各国将秸秆变废为宝:还田、发电、充当果蔬培养基……


  本报驻哈萨克斯坦特派记者 周翰博,本报驻加拿大、德国、日本特约记者 陶短房、靳馥榕、徐德俊,本报记者 任琳贤

  时下,各地秋收已接近尾声,很多农民们又马不停蹄地开始下一季作物的播种。在播种之前,有一个大问题必须处理——秸秆。过去,农民们习惯了“刀耕火种”,经常一把火把秸秆全部烧掉。近些年来,出于环保等多种考虑,我国各地相继发布秸秆“禁烧令”,力争将秸秆作为生物质资源回收再利用。截至2021年,农作物秸秆利用率已达88.1%,仍有小部分地区还在用焚烧处理。火光一起,烟雾弥漫,既污染自然环境、损害健康,又可能会影响交通、破坏土壤。其实,禁烧秸秆已是全球趋势,很多粮食生产大国都在大力促进秸秆综合利用。

  在全球范围内,秸秆大多数来源于水稻、玉米、小麦、薯类、油菜、棉花等农作物,农民丰收后将秸秆废料付之一炬曾是普遍现象。但随着经济水平发展,资源能源被大量开发利用,可持续发展成为人类的不得不思考的长远命题,焚烧秸秆污染也引起了关注。诸多研究证实,大量秸秆露天焚烧不仅会产生一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等有害化学气体,还会释放PM2.5等固体颗粒物,严重对环境造成污染,长此以往会导致人们肺部、心脏自主神经功能、认知功能等出现不良病变。此外,秸秆焚烧形成的烟雾大幅度的降低了空气能见度,会导致可视范围下降,给民航、铁路、高速公路的交通安全带来安全风险隐患。焚烧秸秆还极易引起火灾,若遇到大风等特殊天气,后果更是不堪设想。

  为了防止秸秆焚烧的危害,许多国家采取一定的措施,禁止露天焚烧秸秆。欧盟国家、美洲国家大约在20世纪90年代开始实施秸秆焚烧限制措施。英国众议院则在20世纪80年代就针对秸秆焚烧导致环境污染、引发火灾破坏自然环境等问题开展过激烈辩论。1993年,英国《农作物残留物(焚烧)条例》终于诞生。该条例规定,除教育、科研及农作物病虫害防治需要外,一律不得在农田上焚烧谷物、油菜等农作物残余物。违反条例者属于犯罪,可处5000英镑(约合人民币4万元)以下罚款。此后,包括德国在内的很多欧盟国家开始限制秸秆焚烧,大多采取“许可制”,即由农业部门、消防队审批焚烧申请。

  1992年,加拿大曾出现一次大规模抗议活动,迫使政府采取行动治理大范围秸秆焚烧。2018年,《作物秸秆和牧草焚烧法规》正式颁布,并成为《环境法》的第77/93条,其中规定了秸秆焚烧分区、授权、时间、安全预防、违反法律处罚等五方面内容,包括禁止夜间焚烧农作物残茬和非农作物牧草;每年8月1日至11月15日期间除非另有授权,禁止焚烧;必须有充分防火措施和适当监督,任何焚烧所产生的烟雾,不得遮蔽公共道路或影响附近居民;违法者可处以2000~5万加元(约合人民币1万~26万元)罚金。事实上,焚烧许可有效期很短,理论上不超过4天,且每天都有变化,很多农民需要每天打电话咨询焚烧授权是否被作废,因此这一授权又被称作“逐日焚烧授权”。

  我国作为世界第一秸秆生产大国,同样在上世纪90年代,就开始治理因秸秆焚烧浓烟导致交通事故频发的问题。后来,雾霾环境问题突出,秸秆焚烧污染被佐证是阶段性秋季雾霾的重要原因,禁烧秸秆成为各地治理雾霾的重要措施之一。为支持治理秸秆焚烧,我国一方面在农业法、环境保护法等法律中予以支持,对故意不听劝阻焚烧秸秆、引起难以处理的后果者予以处罚;另一方面则大力推动秸秆综合利用。此外,秸秆燃烧后释放的二氧化碳量,与其植物吸收的二氧化碳量相当,是“碳中和”的有效方式,利用秸秆生物质能源是我国实现2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”战略目标的重要举措。

  大量秸秆若不立即处理,就会成为农业生产衍生的大宗废物,堆积在田间地头会妨碍农民开展下一次作物种植,到处乱丢可能堵塞河道、污染水源等。因此,禁烧秸秆的同时必须为秸秆想好出路。

  图①为我国的农田打捆机;图②为日本稻草艺术展作品;图③为德国人利用稻草混合材料建房屋

  德国每年约有4000万吨秸秆堆积在农田上。自从德国限制秸秆焚烧后,常常会看见乡间大捆大捆的秸秆被堆得整整齐齐。这些秸秆有的充当富含纤维的饲料,有的用于牲畜、宠物的垫料,之后又与动物粪便混在一起发酵为肥料,提供给植物吸收,形成了种植业与畜牧业相结合的秸秆循环利用。随着德国牲畜数量下降,秸秆在畜牧业中的需求减少,秸秆新用途不断被开发。例如,秸秆可作为沼气发电原料,同时沼渣还能作肥料还田;利用秸秆制造生物甲烷,据德国生物质能研究中心估计,德国每年可制造800万~1300万吨甲烷气体,相当于400万辆汽车的能源需求;秸秆富含碳、氮、矿物质等营养成分,

  可作为蘑菇与水果的栽培基质, 还能用来给草莓垫底,既使其不会接触地面变脏,又可防寒;作为传统建筑材料,秸秆因具有生态价值受到了建筑行业的重视。

  加拿大的主要谷物生产区域在阿尔伯特省、萨斯喀彻温省、曼尼托巴省。秸秆处理体系由阿尔伯特省小麦委员会、阿尔伯特省大麦委员会、曼尼托巴省作物联盟和萨斯喀彻温省小麦发展委员组成的管理联盟负责。联盟建立了在线“农业秸秆成本计算器”系统,可计算出作物残茬的单位养分含量和价值,若符合各农会制定的标准,就可“打包”出售给钾肥生产基地等,不达标的就使用切割机打碎还田。多个方面数据显示,加拿大约40%的秸秆、牧草等作物残茬会统一“打包”,其余的则还田以确保农田保持充足营养和保水能力。为减少残茬产量,农业厅还公布了“种子指南”,指导农民选择种植残茬较少的品种——半矮化品种;推广乙烯利、氯灭螨和抗倒酯3种植物生长调节剂,控制残茬单位产量。农业厅也指导农民采用更合理地耙地技术、农机具以及条状带放牧等形式,提高秸秆还田和作饲料的使用率。

  近些年,秸秆作为绿色新能源受到空前的关注,很多国家的秸秆焚烧正自觉减少。作为我国邻邦的哈萨克斯坦和日本就是这样的例子。

  哈萨克斯坦作为世界最具潜力粮食生产国家之一,也曾长期以“一烧了之”来处理秸秆。但近年来,政府大力推动生物质能源锅炉建设,大幅度减少了秸秆焚烧情况。2018年,北哈州州长库马尔·阿克萨卡洛夫在接受各个媒体采访时介绍,2吨亚麻秸秆可以替代1吨煤炭,当地一所中学采用生物质锅炉后,取暖季的燃料费用从590万坚戈(约合人民币9.2万元)下降至290万坚戈(约合人民币4.5万元)。北哈州首家生物质锅炉公司负责人杰尼索夫在接受媒体采访时表示,秸秆生物质燃料燃烧稳定,设备维护成本低,可大幅度减少炉渣和有害化学气体排放,而且秸秆残渣还可作矿物磷肥,二次利用。据报道,哈萨克斯坦第一家亚麻秸秆生物燃料工厂的订单已覆盖丹麦、德国、英国、日本等国。有机农业协会负责人瓦季姆·洛普欣说:“实践证明,就地焚烧秸秆不仅污染自然环境,还是种浪费。我们从亚麻秸秆中提取的纤维,远销欧洲,能获得额外收入。此外,秸秆回收与加工产业还解决了部分农民的冬季就业问题。”记者还发现,不少商家利用电子商务平台自行出售秸秆卷,涉及小麦、大麦、燕麦、亚麻等作物秸秆,每卷在120~180千克,售价约5000坚戈(约合人民币79元),量大可直接送货上门,这也不失为一种自产自销的方式。

  相关多个方面数据显示,日本国内秸秆约76%被直接切碎埋入田地里作为肥料,约10%作为生产饲料的原材料,约6%用在了堆肥上,约4%铺在猪圈牛棚等地方,燃烧处理的只有不到3%。此外,秸秆还会被加进混凝土里做房屋材料,用来制作艺术品、编制网兜等。为促进秸秆综合利用,日本农林水产省进行了一系列调查及协助。例如,为增加秸秆饲料生产使用量,农林水产省要求各地政府调查统计生产饲料所需秸秆的量以及农民可提供秸秆的量,然后把双方对接起来,再为其导入生产饲料所需的相关机器。农林水产省会在购买秸秆的收割和饲料生产的机器方面给予相应政策补贴。

  “秸秆白白烧了,太可惜!秸秆作为生物资源的巨大潜力应被高度关注。”江苏省生态环境厅一级调研员、武汉大学环境法研究所研究员贺震介绍,我国秸秆综合利用最多的是还田和生物质能源发电,各地政府对农民将秸秆机械化还田、企业回收利用秸秆等都有补贴。此外,秸秆在动物饲料、蘑菇基料、应急物资储备(如防洪草袋)、手工艺品(如江苏省的秸秆画、秸秆工艺品)等方面也有应用。近二十年,国家投入大量财政资金支持秸秆燃料化、饲料化、肥料化、原料化及基料化(“五料化”)。多个方面数据显示,农业农村部、财政部自2016年实施秸秆综合利用项目以来,投入资金达140.5亿元。农业农村部近日发布的《全国农作物秸秆综合利用情况报告》显示,2021年,我国农作物秸秆利用量6.47亿吨,综合利用率达88.1%。

  尽管如此,每年秋收结束,仍不时有农民因焚烧秸秆被立案处罚的消息传来。贺震表示,各地情况不完全一样,从实践经验来看,相比一些发达国家,我国是人多地少资源禀赋基础上的小农户经济,少数地方有焚烧屡禁不止的情况,要解决好以下四方面问题:

  回收别耽误农忙。农民们收成一波,就会根据气候赶紧种下一波作物。比如,有些地区秋季收割完小麦后,很快就得准备秋播小麦,因为小麦对地温、土壤干燥度都有要求,若是种晚了,来年收成会受影响,中间间隔只有十几到二十天。一些农民等不及企业回收秸秆,就可能铤而走险点火焚烧。解决这一个问题,除了需要相关部门加强监督外,更需要打通、提速秸秆回收“最后一公里”。各地政府须下决心,拿出真金白银,在机械化推广、操作环节中发挥实实在在的主导作用。比如,让切割打捆机在秋收时就下田,农民一边收割作物,一边就将秸秆压缩打包,企业到时去田间运走即可。

  “烧灰肥田”存在误区。我国古代农业技术发现,秸秆焚烧后产生的草木灰可以肥田、杀菌除害。这点毋庸置疑,但焚烧过程中形成的高温,同时也可能破坏土壤中的有机质、腐殖质和杀死有益微生物。研究之后发现,单次秸秆焚烧会使耕地土壤有机质含量降低至少0.3%,导致土壤的物化性质改变和微生物系统破坏,保水能力降低,肥力状况变差。相比,选择切碎填埋或沤肥的形式还田更利于农业可持续发展。所以,“禁烧令”下不能只以严刑威慑,农技人员要深入田间地头,加强技术指导,宣传秸秆综合利用知识,使农民真正理解、支持禁烧。

  算好回收的“经济账”。秸秆体积大,从切割、打捆到装车、运输都要耗费不小的人力物力成本,所以在山区或农田规模小、位置分散的地方,回收秸秆可能有“入不敷出”的情况。这需要各地结合实际,划定农田周边企业回收半径,通过提高财政补贴等措施,鼓励企业完成责任范围内的回收任务,同时,提升农民补贴,增强积极性。

  完善相关产业链。从其他几个国家的经验来看,形成秸秆综合利用产业链才是发展之道,这中间还包括秸秆的收割、运输、再加工、销售以及循环利用等。各地政府应结合当地发展状况,朝着秸秆“五料化”扶持相关产业布局和发展,真正让秸秆综合利用产生收益,才能产生更大驱动力。▲

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