圖為機(jī)械化秸稈還田技術(shù)

　　以往的成都平原，每逢秋收季節(jié)，農(nóng)產(chǎn)品收獲后的秸稈，農(nóng)民往往就地焚燒，不僅造成了大氣污染，也給民航班機(jī)起降帶來了困擾。從2008年開始，四川全面禁止秸稈就地焚燒，并鼓勵開展秸稈綜合利用，截至目前，四川秸稈綜合利用率達(dá)到了82.6%，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到90%。

　　近日，中科院成都生物研究所副所長劉慶帶領(lǐng)他的課題組在國際期刊上發(fā)表了一篇名為《秸稈養(yǎng)分資源在替代化肥方面具有重要的潛在貢獻(xiàn)》的論文。課題組認(rèn)為，國家應(yīng)該大力扶持秸稈還田的科研及應(yīng)用推廣，同時，要出臺一些補(bǔ)貼政策，讓農(nóng)民樂于用秸稈部分替代化肥，這事關(guān)我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和糧食安全。

　　資源利用：秸稈用途多

　　中國農(nóng)科院、西南大學(xué)、湖北省農(nóng)科院等科研機(jī)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田可實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物增產(chǎn)10%以上，如果常年還田還可持續(xù)增產(chǎn)。另外，將秸稈粉碎后，加入磷肥、氮肥、石灰及水，堆悶發(fā)酵培育食用菌，可使其生物轉(zhuǎn)化率達(dá)70%以上。然而即便如此，我國秸稈還田率僅有20%至30%，遠(yuǎn)不及西方發(fā)達(dá)國家的70%。

　　劉慶說：“無論是作燃料、飼料、基料還是建材，都是把秸稈從農(nóng)田中移除。移除就會使農(nóng)田有機(jī)質(zhì)降低，減退耕地基礎(chǔ)地力，因而農(nóng)作物生長所需營養(yǎng)成分只能通過化肥來供給。”長此以往，年復(fù)一年地施用化肥，就會造成土壤質(zhì)量逐步退化，生態(tài)環(huán)境也會受到越來越嚴(yán)重的污染。

　　“農(nóng)田就是一種人工生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)田的生產(chǎn)發(fā)展也應(yīng)該符合生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)及動態(tài)平衡理論。秸稈中含有大量的氮磷鉀等養(yǎng)分資源，若歸還到農(nóng)田中，可改善土壤物理結(jié)構(gòu)、維持土壤肥力、促進(jìn)微生物活性，有助于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定。”課題組成員趙文強(qiáng)說。

　　課題組基于中國官方數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒，全面收集了1998年至2014年中國31個省(區(qū)、市)的主要農(nóng)作物產(chǎn)量、播種面積、化肥施用量、秸稈產(chǎn)量、秸稈養(yǎng)分資源量等數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析了過去17年間，我國糧食增產(chǎn)和化肥施用量增加的變化趨勢和相互關(guān)系。

　　研究發(fā)現(xiàn)，中國7種主要農(nóng)作物產(chǎn)量(稻谷、小麥、玉米、大豆、花生、油菜、棉花)從1998年的481.23百萬噸增長到2014年的597.95百萬噸，年平均增長率為3.84%；同時期化肥施用量從29.66百萬噸上漲到39.54百萬噸，年平均增長率為9.42%。“化肥用量年均增長率是糧食年均增長率的2.5倍，這說明我國在這個時期，糧食生產(chǎn)的增幅主要是依靠施用化肥來維持。”

　　研究還發(fā)現(xiàn)，秸稈中氮磷鉀等養(yǎng)分資源豐富，我國7大農(nóng)作物的秸稈年平均產(chǎn)量達(dá)674.91百萬噸，年平均養(yǎng)分資源為19.52百萬噸，其中氮6.11百萬噸、磷2.00百萬噸、鉀11.41百萬噸；而同時期氮肥、磷肥、鉀肥施用量分別為21.25、8.26、7.85百萬噸。

　　也就是說，100%秸稈還田可分別代替28.77%和24.25%的氮肥與磷肥施用總量，68.80%的秸稈還田率可完全替代鉀肥施用總量。若考慮可被植物直接吸收的有效化肥施用量，100%秸稈還田即可替代87.22%的氮肥有效施用量。

　　回收難題：要強(qiáng)化技術(shù)支撐

　　“秸稈中不僅含有豐富的生物質(zhì)能，還含有大量植物所需的營養(yǎng)成分。我國每年可利用的秸稈約9億噸，如果不予以綜合利用，造成的不僅僅是環(huán)境污染，更重要的是資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。”劉慶說。

　　四川環(huán)境保護(hù)科學(xué)院的葉宏、陳軍輝對當(dāng)前秸稈綜合利用作了深入研究。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前秸稈綜合利用方式主要為：燃料、飼料、肥料、基料、建材，但運(yùn)用中都或多或少面臨著一些問題。

　　“作為燃料，秸稈的利用成本較高。”葉宏介紹道，不管是變成用于發(fā)電的高密度固體燃料，還是通過生物發(fā)酵或者生物質(zhì)氣化生產(chǎn)燃?xì)?，或者將秸稈中高糖分用來生產(chǎn)乙醇，其生產(chǎn)成本都比較高，“與水能、煤炭、燃油、天然氣比起來，秸稈燃料在市場中并沒有什么競爭優(yōu)勢。”

　　飼料方面，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川省農(nóng)科院聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)開發(fā)了秸稈“綠色無公害飼料技術(shù)”，將秸稈加工成精飼料，讓秸稈變廢為寶。但由于當(dāng)前四川畜禽飼養(yǎng)規(guī)模化程度偏低，且農(nóng)民文化素質(zhì)不高，在該技術(shù)的推廣和應(yīng)用上也面臨著難題。

　　而在建材方面，我國目前有一種外墻保溫材料一直處于技術(shù)領(lǐng)先地位，可大大減少粘土燒磚對土地資源的破壞，制成的地板磚隔音、隔熱效果都達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。四川一家地板生產(chǎn)廠2003年就建立了秸稈強(qiáng)化地板生產(chǎn)線，秸稈收購站一度達(dá)到1000多個，年收購秸稈達(dá)二三十萬噸。然而生產(chǎn)線自建成之日起就遭遇虧損，每生產(chǎn)1噸秸稈地板磚就要虧損500元，生產(chǎn)越多虧損越大。“原料成本高、市場接受度差、地板售價低，還沒有國家優(yōu)惠政策，這條路太難走了。”地板經(jīng)銷商說。

　　政策支撐：秸稈還田前景廣

　　秸稈還田怎么還？這中間還需要什么關(guān)鍵技術(shù)？趙文強(qiáng)說：“秸稈還田雖然理論上能一定程度地替代化肥，但直接還田分解速度慢，農(nóng)田需要一年接一年地耕種，必須要使它快速分解才行，這就需要讓秸稈快速腐熟分解的生物菌劑，而且必須先將秸稈粉碎。”

　　那么，要大力推廣秸稈還田，必須要讓農(nóng)民購買秸稈粉碎機(jī)械和生物菌劑，并對農(nóng)民進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)?？蓪r(nóng)民來說，這既要花錢又很麻煩，比不了施用化肥既經(jīng)濟(jì)又方便。再者，這類生物菌劑目前大多還處于學(xué)術(shù)研究和試驗(yàn)階段，批量生產(chǎn)和推廣運(yùn)用鮮見于市場。

　　中科院成都生物研究所黃鈞是研究生物菌劑的專家，他研究出了降解生物質(zhì)廢棄物纖維素的微生物菌劑，做了好氧堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥的研究。“目前我們和一個中藥制藥企業(yè)達(dá)成了合作，他們接種我們提供的菌劑，把藥渣腐熟成有機(jī)肥。時機(jī)成熟就把這種有機(jī)肥施用到他們的藥材種植基地進(jìn)行試驗(yàn)。”黃鈞向記者介紹，目前這種微生物菌劑還未規(guī)?；a(chǎn)，成本只能粗略估算，處理每噸廢棄物的菌劑接種量大約為0.1%~0.2%，成本大約50元。

　　2015年，農(nóng)業(yè)部印發(fā)《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，對此，劉慶課題組認(rèn)為，我國應(yīng)將秸稈還田作為秸稈資源化利用的主要方式與政策優(yōu)惠的方向，這不僅利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)田化肥使用量零增長的目標(biāo)，還能切實(shí)有效地維系和培育土壤肥力。

　　“盡管前景廣闊，但秸稈高效還田的大規(guī)模推廣應(yīng)用仍有許多工作要做。”課題組成員尹華軍說，“首先就是需要資金上的大力支持，為農(nóng)民提供還田補(bǔ)貼以及秸稈粉碎處理的機(jī)械設(shè)備；同時，還需要政策上的引導(dǎo)，提高公眾環(huán)保意識，鼓勵農(nóng)村居民對秸稈進(jìn)行合理的還田；更為重要的是，科學(xué)家們需要研發(fā)新型的秸稈分解技術(shù)與因地制宜的高效還田策略，促進(jìn)秸稈養(yǎng)分被植物快速、有效地吸收，進(jìn)而降低化肥用量，推動中國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。”