煙株殘體回收處理模式研究

卓小平 任仕榮 馮彥軍 彭玖華

摘 要：煙株殘體的回收處理和利用模式對煙農(nóng)和煙草行業(yè)十分重要，也關(guān)系著煙葉的可持續(xù)發(fā)展。為最大限度回收利用煙株殘體，該研究對4種煙稈處理模式的流程、主要技術(shù)難點及優(yōu)缺點進行了探討，結(jié)果表明：“煙株殘體+煙農(nóng)+合作社+有機肥”模式適合巫山生產(chǎn)實際，可以最大限度對煙稈進行綜合利用，減少對環(huán)境的污染。

關(guān)鍵詞：煙株殘體;處理模式;綜合利用

中圖分類號 S572.04 文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）15-0055-03

Study on Treatment Mode of Tobacco Residue

ZHUO Xiaoping et al.

（Wushan Branch of Chongqing Tobacco Company， Chongqing 404700， China）

Abstract： The treatment and utilization mode of tobacco stem is very important for tobacco growers and tobacco industry， and also related to the sustainable development of tobacco leaves. This paper mainly discussed the mode， process， main technical difficulties， advantages and disadvantages of the current four methods of tobacco stem treatment， "tobacco residue + tobacco grower + cooperative + organic fertilizer" mode was suitable for the actual production of Wushan mountain， which could maximize the tobacco pole comprehensive utilization and reduce environmental pollution.

Key words： Tobacco residue; Treatment mode; Comprehensive utilization

綠色發(fā)展是關(guān)系全中國乃至全世界發(fā)展的重要理念。要積極發(fā)展保護好生態(tài)環(huán)境，綠色發(fā)展迫在眉睫，是功在當(dāng)代、利在千秋的事業(yè)，綠水青山就是金山銀山。中國是一個農(nóng)業(yè)大國，2018年全國糧食總產(chǎn)量為6.58億t，每年約產(chǎn)生7億t秸稈，大量生物“廢棄物”隨意處理或焚燒，導(dǎo)致大氣遭到嚴(yán)重污染[1]。煙草行業(yè)同樣面臨相同的問題，煙葉產(chǎn)區(qū)的煙稈隨處可見，尤其在煙葉生產(chǎn)相對集中的區(qū)域更為嚴(yán)重。目前全國煙稈產(chǎn)量約為450萬t[1，2]，僅巫山每年就產(chǎn)生約2萬t，煙稈資源十分豐富。煙稈有機碳含量為90%～95%，K、Ca、Mg、B、Cu、Fe、Mn、Na、Zn等礦質(zhì)元素含量十分豐富[3]，加強煙稈資源的能源化利用，變廢為寶，具有深遠的環(huán)保意義。目前針對煙稈的處置和利用方面的研究較多[4-7]，但主要集中在煙稈有機肥，且缺少推廣方面的文獻，煙農(nóng)還是以焚燒、丟棄等處理方式為主。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，煙稈作為燃料使用越來越少，更多的煙稈成為廢棄物，被直接焚燒或丟棄在田邊、溝邊，不僅污染大氣，還對土壤造成病毒污染。巫山作為典型的山地?zé)焻^(qū)，立體氣候明顯，交通不便，生產(chǎn)片區(qū)較為分散，煙田主要以坡田為主，機械化程度較低。為此，本研究探討了不同的煙稈處理模式，以最大程度減少煙稈對環(huán)境的污染，提升煙稈的綜合利用，為巫山煙區(qū)的煙稈回收處理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗概況 試驗于2019—2020年分別在巫山縣煙草公司騾坪基地單元、巫山縣明態(tài)農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社開展。煙葉剛剛采收結(jié)束，煙稈為綠色，用粉碎機粉碎后直接撒施還田，然后進行翻耕，按照0.067hm2煙稈還田0.067hm2地的用量開展。煙稈有機肥的制作采用湖南碧野農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的ZF-7.5型秸稈生化處理制肥機，相關(guān)技術(shù)操作均按照ZF-7.5型制肥機的要求進行。

1.2 試驗方法

1.2.1 “煙株殘體+煙農(nóng)+燃料”模式 煙葉采收結(jié)束后，將剩余在煙田的煙稈和煙根拔出，整齊擺放在煙田中，待煙稈和煙根全部干燥后，將這些殘體運輸儲藏在固定場所作為燃料使用，或?qū)⑦@些殘體堆放在煙田中作為燒制火土灰的燃料。

1.2.2 “煙株殘體+煙農(nóng)+秸稈還田”模式 在煙葉采收結(jié)束后，將剩余在煙田的煙稈和煙根拔出，趁煙稈含水量在70%左右時及時進行粉碎，然后均勻撒施在煙田中，結(jié)合煙田冬耕將煙株殘體全面翻壓到田間。

1.2.3 “煙株殘體+煙農(nóng)+合作社+有機肥”模式 煙葉采收結(jié)束后，將剩余在煙田的煙稈和煙根拔出，待煙株失水50%后由合作社統(tǒng)一回收，按照相應(yīng)的生產(chǎn)工藝制成有機肥。生產(chǎn)工藝主要包括：原料秸稈收集—原料粉碎—有機肥配方配比—專用鍋爐高溫殺菌—加入菌株適溫發(fā)酵—成品出爐—常溫擴繁—成品堆漚—稱重裝袋—成品銷售。

1.2.4 “煙株殘體+煙農(nóng)+合作社+公司+生物質(zhì)燃料”模式 煙葉采收結(jié)束后，將剩余在煙田的煙稈和煙根拔出，整齊擺放在煙田中，待煙稈和煙根全部干燥后，由合作社統(tǒng)一回收，按照相應(yīng)的生產(chǎn)工藝制成生物質(zhì)燃料顆粒。生產(chǎn)工藝主要包括：原料秸稈收集—原料粗粉—干燥—原料細粉—除塵—物料輸送—制?！w粒輸送—冷卻—篩分—成品庫—成品裝袋—成品銷售。

2 結(jié)果與分析

2.1 “煙株殘體+煙農(nóng)+燃料”模式 “煙株殘體+煙農(nóng)+燃料”是一種相對粗放、原始的處理方式。隨著農(nóng)村生活水平的提高，家用電器、煤氣等的使用日益廣泛，農(nóng)民對秸稈作為燃料使用的需求急劇下降，致使煙稈作為生活燃料使用相對較少。燃燒后的煙株殘體作為一種肥料，鉀、鈣、鎂等礦質(zhì)元素含量十分豐富，這也是導(dǎo)致農(nóng)作物秸稈被大量焚燒的主要原因。但秸稈焚燒易引燃周圍的易燃物，導(dǎo)致火災(zāi);同時火土漚制產(chǎn)生大量煙霧，嚴(yán)重污染空氣質(zhì)量，造成空氣能見度下降，易引發(fā)交通事故，危及人身安全。

2.2 “煙株殘體+煙農(nóng)+秸稈還田”模式 “煙株殘體+煙農(nóng)+秸稈還田”是一種直接還田方式，簡單、方便、快捷、省工。秸稈還田又分為翻壓還田和覆蓋還田。煙稈還田主要以翻壓還田為主。煙稈還田必須提高粉碎質(zhì)量，秸稈粉碎長度應(yīng)小于5cm，并且要撒勻;煙稈被翻入土壤后，在分解為有機質(zhì)的過程中要消耗一部分氮肥，所以要配合施足速效氮肥;澆水加速秸稈腐化，整地后一定要澆好蹋墑水。煙稈還田對次年煙葉生產(chǎn)也會造成一定影響，秸稈腐化速度慢，養(yǎng)分釋放緩慢，可能導(dǎo)致煙株后期貪青晚熟;煙株本身都帶有一些病毒，還田后容易將煙株原有的病原菌再次帶入煙田;煙稈腐化過程中微生物也需要吸收養(yǎng)分，容易造成微生物與農(nóng)作物爭肥的現(xiàn)象;部分煙稈翻壓不及時，煙稈水分含量偏低，煙稈不易腐化。秸稈還田具有良好的改善土壤效果，尤其在提高土壤生物活性方面具有重要作用。秸稈在分解過程中對土壤氮素的影響不會影響到烤煙的發(fā)育和煙葉質(zhì)量[8]。

2019—2020年巫山騾坪基地單元試驗測算秸稈還田成本為520元/hm2，其中將煙稈拔出后擺放成堆200元、煙稈粉碎人工和用電70元、粉碎機運輸費100元、翻耕150元，費用成本不包含機器磨損和折舊，若將折舊費用計算在內(nèi)，處理成本更高。

2.3 “煙株殘體+煙農(nóng)+合作社+有機肥”模式 “煙株殘體+煙農(nóng)+合作社+有機肥”是一種綠色環(huán)保的處理模式。煙稈中N、P2O5、K2O含量分別為1.44%、1.69%、1.88%，其養(yǎng)分總含量尤其是K2O的含量遠高于稻草、小麥秸稈和玉米秸稈，是一種尚未得到充分利用的有機肥料資源[9]。將煙稈制成有機肥一并歸還于土壤，不僅可以提高土壤有機質(zhì)含量，而且可為下季作物的生長提供有效養(yǎng)分并減少化肥施用，尤其是同科作物，煙稈有機肥能顯著提高煙株株高和葉面積等農(nóng)藝性狀[10]。煙稈制成有機肥模式的難點是生產(chǎn)工藝中對殺菌的要求較高，尤其是蟲卵和病原菌，若對蟲卵和病原菌的殺滅不完全，可能會造成施用煙稈有機肥的田塊大面積暴發(fā)病蟲害，繼而導(dǎo)致絕收。

通過對巫山縣明態(tài)農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社生物有機肥廠試驗成本核算得出，每生產(chǎn)1t煙稈生物有機肥的成本為757.5元，其中材料成本200元、餅肥200元、生物菌劑15元、水電煤85元、人工成本200元、包裝及運輸57.5元。每生產(chǎn)1t玉米稈生物有機肥的成本為977.5元，與煙稈有機肥相比主要是材料成本上漲至420元，其他成本沒有變化。目前市場上有機肥售價在850～1050元，主要用于脆李、柑橘等經(jīng)濟作物。

2.4 “煙株殘體+煙農(nóng)+合作社+公司+生物質(zhì)燃料”模式 “煙株殘體+煙農(nóng)+合作社+公司+生物質(zhì)燃料”是一種環(huán)保且可多方向利用的處理模式，具有廣泛的使用前景[11]。生物質(zhì)燃料顆粒是由煙株秸稈、花生殼等分散生物質(zhì)原料經(jīng)專業(yè)設(shè)備加工而成的顆粒狀燃料，具有運輸存儲方便、揮發(fā)分高、固定碳、S含量低、二氧化碳零排放、二氧化硫低排放和可再生等特點，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)村炊事取暖、城鎮(zhèn)居民取暖、洗浴及城鎮(zhèn)集中供暖，是一種清潔環(huán)保且可再生能源。煙稈制成生物質(zhì)燃料顆粒的生產(chǎn)成本較高，同時遠距離運輸費用較貴，單獨由煙稈制成的生物質(zhì)燃料顆粒的燃燒值只有17259kJ/kg，只相當(dāng)于原煤的58.88%（我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)原煤的熱值為29309kJ/kg）[12]。另外，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量粉塵，對環(huán)境保護的要求較高。

通過對奉節(jié)金醇農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社生物質(zhì)燃料顆粒廠的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，每生產(chǎn)1t生物質(zhì)顆粒燃料的成本為900元，其中材料成本450元、粉碎加工烘干成本150元、人工成本140元、電費110元、包裝袋35元、機械維護60元，不包含機器的磨損和折舊，若將成本攤銷在產(chǎn)品上，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本更高。原材料和烘干2項占了總成本的66.67%，這是由于煙稈都生長在高山地帶，空氣濕度較大，需要增加額外的烘干成本，若在低海拔地區(qū)加工可降低烘干成本，但煙株殘體和成品銷售的運輸成本會相應(yīng)增加;材料成本的450元/t主要用于煙稈回收的運輸成本，這是由于煙田較為分散且海拔差異大，再加上煙草秸稈體積大、單位重量輕等，導(dǎo)致原料成本偏高，這與韓非的結(jié)論一致[1]。目前市場上生物質(zhì)顆粒燃料的成本價在700～850元，但燃燒值較實木生物質(zhì)顆粒低[10]，導(dǎo)致煙稈生物質(zhì)顆粒在市場上沒有競爭優(yōu)勢，

3 討論

巫山煙區(qū)主要分布在海拔800～1500m的中高山地帶，煙田海拔差異大，且坡度較陡，70%的田塊為坡地，10%的田塊坡度>30°，只有少量田塊為平地。巫山屬于典型的亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，雨量充沛，立體氣候明顯。巫山煙區(qū)煙農(nóng)種植規(guī)模較小，近5年全縣種煙農(nóng)戶平均種植面積都低于1.6hm2。煙農(nóng)較為分散，分布在17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，平均每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)只有108戶，且鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間距離較遠，都遠離縣城，最南邊和最北邊的距離可達280km，除篤坪鄉(xiāng)外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中程度均比較低。

隨著農(nóng)村生活水平的提高，家用電器、煤氣等得到廣泛使用，秸稈作為燃料使用的需求急劇下降。煙稈有機肥制作成本為757.5元/t，煙稈還田成本為520元/hm2，生物質(zhì)顆粒制作成本為900元/t，煙稈還田成本最低，煙稈制成生物質(zhì)顆粒成本最高。從當(dāng)?shù)厣a(chǎn)銷售實際看，有機肥的銷售渠道寬、銷售成本最低，果農(nóng)接受程度高，而煙稈生物質(zhì)顆粒售價偏高，燃燒值低，沒有競爭優(yōu)勢。由于煙農(nóng)種植規(guī)模較小，煙農(nóng)較分散，煙稈集中回收難度大，回收成本高，不利于煙株的集中處理，因此在實際生產(chǎn)中采取分散與集中相結(jié)合的方式，各站點實行集中處理，全縣分站分散開展，實行大統(tǒng)一、小區(qū)分。

綜上所述，在巫山煙區(qū)分片區(qū)建設(shè)小型有機肥廠，由合作社開展“煙株殘體+煙農(nóng)+合作社+有機肥”模式，同時輔以燃燒處理的綜合處理模式較為符合巫山的生產(chǎn)實際，能夠最大程度地對煙稈進行綜合利用，減少對環(huán)境的污染。

參考文獻

[1]韓非，王瑞.煙草秸稈生物有機肥產(chǎn)業(yè)化綠色發(fā)展的現(xiàn)狀與策略[J].中國煙草學(xué)報，2016，22（03）：126-132.

[2]吳福芳，沈曉寶，譚蘭蘭，等.煙草秸稈的綜合利用與展望[J].阜陽師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，32（04）：49-55.

[3]易克，孫康，楊文蛟，等.煙稈-菜籽餅有機肥對烤煙生長發(fā)育及產(chǎn)量質(zhì)量的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018（11）：50-52.

[4]彭國勛，李平，吳錫剛，等.煙草廢棄物資源化利用研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（09）：4036-4038.

[5]唐天寬，汪意湘，彭邱強，等.煙草廢棄物利用研究概況[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2012，32（08）：22，28.

[6]李利民，胡平翠.煙稻輪作模式下煙稈還田效果研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（04）：201，207.

[7]姜超強，沈嘉，王火焰，等.煙稈還田對水稻產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響及其替代鉀肥的效果[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2016，27（12）：3969-3976.

[8]陳雪，王發(fā)鵬，朱維華，等.秸稈還田時烤煙氮素的吸收與利用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（01）：127-128.

[9]宋麗麗，張志平，王光路，等.不同預(yù)處理方法對煙稈酶解產(chǎn)糖和結(jié)構(gòu)特征的影響[J].輕工學(xué)報，2019，34（03）：52-59.

[10]姚珊珊，謝華東，王溶.不同土壤改良方法對黔江植煙土壤養(yǎng)分和pH的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（34）：196-198.

[11]莫靜之.煙稈生物質(zhì)燃料在煙葉烘烤中的應(yīng)用研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2019.

[12]溫麗娜，陶瓊，歐陽進，等.農(nóng)林生物質(zhì)原料熱值比較及煙稈-玉米稈生物質(zhì)燃料優(yōu)化配方研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（01）：43-46.

（責(zé)編：徐世紅）