小秸秆的生态循环之旅

文摘   科学   2024-09-29 00:08   广东  

秋收过后,以往被视为农业废弃物的秸秆成了抢手的“宝贝”。一根根秸秆在科技加持下获得“重生”,变身为包装行业所需的纤维纸浆、一次性餐具及农业生产大量使用的全生物降解地膜、育秧基质、微生物有机肥。 “不够卖,只能以产定销。

”让人头疼的秸秆,在黑龙江省秸乐农业科技发展有限公司不仅身价飙升,还成了抢手货。 拿下超1万亩秸秆纤维基地膜订单,4500亩秸秆液微生物液体肥订单,秸秆纤维素以产定销。 一车车满载着黄澄澄秸秆的大卡车从田间直奔秸乐公司,它们将在这里开启变身之旅。 在秸乐公司生产厂区,稻草秸秆首先进入粉碎和筛分程序。秸秆茎基部、穗粒部和水稻叶片用于有机肥和基质土的生产;纤维含量丰富的茎秆,经过搓丝机反复揉搓及功能菌群浸渍,腐解其中木质素及半纤维素,然后通过磋、磨、挤、洗等物理加工,被制备成秸秆纤维素。 “这些秸秆纤维素主要是供应造纸、纸浆模塑等企业,进行进一步深加工。

”秸乐公司技术员赖春林指着堆成小山的秸秆纤维素对记者说。 以前秸秆资源化利用,是想方设法把输送养料的秸秆茎“沤烂”,秸乐却反其道而行之。2016年至今,秸乐公司科研团队先后投入7000余万元用于研发生物技术的清洁制浆生产工艺,目前已形成以生物分解为主、配合各种物理破解与机械破解交叉组合的复合工艺。

公司董事长王宏以制作草浆为例说,生物制浆法每生产一吨干草浆的成本仅为1500元,化学制浆法每吨要4500元。王宏给记者算了一笔经济账:3吨秸秆出1吨纸浆和1吨肥;1吨纸浆卖1500元,1吨肥卖200元。生物制浆不仅节省了大量的治污费用,生产成本也大大低于传统化学制浆工艺。 要想收成好,地膜是个宝。然而,随着地膜使用范围扩大,给农村地区带来了“白色污染”。如何解决这一问题?秸乐公司与东北农业大学工程学院联手合作攻关,成功研发了秸秆纤维基地膜,用来替代常用的塑料地膜。 “秸秆纤维基地膜是真正意义上的全生物降解地膜,它不含塑料或树脂等物质。该地膜不透光,杂草的种子在地膜以下萌发后无法进行光合作用,慢慢就死了。”赖春林说,传统的塑料地膜残留难以降解,在自然状态下可在土壤中存留200年以上,给农业生产和环境带来一系列危害。秸秆纤维基地膜利用生物降解原理,在水田里60天左右、旱田120天左右可完全降解,实现了从土地中来,到土地中去,彻底解决了“白色污染”问题。 赖春林说,在五常市农村,每亩水稻人工除草需要三遍,使用纤维基地膜可免去人工除草、节省化肥、减少农药,经过测算,节水、节肥达到30%左右。在国外,可降解地膜卖到3.5万元/吨,秸乐公司的秸秆纤维基地膜只需6000元/吨,折合一亩地仅需300元,大大减轻了农民负担。

现在,我省的很多水稻种植户都在使用该地膜,产品销往湖北、湖南、江苏、海南、广东等10余个省份。 如何让秸秆“吃干榨净”,带动农业循环经济快速发展?秸乐公司持续在秸秆上大做“文章”。 秸秆全身都是“宝”,秸乐公司与科研院所合作,不断探寻这个不竭“宝藏”。 走进秸乐公司的产品陈列室,秸秆制作的纤维基地膜纸、餐盘、纸杯、花盆、鞋楦、桌椅等,让人目不暇接。“这些精巧的物件如弃之不用,扔到地里,风吹雨淋,一个月便腐烂如泥,变成有机肥料,回归土地。”王宏介绍。 

通过近五年的产品研发升级、推广、应用,秸乐公司实现了农作物秸秆利用“五化”,即秸秆肥料化、饲料化、基料化、原料化、燃料化,利用稻草生产的纤维基地膜、育苗袋、育秧钵、育秧基质板、秸秆萃取液等产品用到水稻种植全过程,构建起秸秆全元素产品链,创造了保护黑土地的“秸乐模式”。 “综合计算来看,每吨秸秆可实现产值1300元左右,利润可达600元以上。目前,秸乐公司有35万吨秸秆处理能力,每年能生产10万吨秸秆纤维素和10吨有机肥。”王宏表示,通过生物技术赋能,秸秆利用价值不断提升,工业上可以用于造纸、模塑产业,农业上可实现科学还田,有效提升黑土地保护利用水平。

基于生态文明建设的思想,秸乐公司将继续联合省农科院、哈工大技术团队围绕土壤改良、有机种植等方面开展合作,推动农业废弃物有效利用,为当地生态循环农业发展助力。(记者 李爱民)


黑龙江秸乐公司创新秸秆原料化利用模式

一、基本情况

黑龙江省秸乐农业科技发展有限公司(以下简称“秸乐公司”)以黑龙江省黑土保护利用研究院为技术依托单位,采用微生物处理为核心,物理破解为辅助的生产工艺,利用水稻秸秆提取包装纸、箱板纸的造纸原料——秸秆纤维素。生产过程清洁环保,不产生废水、废气、废渣。秸乐公司可实现年资源化利用农作物秸秆50万吨,其中包括水稻秸秆35万吨,玉米秸秆15万吨,可为造纸企业提供秸秆纤维素10万吨,为农业种植及土壤修复提供有机肥10万吨。

秸乐公司所在地——黑龙江省五常市以“五常大米”闻名全国,是国家重要商品粮基地,全国粮食生产十大先进县。五常市耕地面积388.7万亩,其中水田面积超过180万亩。每年可利用水稻秸秆60万吨,玉米秸秆190万吨。‍

二、主要做法

秸秆作为一种绿色的可再生资源,处置不当会造成严重的环境问题。近年来,秸秆资源化利用越来越引起各级政府的关注。秸秆处置不当,不但不能增加农民收入,反而增加农民负担。如何将“废弃物”变废为宝,合理解决农业生产与环境保护之间的矛盾,并让各方参与者在处理过程中获得收益,激发参与者的热情,成为秸乐公司的发展理念。

(一)依托科技进步,确定科学方法

自国家提出秸秆资源化利用的指导思想以来,秸秆的“五化”利用—肥料化、燃料化、饲料化、原料化、基料化被广泛开展。在当前社会发展阶段,此“五化”利用多以简单、粗放为主,秸秆在利用过程中附加值没有得到提升,参与者的经济利益没有得到提升,反而增加了负担。最终以“视觉消灭”为目标,后果可想而知。更有甚者,一烧了之。提高秸秆的附加值,必须回到科学的轨道,而秸秆的原料化利用恰好提供了这样的一个契机。

随着生物技术的发展,各种源自自然界的微生物功能菌剂经过提纯、复壮表现出更强的活力,经过多种功能菌剂的复配,表现出更强的功能性,并且对环境没有危害。但在使用过程中,受限于温度、湿度、酸碱度、通风条件等具体的使用条件和操作流程,并没有得到很好推广。秸乐公司技术依托黑龙江省黑土保护利用研究院,经过近3年的总结,形成了一套成熟的生产工艺,形成稳定供货能力,不但满足下游生产企业供应需求,也为当地闲置秸秆资源找到一条“增值”之路。

(二)创建新的产业链条,促进产业融合

天地交而万物通,当前时代,各种产业高度融合,墨守成规,拘于旧则,不利于问题的解决。秸秆的“五化”利用因不能带来更高的附加值,无法实现“经济驱动”,导致执行效果打了折扣。如何将秸秆作为一种资源,为其寻找新的出路,实现长远的产业化利用,体现了一种务实精神。秸乐公司创立之初,即以改善环境为己任,在关注环保动态中,敏锐的观察到,受环保政策的约束,国家在2020年后将禁止进口“洋垃圾”,其中包含造纸行业的基础原料——废纸。超过2000万吨的废纸缺口,为可替代品提供一个新的、广阔的市场空间。利用生物技术,提取水稻秸秆纤维素,替代废纸,增强纸张耐折强度,减少造纸企业后续环保成本,将农业种植与工业造纸两个产业融合,形成新的产业链条。如此,打破农业闭环,使农业种植深度融合到工业领域,大幅提高“废弃物”的附加值,而造纸工业也因此有了新的原料来源,解决了“无米下锅”的囧境,并大幅降低了成本。

(三)模式创新,推动秸秆资源化利用

要想打赢“蓝天保卫战”,必须发动广大秸秆所有者——农民的积极参与。秸乐公司的秸秆原料化利用区别于其它模式在于利用了高科技手段,打通第一、二产业之间的屏障,实现了秸秆的高值化利用。有了经济利益的驱动,必然能吸引更多的农民参与到秸秆资源化利用中来。

秸乐公司与五常市20个农业合作社签署了秸秆供应合同,合作社可在每吨秸秆中获得20-30元的收益。以秸乐公司为龙头的秸秆收、储、运体系已经遍布五常市各乡镇。五常市半数可利用秸秆流入秸乐公司,进行原料化利用。为五常市实现秸秆资源化利用目标奠定了基础。

(四)横向拓展,引领发展

秸乐公司的秸秆原料化利用,不仅仅是一个简单工业生产过程。而是一个横跨工、农两大领域的双轮驱动。在工业领域,秸秆纤维素不仅仅是造纸原料,更是纸浆模塑行业的基础原料。在“禁塑令”发布以后,鸡蛋托、一次性餐盒、消费品包装、工业内衬等未来的“蓝海”领域,都离不开秸秆纤维素的参与。在农业领域,因生物技术环境友好的特性,可降解秸秆纤维素地膜、生物除草剂、育秧基质板等种植投入品,减少用水总量,减少农药化肥投入,降低农民种植成本,确保环境安全。围绕秸乐公司的秸秆原料化利用,每一种产品,每一个产业方向都可承载一家几十人的生产型企业。围绕秸乐公司的产业园建设呼之欲出。

(五)立足龙江,积极推广

秸乐公司经过3年的积累,生产工艺日臻完善,成为国内首个形成秸秆纤维素稳定供货能力的高新技术企业。得益于黑龙江省丰富的秸秆资源和发达的养殖业,公司积极与省内农业种植大县、畜牧养殖大县保持交流,积极参与当地秸秆资源化利用,畜禽粪污资源化利用整县推进工作。为实现农业农村污染治理目标、美丽乡村建设、乡村振兴和黑土地保护贡献力量。‍

三、取得成效

(一)突破技术壁垒,形成稳定供货能力

基于生物技术的清洁制浆技术一直是很多秸秆资源化利用企业追求的目标。由于自身技术实力的欠缺与实践精神的缺乏,能够形成稳定生产、实现稳定供货的企业并不多见。而稳定供货能力对造纸企业至关重要。秸乐公司走在了行业的前端。一个批次、工艺配方每天至少要消耗150吨秸秆纤维素,秸乐公司目前产能能够支撑3-4家中型纸企的正常生产。

(二)绿色发展,低碳环保

秸乐公司采用清洁生产工艺,变废为宝,将农作物秸秆转化为工业生产所需原料,减少秸秆被焚烧的风险,有助于保护环境。利用秸秆纤维素生产的农业种植投入品因其不含化学成分,减少面源污染,减少化肥农药施用量,杜绝白色污染,替代塑料农膜及育秧容器。秸秆纤维素含量比较低的秸秆穗、叶,沾染泥土较多的茎基部,与生产过程中富含微生物菌剂的液体充分腐熟发酵,形成生物有机肥。生产过程无排放,实现对秸秆的全量利用,增加秸秆利用价值,实现科学还田。在2019国家发改委举行的生态文明建设方案评比中,秸乐模式被评为一等奖。

在国家发改委提出的《绿色技术推广目录(2020年)》中,秸乐公司的清洁制浆技术被归结为“农业废弃物资源化利用”类中的生物质精炼一体化技术。

(三)改善环境,带动地方经济发展

秸乐公司的秸秆资源化利用技术,在满足工业生产需要同时,扎根农业,反哺农业。秸乐公司在秸秆原料化利用过程中,清洁环保,不产生新的污染,在产品的使用中,更是符合农业农村污染治理“一控两减三基本”的要求。利用秸秆纤维素生产的可降解地膜可控制水稻种植的用水总量,减少面源污染。可降解地膜保水保肥,杜绝除草剂的使用,有效减少化肥和农药的施用量。利用可降解地膜替代塑料地膜,无需收膜,没有残留,避免“白色污染”,秸秆与畜禽粪污的资源化利用改善农村人居环境,有助于美丽乡村建设。

秸秆纤维素的工业化生产用工200人,秸秆收、储、运体系的建立,用工超过500人,随着秸秆产业园的建立,将会创造上千个工作机会。务工人员以当地农民为主,为农闲时期的农民提供充足的就业机会,增加农民收入,实现乡村振兴。

来源:秸秆专班、科技农业专班

责编:陈靖琨

审核:李昕泽

统筹:王玉重


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