吉林省農(nóng)作物秸稈資源利用的最佳途徑

徐曉紅 高明 田子玉 高峰

摘 要：吉林省是我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)之一，相應(yīng)地秸稈資源也特別豐富。該文通過對(duì)吉林省的秸稈利用現(xiàn)狀和目前利用存在的問題分析，提出秸稈直接還田和飼用是秸稈資源開發(fā)利用的最佳途徑。

關(guān)鍵詞：秸稈；利用；途徑

中圖分類號(hào) S141.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）18-0075-02

近些年，我國(guó)農(nóng)作物總播種面積在1.6億hm2以上，糧食總產(chǎn)量保持在5.4億～6.1億t，按照粒稈比1∶1.2的比例進(jìn)行估算，我國(guó)每年農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量在6.5億～7.3億t，糧食作物秸稈占總量的90%左右。其中，玉米秸稈占37%，稻草秸稈占28%，小麥秸稈占15%。

1 吉林省農(nóng)作物秸稈資源現(xiàn)狀

吉林省自改革開發(fā)以來，逐步成長(zhǎng)為全國(guó)重要的農(nóng)業(yè)大省，是我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)，特別是玉米產(chǎn)量，2010—2014年，吉林省玉米產(chǎn)量由占全國(guó)玉米總產(chǎn)量的11.3%逐步升到12.7%，占有重要地位。因此在秸稈資源上，吉林省的秸稈特別是玉米秸稈也是特別多。近十年來玉米播種面積占糧食作物面積的65%以上，2012年以來達(dá)到了70%以上。（產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的71%～78%），因此，吉林省秸稈資源以玉米秸稈為主。2014年吉林省玉米獲得大豐收，年產(chǎn)玉米2 733.5萬t。按玉米秸稈和籽粒比1.6∶1推算，年產(chǎn)玉米秸稈4 373.6萬t左右。按照80%可收集資源計(jì)算，可收集秸稈資源量為3 499萬t，主要集中在長(zhǎng)春、吉林、松原、四平和白城等中西部地區(qū)。

2 秸稈資源利用的主要途徑和存在問題

我國(guó)是世界上農(nóng)業(yè)起源地之一，農(nóng)民對(duì)農(nóng)作物秸稈利用的歷史也很悠久，只是過去農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平低、農(nóng)作物種植密度低，產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈數(shù)量不多，因此農(nóng)作物秸稈的利用只有少部分用于墊圈、牲畜粗飼料和堆漚肥外，主要用作燒材做飯用和燒炕取暖的用途[1]。但隨著農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別是東北地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)生了巨大變化，改革開放以來，我國(guó)農(nóng)作物播種面積和產(chǎn)量都大幅提高，幾乎每5a就跨上一個(gè)新臺(tái)階，相應(yīng)地農(nóng)作物秸稈數(shù)量也成倍增長(zhǎng)，而傳統(tǒng)的秸稈利用并沒有相應(yīng)大的改變，加上農(nóng)村生活能源中燃煤、沼氣和天然氣的廣泛使用，還有化肥在農(nóng)作物生產(chǎn)中的使用，使農(nóng)村每年有大量的秸稈富余。目前，吉林省秸稈資源利用的主要途徑是農(nóng)村生活燃料和牛、羊等牲畜粗飼料，秸稈有效利用率僅為15%。剩余利用不了的秸稈任由農(nóng)民來處理，但是處理秸稈仍是一大難題，而如果不能在下次播種前處理掉秸稈，就會(huì)影響農(nóng)作物的播種，南方會(huì)影響秋播和春播，北方會(huì)影響春播。因此就出現(xiàn)了大量焚燒秸稈的現(xiàn)象，而且焚燒秸稈的趨勢(shì)愈演愈烈。在秋收后和春天播種前，大量農(nóng)民選擇晚上在田間就地焚燒農(nóng)作物秸稈，產(chǎn)生了濃重?zé)熿F，不僅對(duì)秸稈這種可利用資源造成了嚴(yán)重的浪費(fèi)，而且還成為新農(nóng)村環(huán)境保護(hù)的頭號(hào)問題，甚至也造成了周邊城市的空氣環(huán)境污染問題加重[2]。

近年來，國(guó)家和地方政府不斷出臺(tái)禁止焚燒農(nóng)作物秸稈的法律法規(guī)，大量的農(nóng)作物秸稈常年堆在田間地頭和農(nóng)民的宅前屋后，不僅成為火災(zāi)隱患，且秸稈因雨淋日曬可導(dǎo)致發(fā)霉變質(zhì)和農(nóng)作物病蟲害傳染源[3]，而成為目前農(nóng)村面源污染的新源頭和新農(nóng)村農(nóng)民人居環(huán)境建設(shè)中最為頭疼的問題。

3 秸稈直接還田和飼用是資源開發(fā)利用的最佳途徑

黨的十八大提出建設(shè)生態(tài)文明，從循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念出發(fā)，筆者認(rèn)為，若將農(nóng)作物秸稈作為化工、輕工和發(fā)電原料，客觀上嚴(yán)重違背了循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，會(huì)造成農(nóng)作物秸稈這一生物質(zhì)資源的浪費(fèi)，大規(guī)模開發(fā)并長(zhǎng)此以往下去，將會(huì)加劇已經(jīng)瀕臨崩潰的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的失衡，此舉與建設(shè)生態(tài)文明背道而行，只能當(dāng)作權(quán)宜之計(jì)，不宜大力倡導(dǎo)。而秸稈直接還田和飼用（過腹還田），符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，使農(nóng)作物秸稈這一生物質(zhì)資源得到科學(xué)和合理利用，是秸稈資源開發(fā)利用的最佳途徑。

3.1 秸稈直接還田是最重要的利用方式 秸稈中含有大量的氮、磷、鉀、微量元素和有機(jī)質(zhì)，是種植業(yè)生產(chǎn)重要的有機(jī)肥源。據(jù)有關(guān)學(xué)術(shù)報(bào)道，豆科作物如大豆、紅豆和綠豆的秸稈中含氮較多，禾本科作物如常見的玉米、小麥、水稻、高粱等作物的秸稈中含鉀較多，作物秸稈提供的養(yǎng)分約占中國(guó)有機(jī)肥總養(yǎng)分的13%～19%。以現(xiàn)有6億多t的秸稈產(chǎn)量計(jì)算，秸稈中氮磷鉀養(yǎng)分含量相當(dāng)于400萬t尿素、700萬t過磷酸鈣和700萬t硫酸鉀[7]。

從技術(shù)試驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外技術(shù)應(yīng)用推廣的經(jīng)驗(yàn)來看，玉米秸稈在直接翻壓或者粉碎后還田在改進(jìn)土壤質(zhì)量和提高作物產(chǎn)量方面都有顯著的正面作用。吉林省的秸稈資源中以玉米秸稈的產(chǎn)量為最高，技術(shù)推廣潛力巨大。（1）玉米秸稈直接還田能夠提高土壤肥力。其主要技術(shù)依據(jù)是秸稈還田可提高土壤孔隙度和非毛管孔隙度，降低土壤團(tuán)聚體含量；還能夠提高土壤腐殖質(zhì)的含量，提高土壤的供肥能力。在保墑節(jié)水方面，能夠增強(qiáng)土壤蓄水、保水性能和粘質(zhì)土通透性等。在增加土壤空隙度方面，秸稈還田可以增加土壤孔隙度和減少土壤容重。在調(diào)控田間溫度方面，秸稈具有遮光性和對(duì)地面逆輻射的阻擋作用，因此在田間溫度升高或者降低時(shí)對(duì)土壤能起到良好的保溫作用。（2）玉米秸稈長(zhǎng)期直接還田能夠間接增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。華北地區(qū)和東北地區(qū)的很多研究結(jié)果也表明，玉米秸稈直接還田能有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度大致在1.34%～30.7%。（3）如果秸稈直接還田所采用的技術(shù)合適，還可以帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)河南南樂縣多年觀測(cè)總結(jié)，連續(xù)2～3a實(shí)施玉米秸稈直接還田，一般能提高單產(chǎn)20%～30%左右，平均1hm2增加小麥產(chǎn)量405kg，增加玉米產(chǎn)量1 179kg，平均1hm2增收3 210元[2]。多數(shù)研究都表明，秸稈和化肥配施可以提高作物產(chǎn)量[4]，可以提高氮肥利用率10%～15%，提高磷肥利用率20%左右。若以還田后耕地1hm2可以少施尿素112.5kg、二銨112.5kg、鉀肥75kg計(jì)算，每年1hm2可以少投入1 500元[5]?？鄢斩捴苯舆€田新增總成本費(fèi)用1hm21 950元，秸稈還田1hm2能獲取2 760元的凈收益。此外，秸稈還田措施還可以有效滅殺秸稈中越冬的害蟲，減輕下茬農(nóng)作物害蟲危害。

目前秸稈直接還田方式主要有秸稈切碎直接翻入土壤（配施速效肥助分解）、留高茬還田（水稻、小麥等作物居多）和覆蓋免耕還田（南方水稻田居多）。近年來推廣面積最大的高留茬還田，約占秸稈直接還田總面積的60%，切碎翻壓和覆蓋還田分別占22%和18%。

3.2 秸稈飼用——過腹轉(zhuǎn)化 人們對(duì)肉類的需求不斷膨脹，使得畜牧業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。但草原的資源有限，以往傳統(tǒng)上以放牧方式發(fā)展牛、羊畜牧業(yè)將成為歷史，而取代以秸稈飼料搭配精飼料的飼養(yǎng)方式成為我國(guó)發(fā)展牛、羊養(yǎng)殖的主要選擇。因此發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)，實(shí)現(xiàn)人畜分糧勢(shì)在必行。過腹轉(zhuǎn)化就是將農(nóng)作物秸稈用作牲畜的飼料，通過牲畜的消化和吸收，以糞、尿的形式還田。目前，普遍推廣應(yīng)用的主要有青貯氨化過腹還田技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了秸稈、飼料、牲畜、肥料、糧食的良性循環(huán)。

秸稈作為一種粗飼料的主要特點(diǎn)是粗纖維含量高（30%～40%），并含有不易被消化的木質(zhì)素等。雖不能為豬、雞等食糧型畜禽所直接利用，但卻能被牛、羊等反芻動(dòng)物吸收和利用[7]。農(nóng)作物秸稈經(jīng)上述動(dòng)物過腹消化后，其糞尿經(jīng)無害化處理可成為農(nóng)作物種植的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，因而秸稈這一轉(zhuǎn)化過程又稱為“過腹還田”，成為秸稈還田的另一種表現(xiàn)形式。

秸稈富含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等非淀粉類大分子物質(zhì)，在自然條件下，玉米秸稈的纖維素及半纖維素大都可以被牛、羊等反芻動(dòng)物消化吸收，但木質(zhì)素卻不好消化利用，并且缺乏某些必需的礦物質(zhì)元素。在對(duì)秸稈采用化學(xué)法、物理法和生物處理法進(jìn)行處理后，其適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值都大大改善。但仍不能為單胃動(dòng)物如豬、禽等動(dòng)物所利用。秸稈只有經(jīng)過微生物發(fā)酵，通過微生物代謝產(chǎn)生的特殊酶的降解作用，將其纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等大分子物質(zhì)分解為低分子的單糖或低聚糖，才能提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高利用率、增強(qiáng)口感性，增加采食量[9]。據(jù)測(cè)定，玉米秸稈揉碎氨化后，其粗纖維由33.4%降到16.72%，其粗蛋白含量由原來的3.3%～4.4%增加到11.8%～13.5%；微貯后，可消化粗蛋白含量增加到13.8%；稻草氨化后粗蛋白由3.36%增加到12.27%，微貯后增加到12.53%；麥秸氨化后粗蛋白由3.6%增加到11.6%，微貯后增加到12.2%[8]。經(jīng)過加工處理后的秸稈飼料，干物質(zhì)家畜體內(nèi)消化率提高24.1%，粗纖維體內(nèi)消化率提高43.8%，有機(jī)物家畜體內(nèi)消化率提高29.4%，粗蛋白消化率提高35.3%。微貯秸稈飼料中干物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、蛋白質(zhì)、中性和酸性洗滌纖維消化率均可達(dá)到與羊草相同的水平[6]。秸稈經(jīng)有效處理后，由于適口性增加，牛、羊采食速度提高，采食量增加，秸稈利用率由不足50%提高到95%左右。

另外，農(nóng)作物秸稈還可用于栽培食用菌和生產(chǎn)沼氣。采用玉米秸稈作為基料栽培食用菌后的底料以及生產(chǎn)沼氣后的沼渣、沼液，均可以作為有機(jī)肥直接還田，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，滿足農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求，并作為農(nóng)作物秸稈直接還田和作為飼用（過腹還田）的追加及補(bǔ)充形式，進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)作物秸稈這一巨大生物質(zhì)資源的合理開發(fā)利用。

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[7]秸稈.http：//baike.baidu.com/link？url=021o9ehrD Dyq5yQYu1g Ax

H8ETo1q5SNqkdYJudO7gZSRofD9YzjbVdL8b KZlhANMcVt V8Zf

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