牡丹江地區(qū)農(nóng)作物秸稈處理現(xiàn)狀分析及前景展望

孟祥海，王立柱，李玉梅，胡穎慧

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157041；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與環(huán)境資源研究所，哈爾濱 150086)

牡丹江地區(qū)農(nóng)作物秸稈處理現(xiàn)狀分析及前景展望

孟祥海1，王立柱1，李玉梅2*，胡穎慧1

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157041；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與環(huán)境資源研究所，哈爾濱 150086)

針對(duì)當(dāng)前牡丹江地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的秸稈不合理的處理，引發(fā)的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問(wèn)題，詳細(xì)闡述了農(nóng)作物秸稈的資源價(jià)值和秸稈處理現(xiàn)狀，并結(jié)合國(guó)家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)政策，提出有效的解決措施，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)產(chǎn)業(yè)的實(shí)現(xiàn)提供寶貴建議。

牡丹江地區(qū)；秸稈；處理；利用價(jià)值

牡丹江地區(qū)位于黑龍江省東南部，屬于丘陵半山區(qū)地形，素有 “九分山水一分田”之說(shuō)。農(nóng)業(yè)是我區(qū)主要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，作物種植面積53.2萬(wàn)hm2，水稻和玉米產(chǎn)量分別比上年增長(zhǎng)2.4%和29.9%，經(jīng)濟(jì)作物播種面積9.9萬(wàn)hm2，同比增長(zhǎng)12.2%；2014年全市糧食作物種植面積64.7萬(wàn)hm2，糧食總產(chǎn)量272.3萬(wàn)t，其中主要糧食作物水稻、玉米、大豆產(chǎn)量分別為29.1萬(wàn)t、206.5萬(wàn)t和34.8萬(wàn)t(牡丹江市2014年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào))； 2015年全市糧食作物種植面積64.6萬(wàn)hm2，糧食總產(chǎn)量279.3萬(wàn)t，其中主要糧食作物水稻、玉米、大豆產(chǎn)量分別為32萬(wàn)t、214.3萬(wàn)t和29.6萬(wàn)t。

作物高產(chǎn)豐收的同時(shí)，大量的農(nóng)作物秸稈制約著我區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，每年有大量的秸稈焚燒和丟棄，在浪費(fèi)資源的同時(shí)，也給環(huán)境帶來(lái)了極大的負(fù)擔(dān)。根據(jù)秸稈和籽粒的產(chǎn)量關(guān)系計(jì)算，1t的糧食產(chǎn)量就會(huì)產(chǎn)生1t的秸稈。因此，從環(huán)境和資源高效利用角度而言，秸稈資源的科學(xué)合理利用顯得尤為重要，各項(xiàng)秸稈使用技術(shù)急需大力推廣，造福百姓。

1 農(nóng)作物秸稈資源的價(jià)值

農(nóng)作物秸稈是一種寶貴的可再生清潔資源[2]，農(nóng)作物秸稈是籽實(shí)收獲后剩留下的含纖維成分很高的作物殘留物，包括禾谷類、豆類、薯類、油料類、麻類、以及棉花、甘蔗、煙草、瓜果等多種作物的秸稈，是農(nóng)作物的主要副產(chǎn)品，是自然界中數(shù)量極大且具有多種用途的可再生生物質(zhì)資源[3]。

農(nóng)作物秸稈熱值高，大約相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的1/2。經(jīng)測(cè)定，秸稈熱值約為15000kJ/kg，可以經(jīng)過(guò)處理成為燃料。其次，農(nóng)作物秸稈含有多種可被利用的營(yíng)養(yǎng)成分，除了絕大部分碳之外，還含有氮、磷、鉀、鈣、鎂、硅等礦質(zhì)元素，有機(jī)成分有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分等。這些成分經(jīng)過(guò)處理都可以成為優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料和動(dòng)物飼料等資源。

2 牡丹江地區(qū)農(nóng)作物秸稈利用現(xiàn)狀

目前，我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源化利用主要有5種途徑。隨著科技的進(jìn)步，秸稈能源化利用技術(shù)研究與開發(fā)取得了很大的進(jìn)展。一是作為熱點(diǎn)能源，傳統(tǒng)用法是秸稈直燃供熱，目前可以制沼氣、固化成型作為燃料、氣化燃料、液化燃料、集中發(fā)電等；二是秸稈飼料化利用，利用生物技術(shù)提高秸稈飼料的采食率和消化率，作為優(yōu)質(zhì)飼料；三是作為肥料還田，主要形式有直接耕翻掩埋還田、焚燒還田、秸稈覆蓋還田、過(guò)腹還田，即用秸稈飼喂畜禽，然后將畜禽的糞尿作肥料還田和利用其優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥源堆制有機(jī)肥料。

眾多形式的秸稈還田方法，其實(shí)質(zhì)都對(duì)土壤提供了大量的營(yíng)養(yǎng)元素，但不同還田方式對(duì)于改良土壤、培肥土壤效果有所不同，除焚燒還田外，其他方式都可增加土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量，緩解氮、磷、鉀肥比例失調(diào)的矛盾、調(diào)節(jié)土壤物理結(jié)構(gòu)性、提高土壤抗旱保墑能力，同時(shí)還可以減少施肥量，增加作物產(chǎn)量，提高作物品質(zhì)。

牡丹江地區(qū)年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈近300萬(wàn)t，50%是收獲時(shí)直接粉碎還田，20%是由于機(jī)械作業(yè)率低和地形條件影響下，在秋末或春初焚燒處理，10%用作家庭取暖燃燒。我區(qū)秸稈主要為玉米和水稻秸稈，處理方式絕大多數(shù)以焚燒為主，極少一部分在收獲時(shí)結(jié)合深翻還田，很少成規(guī)模的將秸稈回收轉(zhuǎn)化為肥料、飼料產(chǎn)品和食用菌菌渣等產(chǎn)品。秸稈資源的利用處于初步階段，并沒(méi)有形成多元化的利用，秸稈綜合利用的效率和效益比較低，各項(xiàng)秸稈綜合利用方式方法一直未大面積推廣，急需切實(shí)可行的秸稈轉(zhuǎn)化肥料、飼料技術(shù)落地，讓百姓在田間地頭，在家里就可以自己生產(chǎn)肥料和飼料，充分減少肥料使用量和用費(fèi)成本，飼料可以滿足基本家禽畜類的需要。

3 存在的問(wèn)題

牡丹江地區(qū)在秸稈利用上存在著一定的問(wèn)題：(1)思想認(rèn)識(shí)上存在不足，秸稈露天焚燒的問(wèn)題仍然存在；(2)秸稈還田機(jī)械少，且缺乏相關(guān)技術(shù)支持；(3)牡丹江地形復(fù)雜，部分地塊機(jī)械還田難以作業(yè)，且還田效果差；(4)秸稈資源轉(zhuǎn)換技術(shù)落實(shí)不徹底，技術(shù)難以被大眾掌握；(5)沒(méi)有形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，單獨(dú)回收秸稈成本偏高；(6)科研部門、推廣部門、企業(yè)三方相結(jié)合，應(yīng)聯(lián)合公關(guān)。

4 農(nóng)作物秸稈高效利用對(duì)策

秸稈產(chǎn)量大，長(zhǎng)期以來(lái)一直是農(nóng)民生活和農(nóng)業(yè)發(fā)展的寶貴資源，但田間焚燒也造成了環(huán)境污染，為解決人類資源、環(huán)境和發(fā)展的相互關(guān)系問(wèn)題，需要高效合理的利用這一資源，當(dāng)前比較熱門的處理方式具體有以下幾點(diǎn)：利用秸稈發(fā)電，降低百姓用電成本、秸稈轉(zhuǎn)化乙醇做生物燃料、秸稈就地堆肥減肥替代技術(shù)研究、秸稈集中處理轉(zhuǎn)化飼料等，這也是相應(yīng)國(guó)家農(nóng)業(yè)政策、解決我區(qū)域秸稈資源浪費(fèi)的最好辦法[4]。

創(chuàng)建以秸稈為原料的新型生態(tài)工業(yè)，實(shí)行種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)、秸稈生態(tài)工業(yè)四業(yè)相結(jié)合的高級(jí)階段生態(tài)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式，農(nóng)用生物柴油燃料、 寡糖植保素生物農(nóng)藥、秸稈有機(jī)肥、秸稈生物飼料等都是秸稈轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，有望形成可持續(xù)發(fā)展的新型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，前景誘人。

這也是我們牡丹江農(nóng)業(yè)科研部門正要著手研究的工作，主要以生物技術(shù)為核心，充分利用秸稈資源向飼料產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，滿足我區(qū)域養(yǎng)殖業(yè)的飼料需求，集中回收處理養(yǎng)殖業(yè)糞便，與秸稈資源有機(jī)結(jié)合堆制有機(jī)肥料，滿足綠色有機(jī)種植區(qū)的肥料需求，同時(shí)開發(fā)生物修復(fù)土壤藥肥殘留，降解土壤積累的毒素，為發(fā)展綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)奠定基礎(chǔ)。

在這個(gè)環(huán)節(jié)中，我們會(huì)大力提倡發(fā)展有機(jī)牛肉、羊肉、豬肉等肉食有機(jī)養(yǎng)殖業(yè)，并積極對(duì)接加工銷售企業(yè)，展開訂單式養(yǎng)殖，消除養(yǎng)殖戶的后顧之憂。這也是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)有機(jī)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

另外，秸稈類環(huán)保材料的研發(fā)也很有必要，對(duì)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展有積極促進(jìn)作用，休閑農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)、訂單農(nóng)業(yè)中的建設(shè)材料都可以應(yīng)用秸稈制品。清華大學(xué)材料系粉體工程研究室與聯(lián)冠科技發(fā)展公司合作開發(fā)的木塑復(fù)合材料，以秸稈等各類植物纖維廢棄物和廢棄塑料制品為原料，進(jìn)行表面改性處理，具有許多木制材料所沒(méi)有的特點(diǎn)：吸水率低、無(wú)形變開裂、無(wú)蟲蛀霉變、具有一定的耐腐蝕性能等。這種新材料,達(dá)到了環(huán)境保護(hù)和變廢為寶的雙重目的，可以制成公園景觀、庭院裝飾、道路護(hù)欄等各類木塑材料[5]。

作物秸稈作為一種寶貴的農(nóng)業(yè)資源，只有經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的轉(zhuǎn)化與利用，才能夠?qū)崿F(xiàn)我區(qū)域農(nóng)業(yè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)大好局面，需要科研部門、環(huán)保部門、國(guó)土資源和水利部門聯(lián)合起來(lái)，共同為我區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

[1]牡丹江市2015年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào).

[2]曹穩(wěn)根,高貴珍,方雪梅,等.我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源及其利用現(xiàn)狀[J].宿州學(xué)院學(xué)報(bào),2007(6).

[3]石磊，趙由才，柴曉利.我國(guó)農(nóng)作物秸稈的綜合利用技術(shù)進(jìn)展[J].中國(guó)沼氣，2005,23(2):11-19.

[4]張艷哲,李毅,劉吉平.秸稈綜合利用技術(shù)進(jìn)展[J].纖維素科學(xué)與技術(shù),2003,11(2):57-61.

[5]尚越勝.淺談漢中農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀可采取的措施及前景展望[J].環(huán)境保護(hù)，2015(1):9-10.

2017-08-03

國(guó)家糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新項(xiàng)目(2016YFD0300806)

孟祥海(1985-)，男，碩士，研究實(shí)習(xí)員，從事土壤肥料、植物保護(hù)與耕作栽培方向研究，E-mail:mengxianghai538@163.com；

*通訊作者：李玉梅(1971-)，博士，研究員，E-mail:liyumeiwxyl@126.com。

DOI.∶10.13268/j.cnki.fbsic.2017.06.035

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