9月28日下午,在位于山东省寿光市古城街道的山东泰昌生物科技有限公司的一处广场上,伴随着轰鸣的马达声,一捆捆半干的西红柿秸秆被塞进秸秆粉碎机,瞬间被粉碎成长短一厘米左右的碎屑从出料口喷洒而出,空气中洋溢起一股草本的清香。参观者抓起地上的碎屑议论:“粉碎得这么小堆肥效果肯定好。不知道新鲜的尾菜能不能粉碎?处理效率怎么样?”一旁的山东泰峰农牧机械厂经理赵兴鹏答道:“我们这机器边走料边粉碎,各种农作物秸秆甚至直径两厘米以内的树枝都可以粉碎,不受秸秆干湿限制,不怕含水量高,新鲜的尾菜也能打成浆。这台小型的是30千瓦的,1小时可以处理2吨秸秆,还有160千瓦的。”这是第二届“蔬菜秸秆肥料化利用技术研讨会及观摩会”现场观摩部分的一幕。

当日,由山东省农业机械科学研究院、农业农村部南京农业机械化研究所主办,山东农业大学、山东泰昌生物科技有限公司等单位协办的第二届“蔬菜秸秆肥料化利用技术研讨会及观摩会”在寿光举行。来自相关涉农科研院所及高校的专家、农业废弃物资源化利用主管部门领导、秸秆综合利用企业及相关农机生产企业的代表100多人齐聚“蔬菜之乡”,研讨蔬菜秸秆肥料化利用的技术与模式,观摩新装备,倡导产、学、研、推、用相结合,旨在进一步推进我国蔬菜秸秆肥料化利用技术和机械装备的推广应用,推动蔬菜秸秆等农业废弃物资源化利用产业化发展,破解该行业全程机械化的共性难题。

每年2.3亿吨蔬菜秸秆处理成难题

统计显示,我国每年产生各类农作物秸秆9.8亿吨、畜禽养殖粪污38亿吨,但这些农业废弃物的有效利用率并不高,其中,设施蔬菜秸秆和丘陵地区农作物秸秆的利用率普遍较低。

据山东省农机科学研究院研究员齐自成介绍,我国设施蔬菜种植面积集中度较高,北方15省占全国总面积的63.04%,其中山东与河北两省均超过0.3亿亩,仅山东寿光、青州两市,大棚蔬菜种植面积就达120万亩,每年产生秸秆270多万吨。北京市农业机械试验鉴定推广站高级农艺师熊波说:“2016年,北京市设施农业播种面积56.5万亩,按叶菜类、瓜果类设施蔬菜产废系数分别是9.7%、4.7%计算,每年产生残叶烂果等废弃物约62~70万吨。”

那么,全国的蔬菜秸秆总量是多少呢?据农业农村部秸秆综合利用专家组副组长、中国农业大学资源与环境学院教授李季估算,我国每年产生的9.8亿吨农作物秸秆中,蔬菜秸秆占2亿多吨。山东省农业科学院生物技术研究中心研究员岳寿松进一步将这一数据精确到了2.3亿吨。

尽管大家都认为蔬菜秸秆是可以循环利用的资源,但是如何处理利用一直是个“老大难”。齐自成解释说,蔬菜秸秆是秸秆中最难处理的一类,叶菜类秸秆含水量高达75%~95%,燃烧值太低,作为燃料应用性价比太低,而且保存周期短、不易运输、容易腐烂。另外,蔬菜秸秆残留的病虫害较多,茄果类菜秸秆木质化程度高,不能像大田作物秸秆那样可通过机械实现直接还田。“尤其是夏天,腐烂的蔬菜秸秆更易为病害微生物的繁殖与传播提供条件,所含的矿物质元素也会经地表径流冲刷和渗漏等途径进入地表水和地下水,造成农业面源污染。”中国农科院科技局协同创新处处长刘振虎补充说:“蔬菜秸秆里夹杂了大量的塑料绳、残留地膜、石块等杂物,相互缠绕,分捡难度极大,很多企业望而却步。这些蔬菜秸秆乱堆乱放,不仅影响交通、堵塞河流,还会导致病原菌、虫卵等致病原四处传播。”

对这块难啃的“硬骨头”,寿光市农村能源办公室主任张云明深有体会,“寿光是全国著名的蔬菜生产基地,每年产生100多万吨蔬菜秸秆,蔬菜秸秆处理一直是困扰政府和菜农的难题,大多数蔬菜秸秆最后都去了垃圾填埋场。”多次来过寿光的山东农业大学资环学院副教授时连辉说:“蔬菜收获期比较集中,到了清棚季节,菜农把蔬菜秸秆随意堆放,一度阻断了道路交通,老百姓怨声载道。”

就地就近肥料化处理利用是方向

尽管蔬菜秸秆存在含水量高、农药残留和病菌含量高等缺点,但也应看到,蔬菜秸秆中含有较高的营养成分,如氮2.02%~5.69%、磷0.29%~3.25%、钾0.49%~5.37%(以干物质计算),这与常用的天然有机肥料相当。齐自成说:“蔬菜秸秆本身不是污染而是资源,资源化利用是关键!”如何将蔬菜秸秆资源化再利用,实现蔬菜废弃物处理的减量化、能源化和资源化,成为目前亟待重视和解决的问题。

蔬菜秸秆的综合利用,目前主要的做法就是制成有机肥。我国设施蔬菜产业“十三五”发展重点也提出:利用秸秆和秸秆源肥料改土肥田,促进蔬菜健壮生长,最大限度减少蔬菜病虫害的发生与蔓延,减少农药用量。

农业农村部南京农机化所研究员陈永生认为,对蔬菜秸秆等农业废弃物的利用,应提倡轻简化就地堆肥。“这些废弃物不仅量大而且很分散,应就地、就近处理,肥料化处理利用是很好的途径。村集中、镇转运、县处理的模式成本太高。况且我们种植农作物也需要有机肥,如果农民再去购买商品有机肥的话还会增加生产成本。”

李季也表达了类似的观点,农业废弃物处理不适合走城市垃圾处理的体系,那不是长久之计,当前农村垃圾主要是村收集、镇转运、县处理的模式,不能每个县都投巨资建一个垃圾焚烧厂,这不仅污染环境,也是对资源的浪费,还是要遵循种养结合的农业规律。像蔬菜秸秆,除了青州、寿光这样的发展大规模工厂化集中堆肥处理之外,大量的蔬菜秸秆还是应该通过就地堆沤、就地还田等途径处理转化。他说:“秸秆综合利用项目每年国家投了很多钱,但是都给了企业,可企业解决不了那么多问题,还需要新的主体来做,比如村集体、农民专业合作社等。”

齐自成说:“应该遵循‘源于土地,还与土地’的原则来就地、就近解决蔬菜秸秆问题。直接粉碎还田,对环境、土壤和后茬作物的产量、品质影响巨大。要改堆沤的粗肥还田为精肥还田,政府要大力倡导和扶持施用秸秆有机肥,促进秸秆肥料化利用技术在全国推广。”熊波也提出,对蔬菜秸秆等农业废弃物应该本着“从哪里来,回到哪里去”的处理思路,最终实现种养加循化利用,“这是一个最经济、最可行,也容易操作的方式。技术上主要就是肥料化利用,加工成有机肥,也可在此基础上开发基质等高端产品。”

时连辉从2014年开始,在寿光开展蔬菜秸秆处理实验示范。“堆肥不光可以用做肥料,还可以做为无土栽培的基质、地面覆盖材料、土壤改良剂。比如用堆肥基质育苗、培育无土草坪,或者种植设施蔬菜效果都很好。”

技术、模式、装备创新驱动处理能力提升

蔬菜秸秆肥料化处理技术,主要是把蔬菜秸秆收集、粉碎以后,与畜禽粪污以及其他农村生活垃圾按一定比例混合后堆肥,在好氧条件下利用微生物降解有机废弃物,生产生物有机肥。时连辉说:“这样的堆肥产品附加值高,处理规模可大可小,灵活多样,可以在田间地头,也可以工厂化加工有机肥,所有的有机固体废弃物基本都能快速转化,不会造成二次污染。”

近年来,北京市探索了“社会化服务+市场化运营”的模式,依托专业性经营服务组织完成蔬菜秸秆等农业废弃物回收利用工作,政府通过购买服务、设备配套、产品补贴等形式扶持产业发展,结合各区农业生产实际情况和蔬菜废弃物产生特点,探索了“区域化集中处理模式”“区块化社会化处理模式”等技术运行模式,推动蔬菜废弃物综合利用的可持续发展。熊波介绍说,在推行“区域化集中处理模式”的顺义、怀柔、房山,采用“生产者+社会化服务组织+企业”模式,生产者负责蔬菜秸秆、畜禽粪污等农业废弃物的供应,农机合作社或有机肥加工厂等社会化服务组织负责周边废弃物的集中收集,经过初加工后运送至加工企业加工成有机肥或基质。而采用“区块化社会化处理模式”的大兴,将整个生产区划分为若干个面积3000~5000亩的小区域,选择具有规模化加工处理能力的园区建立处理点,配套处理设备,委托其对本园区及周边园区的蔬菜废弃物、林果残枝进行分捡收集及加工处理。

本次会议上还举行了中国农科院—山东农科院协同创新重大任务基地“蔬菜秸秆肥料化利用技术装备寿光示范基地”的揭牌仪式,该基地就设在采用了山东省农机院创新团队设计规划方案和生产技术工艺及装备的泰昌集团下属的山东泰昌生物科技有限公司。据齐自成介绍,他们团队制定了蔬菜秸秆工厂化高温好氧快速腐熟堆肥生产工艺规程,突破了蔬菜秸秆废弃物肥料化利用的关键技术,首创的蔬菜秸秆工厂化肥料化处理与循环利用模式和技术,处于国际先进水平。该成果创新研发了“蔬菜秸秆制肥清塑揉搓技术及装备”“有机肥二次筛分除杂技术及装备”等蔬菜秸秆工厂化集中堆肥关键装备,填补了国内空白,为蔬菜秸秆产业化、规模化堆肥循环利用提供了强有力的机械装备支撑。“我们的成果实现了机械装备的转化应用,在寿光、青州等地建立了蔬菜秸秆堆肥科技成果转化示范推广应用基地,年处理利用蔬菜秸秆35万吨、畜禽粪污20万吨,生产17.5万吨蔬菜秸秆生物有机肥。”齐自成说。

山东泰昌生物科技有限公司是目前国内最大、自动化程度最高的利用蔬菜秸秆和畜禽粪污制造生物有机肥的高新技术企业。“我们已经构建了农业废弃物收集、转化、应用三级网络,可年处理畜禽粪污15万吨,有效解决了古城街道23.5万亩设施蔬菜产生的30万吨秸秆,并辐射收集处理周边5个乡镇各类农作物秸秆80万吨。”该公司总经理张宏利说,“泰昌集团计划在未来5~10年内,在全国复制100家不同规模的标准化生产工厂,实现年处理各类秸秆5000万吨、畜禽粪污1000万吨,生产有机肥1500万吨,改良修复土壤3000万亩,构架起规模化、集约化、工业化、产业化运行的发展目标。”