)揮有效作用，實(shí)現(xiàn)資源化優(yōu)化發(fā)展，建立以秸稈資源循環(huán)利用為基準(zhǔn)的可運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)體系，即要建立一套閉環(huán)的循環(huán)工藝體系，將秸稈資源原料融入到生產(chǎn)過程中，實(shí)現(xiàn)秸稈廢料向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的有效轉(zhuǎn)變與回歸，即回歸到農(nóng)田園地中產(chǎn)生新的秸稈資源，如此循環(huán)往復(fù)達(dá)到農(nóng)業(yè)資源效益發(fā)展的最大化，如此也能減少秸稈廢棄物向生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境中的直接排放。以下簡單介紹一下農(nóng)作物秸稈資源化循環(huán)利用模式的開展流程：

用于畜牧養(yǎng)殖及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原料→轉(zhuǎn)化為農(nóng)民生活原料能源→用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)外循環(huán)要素→返回農(nóng)業(yè)系統(tǒng)

另外，農(nóng)作物秸稈資源化循環(huán)利用模式還應(yīng)該遵循多級(jí)利用與產(chǎn)業(yè)鏈延伸原則、產(chǎn)業(yè)化與價(jià)值增值原則。就以產(chǎn)業(yè)化與價(jià)值增值原則為例，它就應(yīng)該形成基于農(nóng)作物秸稈的資源化循環(huán)利用鏈組，實(shí)現(xiàn)對(duì)秸稈的收儲(chǔ)運(yùn)、多層次利用、無公害處理與后期加工服務(wù)，并做到各個(gè)環(huán)節(jié)的有效銜接，推動(dòng)秸稈資源化利用的規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)化優(yōu)化，如此可有效提高秸稈農(nóng)作物的資源附加值，促成秸稈循環(huán)性和農(nóng)業(yè)價(jià)值增值體系。其體系中的秸稈多級(jí)循環(huán)利用可從整體效益上實(shí)現(xiàn)秸稈資源化循環(huán)利用模式中各個(gè)環(huán)節(jié)的獨(dú)立運(yùn)行與效益整合，對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展有利[1]。

2 基于循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的農(nóng)作物秸稈資源化利用模式探究

當(dāng)前基于循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的農(nóng)作物秸稈資源化利用模式應(yīng)該包含多種形式，本文簡單指出其中4種。

2.1 “農(nóng)作物秸稈養(yǎng)殖+能源循環(huán)”型循環(huán)農(nóng)業(yè)資源化利用模式

“農(nóng)作物秸稈養(yǎng)殖+能源循環(huán)”型循環(huán)農(nóng)業(yè)資源化利用模式真正將秸稈利用與畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)二者結(jié)合起來，希望實(shí)現(xiàn)畜牧養(yǎng)殖與秸稈利用的無公害，大量生產(chǎn)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(shè)資源化延伸產(chǎn)業(yè)鏈條。保證秸稈生態(tài)種植、養(yǎng)殖與能源生產(chǎn)三者的耦合關(guān)系優(yōu)化，滿足共生條件，形成多級(jí)循環(huán)利用模式。舉個(gè)例子，首先要將秸稈通過生物理化等綜合方式進(jìn)行處理，加工成飼料用于畜牧喂養(yǎng)；畜牧所產(chǎn)生的糞便通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，在發(fā)酵車間深加工形成有機(jī)肥，而沼氣本身還能被應(yīng)用于農(nóng)戶生活中的供能，也可用來發(fā)電；沼液則作為農(nóng)作物種植的天然肥料，沼渣用于飼養(yǎng)蚯蚓，沼氣用于配合秸稈固體制作成型燃料；所養(yǎng)殖的蚯蚓作為家養(yǎng)畜禽的飼料，以便于生產(chǎn)雞鴨鵝，所以這一秸稈→飼料→畜禽養(yǎng)殖→產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)→農(nóng)田園地回歸的能源循環(huán)利用模式就正式形成[2]。

2.2 秸稈制炭循環(huán)農(nóng)業(yè)資源化利用模式

秸稈除用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，它在工業(yè)生產(chǎn)中的作用也不容小覷，因?yàn)榻斩捲跓峤夂罂缮蓺狻⒁?、固等熱解產(chǎn)品，從而延伸出“后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈”，確保秸稈資源化利用的價(jià)值可持續(xù)增值。具體講，這一制炭循環(huán)農(nóng)業(yè)資源化利用模式的基本內(nèi)容包括了秸稈熱解氣化轉(zhuǎn)化，形成固體生物質(zhì)炭產(chǎn)品、秸稈氣和木醋液，可將上述產(chǎn)品配合生成栽培基質(zhì)和肥料緩釋控制劑，主要用于土壤修復(fù)改善與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。而木醋液還會(huì)進(jìn)一步加工生成其它農(nóng)業(yè)生產(chǎn)殺蟲劑，具有良好的殺蟲效果。

2.3 秸稈食用菌循環(huán)農(nóng)業(yè)資源化利用模式

農(nóng)作物秸稈還可用于培養(yǎng)食用菌，確保食用菌養(yǎng)殖能夠與其他養(yǎng)殖業(yè)聯(lián)系起來，保證建立清潔能源生產(chǎn)體系。比如說利用秸稈形成菇渣延伸產(chǎn)業(yè)鏈，利用秸稈食用菌生成更多附加值，確保新農(nóng)業(yè)資源化利用模式的形成。在該膜式中，菇渣可用于生成優(yōu)質(zhì)有機(jī)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(fā)酵的基本原料，再配合沼氣生產(chǎn)后的沼渣為蚯蚓繁殖提供有利的生長環(huán)境。另一方面，所繁殖培養(yǎng)的蚯蚓可被應(yīng)用于畜禽飼喂環(huán)境中，作為優(yōu)質(zhì)蛋白飼料確保畜禽營養(yǎng)補(bǔ)充。秸稈食用菌多級(jí)循環(huán)利用模式進(jìn)一步優(yōu)化了對(duì)糧、菜、果、蔬、花的高效率種植。其具體的工藝流程如圖1所示。

圖1 秸稈食用菌循環(huán)農(nóng)業(yè)資源化利用模式

2.4 秸稈生物反應(yīng)堆循環(huán)農(nóng)業(yè)資源化利用模式

最后可基于農(nóng)作物秸稈建立生物反應(yīng)堆，確保循環(huán)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)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(nóng)作物生長是最有效的肥料，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)降本增效，同時(shí)也保證秸稈資源化利用滿足產(chǎn)業(yè)化發(fā)展要求。這一生物反應(yīng)堆的循環(huán)性農(nóng)業(yè)資源化利用模式應(yīng)該做到將秸稈分別內(nèi)置或外置，形成兩種反應(yīng)堆，并在反應(yīng)堆中加入催化劑、微生物菌種和凈化劑，然后進(jìn)行好氧發(fā)酵，并將其產(chǎn)物應(yīng)用于果蔬的種植培養(yǎng)中，其多級(jí)循環(huán)農(nóng)業(yè)資源化利用模式如下[3]：

3 總結(jié)

農(nóng)作物秸稈資源的可利用領(lǐng)域很多，像飼料、能源、肥料等等領(lǐng)域都有它的用武之地。為此，我國各地方還應(yīng)該深入研究秸稈資源的深化科學(xué)運(yùn)用途徑，保證農(nóng)業(yè)種養(yǎng)一體化和多方面農(nóng)作物秸稈資源循環(huán)鏈條的有機(jī)建設(shè)，不斷提升該資源的循環(huán)利用價(jià)值，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，確保我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會(huì)效益最大化。