秸稈粉碎直接還田也是秋冬季霧霾的主要元兇之一

秋冬季農(nóng)作物秸稈露天焚燒，火光閃閃、濃煙滾滾、污染空氣、形成霧霾，目前我國(guó)已經(jīng)嚴(yán)令禁止!為了給海量的秸稈尋找出路，我國(guó)近年來大力提倡秸稈粉碎直接還田。秸稈粉碎直接還田簡(jiǎn)易、快捷、經(jīng)濟(jì)，還可以增加農(nóng)田有機(jī)質(zhì)提高糧食產(chǎn)量，是各方面皆大歡喜的措施，去年我國(guó)秋冬季秸稈粉碎直接還田面積約在3億畝(0.2億公頃)以上。

但是這個(gè)看似簡(jiǎn)單有效的秸稈處理方式，卻導(dǎo)致我國(guó)秋冬季霧霾越來越嚴(yán)重——華北秸稈還田，華北開始霧霾;東北秸稈還田，東北霧霾;全國(guó)秸稈還田，霧霾漫延全國(guó);秸稈還田越多，霧霾就越嚴(yán)重!

一、原因：秸稈還田致霾氣體

經(jīng)過多年的實(shí)地調(diào)查和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，我公司得出玉米在成熟收獲時(shí)的青鮮秸稈的數(shù)量平均每畝約2噸(T)，其化學(xué)成分約為水分70%、糖分10%、纖維等固體物質(zhì)20%。秸稈粉碎直接還田后，在土壤里產(chǎn)生以下致霾氣體：

1.植物源揮發(fā)性有機(jī)化合物(BVOCs)

在玉米秸稈砍割晾曬的情況下，青鮮秸稈中的植物細(xì)胞失水破裂，細(xì)胞中的糖分流出、暴露于空氣中，很快被氧化成為二氧化碳散逸于大氣中。

在秸稈粉碎直接還田的情況下，這些秸稈和秸稈中的糖分被封存于土壤缺氧的環(huán)境中，在多種微生物的作用下緩慢降解。降解的產(chǎn)物有：烷烴類、烯烴類、醇類、有機(jī)酸類、脂類、醛類、酮類、醚類等植物源揮發(fā)性有機(jī)化合物(BVOCs)。如葡萄糖果糖可以被野生酵母降解為乙醇、乙酸、丙酮等;木質(zhì)素可以降解為香豆醇、松柏醇和芥子醇等。這種緩慢缺氧狀態(tài)下的植物遺體降解，對(duì)于改善土壤結(jié)構(gòu)、增加有機(jī)質(zhì)、提高地力等方面具有非常重要的積極作用，在植物(農(nóng)作物)生長(zhǎng)旺期，這些揮發(fā)性有機(jī)化合物還可以對(duì)植物(農(nóng)作物)的生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用。

但是，在秋冬季非植物(農(nóng)作物)生長(zhǎng)旺期，這些揮發(fā)性有機(jī)化合物(BVOCs)大量排放，不僅白白地浪費(fèi)了資源，更加重了空氣霧霾污染!因?yàn)檫@些BVOCs是形成空氣懸浮顆粒物(PM2.5～PM10)的重要前體物和參與物。其與工業(yè)源揮發(fā)性有機(jī)化合物如氮氧化物(NOX)、硫氧化物(SO2)、氨氣(NH3)或氨根(NH4)等一起凝成二次氣溶膠。氣溶膠粘結(jié)起來形成PM2.5等懸浮顆粒物。在秋冬季時(shí)有的冷重高氣壓、靜穩(wěn)無流動(dòng)、上熱下冷的逆溫天氣狀況下，這些懸浮顆粒物就會(huì)越凝結(jié)越密、越粘結(jié)越大，再與水蒸氣(霧)一起，就形成了視線極差、呼吸困難的霧霾!

2.秸稈降解使土壤溫度升高。

秸稈中的糖分、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素降解的過程都是放熱的化學(xué)反應(yīng)，這些熱量使土壤溫度升高，一般可使20厘米(cm)的土壤表層升溫2～4度(CO)。

土壤溫度升高產(chǎn)生三個(gè)后果：①微生物活性增強(qiáng)，土壤中有機(jī)物降解加速，BVOCs排放更快更多;②土壤里殘存的化肥(如碳酸氫銨、尿素等)、農(nóng)藥也加速分解，產(chǎn)生出氮氧化物(NOX)、氨氣(NH3)及其他揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs);③土壤里的水分吸熱，變?yōu)闅怏w水分子或水蒸氣(液體水分子)排入大氣中。

3.土壤蒸騰逸出的水分子在空氣中遇到懸浮顆粒物，形成類似于“雨核”的“霾核”，液態(tài)水包裹著灰霾。像云不是云、似霧不是霧，現(xiàn)在有個(gè)專有的名詞稱呼——“霧霾”!事實(shí)上，分析霧霾的化學(xué)成分，其水分在90%以上。

以上種種，本文把因?yàn)榻斩挿鬯橹苯舆€田產(chǎn)生的、在秋冬季特殊的氣候(氣溫、氣壓、流動(dòng)性等)條件下的、能夠?qū)е?Zhi)霧霾(Mai)發(fā)生發(fā)展的各種農(nóng)田氣(Qi)體(Ti)排放物，專稱為“秸稈還田致霾氣體”,簡(jiǎn)寫為ZMQT。以區(qū)別于其他工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、生活源的致霾氣體。

農(nóng)田致霾氣體(ZMQT)的排放，從秸稈粉碎直接還田的當(dāng)日就開始了，一直持續(xù)到來年的3月上旬，其排放強(qiáng)烈期在每年的10月份到來年的元月上旬約100天左右。期內(nèi)排放最高值每日可達(dá)1千克/平方米(1kg/m2),即每公頃(1萬m2)每日排放可達(dá)10噸。若按平均每日每平方米排放0.5千克即每公頃每日排放5噸計(jì)算，則在100天的時(shí)間里，3億畝(0.2億公頃)的秸稈還田面積共可排放致霾氣體(ZMQT)100億噸。(5×0.2×100=100億)

我國(guó)華北地區(qū)9月20日左右開始秸稈直接還田，10月1日左右就開始有嚴(yán)重霧霾;東北地區(qū)10月10日左右開始秸稈直接還田，10月下旬就開始有嚴(yán)重霧霾!發(fā)生嚴(yán)重霧霾的區(qū)域和時(shí)間與秸稈直接還田的區(qū)域時(shí)間高度吻合!!

二、致霾的本質(zhì)和現(xiàn)象

秸稈露天焚燒，向大氣中排放煙霧顆粒物污染大氣，社會(huì)大眾和各級(jí)政府已充分認(rèn)識(shí)，并采取了嚴(yán)禁焚燒的措施。而目前我國(guó)鼓勵(lì)的秸稈直接還田，其農(nóng)田污染物的排放具有溫和隱蔽性、長(zhǎng)期持續(xù)性、危害次生性并有“增加土壤有機(jī)質(zhì)”的合理性，因此大家并沒有充分認(rèn)識(shí)到其也是秋冬季霧霾的主要元兇之一：

①溫和隱蔽性。秸稈直接還田的致霾氣體(ZMQT)排放，不像工業(yè)煙囪排放的煙氣、不像秸稈露天焚燒排放的煙霧、不像汽車尾氣排放的尾氣，這些排放強(qiáng)烈、集中、直觀，視覺沖擊性強(qiáng)，相反地，秸稈直接還田的致霾氣體排放是看不見(隱蔽)的，每天排放不多(溫和)的，正因?yàn)檫@種溫和隱蔽性才讓人們未認(rèn)識(shí)、不重視!

②長(zhǎng)期持續(xù)性。秸稈直接還田的致霾氣體排放，從秸稈還田之時(shí)開始，一直持續(xù)到秸稈全部分解完畢。在華北、東北區(qū)域大約需要六個(gè)月以上，分解快速期 即排放強(qiáng)烈期在始于九月底十月初，終于來年元月上中旬約100天。而此時(shí)期正是我國(guó)靜穩(wěn)天氣多發(fā)、秋冬季霧霾嚴(yán)重時(shí)期，這不是巧合——在這二百多天的時(shí)間里每時(shí)每刻都在排放，長(zhǎng)時(shí)間、大面積的排放，累積起來數(shù)量驚人!這些年，我們查遍了工業(yè)源排放、生活源排放、也查了農(nóng)業(yè)源排放，唯獨(dú)沒有查“秸稈直接還田的致霾氣體”的排放!

③危害的次生性。秸稈直接還田排放的致霾氣體不是顆粒物而是氣體，排放時(shí)數(shù)量小、看不見。在秋冬季排放，若遇空氣靜穩(wěn)而累積起來，與其他工業(yè)空氣污染物、汽車尾氣空氣污染物混合，就會(huì)凝結(jié)成空氣懸浮顆粒物，不升不降不解體，致使空氣污濁、視距變短、使人如墜地獄，恐慌恐懼!由開始的透明無害的氣體，到凝結(jié)后才形成霾，所以說它是次生的危害性，是產(chǎn)生(導(dǎo)致)霾的“元兇”之一!

為什么在秋冬季我國(guó)會(huì)突然大尺度地域形成嚴(yán)重霧霾?就是因?yàn)槲覈?guó)大面積的推廣農(nóng)作物秸稈粉碎直接還田。2016年秋季農(nóng)作物秸稈直接還田面積達(dá)3億多畝(0.2億公頃以上)，其降解(分解)后產(chǎn)生致霾氣體的面積廣大，在離地面0-300米的空間彌漫。因其開始是透明氣體而不是霧霾，所以不引起關(guān)注。而一旦條件適合(如逆溫、靜穩(wěn)天氣)，這些無色氣體立即成霾，在三兩個(gè)小時(shí)內(nèi)突然就填滿幾百萬平方公里范圍內(nèi)的巨大空間——從飛機(jī)(6000～10000米)望下看，不見大地城市;從霧霾里望上看，不見天日!這種大面積、大體量、短時(shí)間地爆發(fā)霾災(zāi)，顯然是不僅僅是工業(yè)污染所能達(dá)到的。

2016年12月16日，《京華時(shí)報(bào)》攝影記者潘之望，在北京第一高樓“中國(guó)尊”拍攝了北京霧霾形成的多幅照片，從這些照片可以看出，剛才還是秋高氣爽、藍(lán)天白云的天氣，幾乎就在一瞬間被騰起的霧霾吞噬。這些霧霾不是風(fēng)刮進(jìn)來的(即不是輸入性的)，更像是得到了什么號(hào)令(合適的致霾條件)一樣，騰地變臉，立即霾鎖幾千平方公里的大地。

三、解決措施的建議

回顧近十幾年來，嚴(yán)重霧霾天氣不是始于農(nóng)作物秸稈露天焚燒，而是始于秸稈直接粉碎還田。秸稈露天焚燒始于上世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)并沒有發(fā)生嚴(yán)重霧霾;而秸稈大規(guī)模直接還田在2008年以后，秸稈還田面積越多，霧霾天氣時(shí)間越長(zhǎng)、霧霾嚴(yán)重度(PM2.5濃度)越高。雖然空氣污染源有很多，但是我們不得不思考“為什么霧霾越治理越嚴(yán)重”?是不是我們治霾的方向有偏差?我們嚴(yán)打工業(yè)污染、機(jī)動(dòng)車限行、停工停課等等，花費(fèi)的代價(jià)不可謂不大，但是卻收效甚微、甚至霧霾還更嚴(yán)重!為此，建議國(guó)家有關(guān)部門停止“農(nóng)作物秸稈直接粉碎還田”的有關(guān)政策，并采取如下措施：

1、將農(nóng)作物秸稈大部分收集起來。特別是秋季大宗農(nóng)作物如玉米、水稻的秸稈要做到盡量多的收集起來，不要就地粉碎噴撒田地里。玉米、水稻種植面積大、秸稈產(chǎn)量大并且機(jī)械化收獲率高，我們采用機(jī)械措施、技術(shù)措施，在政策支持、金融支持和各級(jí)政府的重視下，是可以很快實(shí)現(xiàn)“將農(nóng)作物秸稈大部分收集起來”的良好效果的。

2、將收集起來的農(nóng)作物秸稈中的大部分，制成各種有機(jī)肥還田。如：制成牛羊飼料過腹還田、秸稈和人畜糞便混合發(fā)酵沼渣沼液還田、秸稈干餾制成活性炭還田、秸稈制成黃腐酸還田、秸稈制成包覆種子的被摸還田、秸稈制成粘膠纖維生產(chǎn)可降解的農(nóng)用地膜還田等等。在這里需要指出的是秸稈未經(jīng)處理不是有機(jī)肥，我國(guó)幾千年來提高地力的傳統(tǒng)技術(shù)是人畜糞便堆漚腐熱(發(fā)酵)還田、秸稈與人畜糞便混合堆漚還田、秸稈草木灰還田等。

當(dāng)然，農(nóng)作物秸稈經(jīng)生物技術(shù)處理或工業(yè)化處理后還田，耗時(shí)費(fèi)工，提高了還田成本等，有人說秸稈一離田就很難再還田了，比如現(xiàn)在肥效更好的人畜糞便都不能回到田地了，遑論秸稈!現(xiàn)在情況確實(shí)如此。但是若在“嚴(yán)重霧霾”和“花些成本探索秸稈工業(yè)化生產(chǎn)有機(jī)肥還田新模式”之間，我們選擇哪個(gè)呢?!

3、政府有關(guān)部門和全社會(huì)要轉(zhuǎn)變解決農(nóng)作物秸稈問題的思路。農(nóng)業(yè)不生產(chǎn)糧食不行，生產(chǎn)糧食就有秸稈問題。全社會(huì)都要認(rèn)識(shí)到僅指責(zé)、罰款、拘留來強(qiáng)制農(nóng)民，不如改變思路，為農(nóng)業(yè)提供公共社會(huì)化收獲服務(wù)，為農(nóng)民解決秸稈出路困難。比如由中央政府主導(dǎo)，各玉米主產(chǎn)大省(區(qū))制訂本地《玉米秸稈收儲(chǔ)運(yùn)用規(guī)劃》，采用PPP模式，由省級(jí)政府和專業(yè)化的規(guī)?；墓竟餐ㄔO(shè)覆蓋全省的玉米秸稈收儲(chǔ)運(yùn)用公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。由過去的政府行政行為轉(zhuǎn)變?yōu)楣卜?wù)行為，由臨時(shí)的應(yīng)急措施轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)效服務(wù)機(jī)制，由零星分散的小散亂個(gè)體盈利行為轉(zhuǎn)變成專業(yè)化、機(jī)械化、規(guī)模化、集約化的公益化行為。

4、在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的理念下解決農(nóng)作物秸稈問題。國(guó)家強(qiáng)盛、民族復(fù)興，沒有農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不行，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不解決農(nóng)作物秸稈問題不行!要下決心建設(shè)覆蓋全國(guó)農(nóng)作物秸稈的收儲(chǔ)運(yùn)用公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，探索中國(guó)特色的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化模式。上世紀(jì)90年代，我們說秸稈露天焚燒是燒死害蟲蟲卵、草木灰磷鉀肥田;近十幾年我們說秸稈粉碎直接還田可以增加土壤有機(jī)質(zhì)提高地力?，F(xiàn)在我們認(rèn)識(shí)到了秸稈焚燒污染空氣、秸稈直接還田加重了霧霾——這不僅是一個(gè)認(rèn)識(shí)的過程，也與當(dāng)時(shí)的農(nóng)機(jī)能力低下有關(guān)!目前我國(guó)的工業(yè)能力增強(qiáng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械也一定能夠?qū)⑦@些海量的秸稈收集起來，經(jīng)過生物加工或工業(yè)加工后再還田。這也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分!或許建設(shè)覆蓋全國(guó)農(nóng)作物秸稈收儲(chǔ)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)重要切入口!

5、立即停止玉米秸稈粉碎直接還田。

從今年秋季(9月份)開始，將全國(guó)(至少是京津冀地區(qū))大部分玉米秸稈收集起來(離田)，嚴(yán)禁直接粉碎還田!大面積開展秋冬季農(nóng)田(耕地)致霾氣體污染物調(diào)查并做秸稈還田與不還田的對(duì)比試驗(yàn)。我國(guó)為了治霾，花費(fèi)幾千億、(停工)損失幾萬億，玉米秸稈離田的費(fèi)用不用很多，可以由政府和農(nóng)戶分擔(dān)。

2010年至今七年來，我國(guó)每年都要發(fā)生霧霾天氣，有的時(shí)段霧霾嚴(yán)重程度令人發(fā)指!治理霧霾，關(guān)乎人民群眾的身體健康、關(guān)乎人民群眾的幸福指數(shù)、關(guān)乎國(guó)家的科研實(shí)力、關(guān)乎執(zhí)政能力、關(guān)乎國(guó)家形象!因此要嚴(yán)查嚴(yán)禁一切致霾污染源，秸稈粉碎直接還田產(chǎn)生如此巨量的致霾氣體(ZMQT)，理當(dāng)嚴(yán)令禁止!

若今年還要繼續(xù)大面積玉米秸稈粉碎直接還田，秋冬季一定會(huì)有更嚴(yán)重的霧霾!使其他的一切治霾措施(如工業(yè)停產(chǎn)、汽車限行等)的效果趨于無用;若同時(shí)禁止秸稈直接還田三至五年，一定會(huì)重現(xiàn)秋高氣爽、天高云淡的蔚藍(lán)天氣!