棉花秸稈綜合利用現(xiàn)狀分析

趙樹琪+李蔚+戴寶生+閆振華+黃曉莉+張華崇

摘要：棉花秸稈是棉花生產(chǎn)的副產(chǎn)物，同時也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的可再生資源。但主要產(chǎn)棉區(qū)對棉稈利用效率低，造成了資源的浪費。通過分析目前棉花秸稈綜合利用的現(xiàn)狀及存在的問題，提出了要提高秸稈綜合利用效率應該加強技術創(chuàng)新，加大政策扶持和資金投入，各級政府要加大宣傳推廣力度等對策，以促進棉花生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：棉花秸稈；綜合利用；存在問題；對策

中圖分類號：S38 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）12-2201-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.12.001

The Analysis of Comprehensive Utilization Present Situation of Cotton Stalk

ZHAO Shu-qi，LI Wei，DAI Bao-sheng，YAN Zhen-hua，HUANG Xiao-li，ZHANG Hua-chong

（Huanggang Academy of Agricultural Sciences，Huanggang 438000，Hubei，China）

Abstract： Cotton stalk are the main by-product of cotton，as well as important renewable resources in industry and agriculture.But the utilization efficiency of cotton stalk is low in the main cotton-producing area，causing the waste of resources. More and more researchers pay attention to the comprehensive utilization of cotton stalk. The current situation of comprehensive utilization cotton stalk and the existing problems were analysed. It put forward that improving the efficiency of comprehensive utilization of straw should strengthen technology innovation，increase policy support and capital investment. The governments at all levels should intensify propaganda promotion in order to promote the sustainable development of cotton production.

Key words： cotton stalk； comprehensive utilization； the existing problems； countermeasures

棉花是中國重要的經(jīng)濟作物之一，在棉花豐收的同時產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物[1]。棉花秸稈作為棉花生產(chǎn)主要的副產(chǎn)物大多用于生活燃料，對棉花秸稈綜合利用較少。隨著科技的進步，城鎮(zhèn)化的發(fā)展及生活水平的提高，天然氣等燃料進入尋常百姓家，棉花秸稈作為生活燃料的應用減少，而被棉農(nóng)田間焚毀，既浪費資源又污染環(huán)境。棉花秸稈作為可再生資源，其綜合應用受到研究者廣泛關注[2-6]。棉花秸稈由棉莖、棉花殼、棉根和棉葉組成。許國英等[7]研究認為棉根、棉莖粗纖維含量均在42%以上，其次是棉花殼約占33.15%，棉葉粗纖維含量最少。但是棉花殼、棉葉中粗脂肪、粗蛋白質(zhì)、粗灰分含量較棉莖、棉根要高。鈣、磷、無氮浸出物和水分在四個部位中差別不大?？梢姡藁ń斩捵鳛橐环N豐富的可再生資源，在肥料、飼料、工業(yè)原料應用等方面潛力巨大。目前，中國秸稈資源綜合利用技術創(chuàng)新不足，利用效率低。本研究分析了棉花秸稈綜合利用的現(xiàn)狀，就高效利用棉稈資源提出了對策。

1 棉稈資源利用的現(xiàn)狀

1.1 棉花秸稈還田

秸稈還田主要有兩種方式，一是直接還田。通過簡單的機械粉碎還田，并施入一定量的氮肥促進其在土壤中的腐解，有利于改良土壤團粒結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)土地用養(yǎng)結(jié)合，促進增產(chǎn)[8]。二是間接還田。施用腐熟秸稈有機肥改善土壤次生災害，促進作物生長。棉花秸稈還有豐富的氮磷鉀等元素，可采用直接還田方式作為有機肥使用[9]。

1.2 棉花秸稈作飼料

棉花秸稈含有大量的纖維素、粗蛋白、半纖維素、木質(zhì)素等營養(yǎng)物質(zhì)，將棉稈中毒棉酚處理掉，可以制成禽畜飼料，用于養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)。高瑞芳等[10]研究顯示，每萬噸棉花秸稈壓縮粗飼料用于養(yǎng)殖業(yè)，可供3 000頭牛食用一年，肉牛、奶牛分別增加產(chǎn)值15%、16%。食用這些飼料形成的糞便可用于沼氣或替代化肥。

1.3 棉花秸稈作原料

棉花秸稈燃燒值17.1～18.1 MJ/kg，接近于木材。相比玉米、小麥等禾本科作物秸稈，棉花秸稈是更理想的能源材料。棉花秸稈作為燃料其利用有固化和氣化兩種模式，早在20世紀，中國科學家對此就有所研究[11]。棉稈作為能源材料還可用于發(fā)電。至2016年中國生物質(zhì)發(fā)電并網(wǎng)裝機容量為950萬kW，居世界第二位，但是利用率不高。中國可以引進先進技術，結(jié)合國情在農(nóng)村推廣實施秸稈發(fā)電技術，使秸稈資源得到更有效的利用。

目前，在山東、河南、湖北、河北及新疆等產(chǎn)棉區(qū)利用棉花秸稈栽培平菇、金針菇、杏鮑菇、香菇及靈芝等食用菌品種的試驗取得顯著的效果[6，12-16]。只要按照所種植食用菌的營養(yǎng)要求對培養(yǎng)料配方作一些調(diào)整，可以利用棉稈代替棉子殼作為食用菌培養(yǎng)料。李金霞等[17]研究還表明，部分菌類對棉酚具有分解作用。因此利用棉稈作為食用菌培養(yǎng)料不僅可以生產(chǎn)食用菌，菌糠作為飼料，還可以利用食用菌分解棉酚，使棉稈得到多重利用，增加經(jīng)濟效益。

棉稈中含有木質(zhì)素、纖維素和半纖維素，其纖維長度及木質(zhì)化程度與木材大致相同，可以利用棉稈代替木漿，用于造紙、造板等使其得到合理的利用[18]。棉稈還可制作高密度纖維板、隔音板等。通過機械法分離、成型和熱壓等一系列工序加工成人造木板，有很好的市場效益[19]。

1.4 棉花秸稈制備活性炭

目前，活性炭廣泛應用于化學、食品、醫(yī)藥及國防、環(huán)境保護等方面，棉稈是可再生資源，利用棉稈生產(chǎn)活性炭可減少對林木、煤炭、石油等的消耗。利用棉稈制備的活性炭質(zhì)量優(yōu)于標準活性炭[20，21]。樊希安等[22]利用微波輻射法制備活性炭質(zhì)量可達到一級標準。

2 棉稈綜合利用中存在的問題

2.1 棉稈綜合利用不夠全面

棉稈作為棉花生產(chǎn)的副產(chǎn)品，人們對其利用價值沒有充分的認識，大多作為燃料使用。目前棉花秸稈綜合利用技術已從早期的直接堆漚還田、就地焚燒、燒火做飯、取暖等向快速腐熟堆肥，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生物煤、生物基質(zhì)及做工業(yè)原料等方式轉(zhuǎn)變。江西省棉花研究所20世紀利用粉碎的棉花秸稈摻粉煤灰代替蛭石配河沙作為基質(zhì)育苗取得良好的效果[23]。但是，從生態(tài)農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的角度來看，目前對棉花秸稈的利用不夠全面，有些技術還不成熟，設備比較落后，有些地方秸稈利用模式單一，造成秸稈能量利用率和轉(zhuǎn)化率低。棉花秸稈的利用要根據(jù)其組成特點，把多重利用方式結(jié)合起來，形成多層次、多方式的利用模式，從而實現(xiàn)棉花秸稈資源化、產(chǎn)業(yè)化、高效化利用，實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 棉稈綜合利用的推廣力度不夠

棉花秸稈的飼料化、燃料化、肥料化、基質(zhì)化等綜合利用、循環(huán)利用具有很廣闊的前景，但是由于當前創(chuàng)新不足，缺乏深入研究等導致推廣力度不大，應用不夠廣泛。中國棉花秸稈資源豐富，通過加大技術創(chuàng)新實現(xiàn)其綜合開發(fā)，可促進棉稈可再生資源的綜合利用[5]。

2.3 缺乏產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營大格局

對棉花秸稈的綜合應用需要以技術為依托，傳統(tǒng)的一家一戶模式是很難實現(xiàn)的。缺乏產(chǎn)業(yè)化格局是棉稈綜合利用效率低的重要原因。實現(xiàn)棉花秸稈綜合利用要以科技為依托，以市場為導向，成立大型秸稈利用廠，將秸稈及其產(chǎn)品商品化，提高棉稈綜合利用效率[24]。

3 對策

3.1 加強規(guī)劃引導和宣傳推廣

目前，中國棉花產(chǎn)業(yè)面臨著戰(zhàn)略性調(diào)整，長江流域棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)及西北內(nèi)陸棉區(qū)棉花種植面積縮減。加強棉稈綜合利用的規(guī)劃和引導有利于增加棉農(nóng)收益。地方要根據(jù)自身實際，以科技為依托，以市場為導向，制定符合當?shù)氐木C合利用方案，確定不同用途的發(fā)展目標，合理分配棉花秸稈應用。近些年來，中國草原退化、沙化嚴重，牧草資源不足嚴重制約了中國畜牧業(yè)的發(fā)展[3]，利用棉稈制作壓縮飼料可有效緩解該問題。利用棉稈制作的壓縮飼料不僅便于運輸，而且能夠滿足動物對粗纖維的需要，提高了飼料營養(yǎng)水平[10]。

同時，政府要加強宣傳引導，推廣成熟、實用、適合當?shù)貙嶋H情況的秸稈利用技術。通過定期舉辦技術培訓，提高農(nóng)民綜合利用秸稈的技能。設立秸稈綜合利用試點縣、試點園區(qū)、試點企業(yè)等，以點蓋面，點面結(jié)合，層層推進，讓農(nóng)民看到實惠，使秸稈綜合利用成為農(nóng)民增收的途徑。

3.2 加大科技創(chuàng)新

棉稈綜合利用離不開技術支持，通過科技創(chuàng)新，加大加強棉稈綜合利用相關項目的研發(fā)力度，有助于降低成本，提高效率。棉稈中含有棉酚，目前對棉稈粉碎脫毒除去棉酚僅有某些大型工廠可以完成，所以通過科技創(chuàng)新可以尋求去除棉酚的有效技術手段，增快棉稈飼料化進程[25]。另外在棉稈肥料化、原料化及燃料化等方面加大創(chuàng)新可以促進棉花秸稈綜合利用，提高利用效率。

3.3 加大政策扶持和資金投入

新技術的研發(fā)及推廣應用離不開政策支持和資金投入。目前中國秸稈資源的利用主要依靠傳統(tǒng)技術，缺少技術的創(chuàng)新及新技術的研發(fā)應用，一些關鍵的技術問題尚未突破。棉稈造紙、造板技術早有研究，但是由于設備工藝發(fā)展落后，更新?lián)Q代比較慢，造成投入成本高，收益小。同樣，秸稈飼料化優(yōu)化配置、高效生物肥有機肥設備國有化等問題也急需解決。這些因素限制了秸稈的綜合利用效率及秸稈利用技術的提高。政府應出臺相應的支持政策，豐富融資模式，加大技術創(chuàng)新投入，促進技術、設備更新，提高秸稈利用效率。

3.4 秸稈綜合應用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

當下中國秸稈利用整體呈分散狀態(tài)，很難高效地利用秸稈資源。要實現(xiàn)秸稈綜合利用及其產(chǎn)業(yè)化，應積極培育秸稈收貯組織，引導其與種植戶（合作社）、秸稈利用企業(yè)建立長期產(chǎn)銷合作關系，建立健全利益聯(lián)接機制，構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場化運作的秸稈收集貯運體系，完善秸稈利用產(chǎn)業(yè)鏈，建成產(chǎn)業(yè)化體系。

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