廣西農(nóng)作物秸稈處理現(xiàn)狀及建議

馬俊卿++韋竹立++吳俐瑩++黃京華

摘要 對廣西農(nóng)作物秸稈處理現(xiàn)狀進行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，區(qū)域農(nóng)作物秸稈資源主要來自甘蔗、桑枝、木薯、香蕉、水稻、玉米等作物；秸稈產(chǎn)出數(shù)量和種類因地區(qū)不同而存在差異，南寧、崇左、來賓、貴港秸稈產(chǎn)出的種類多和數(shù)量大；綜合前人研究成果，對不同秸稈利用模式在廣西應用的可行性進行分析，建議大力開展多層次利用，提高秸稈資源利用效率，保護生態(tài)環(huán)境。

關鍵詞 農(nóng)作物秸稈；處理現(xiàn)狀；建議；廣西

中圖分類號 S38 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）03-0180-04

Abstract The treatment status of crop straw in Guangxi was investigated，and it was found that the crop straw resources were mainly from sugarcane，mulberry，cassava，banana，rice，corn，etc.Differences in quantity and variety were found among different regions，the quantity and variety of straw were large in Nanning，Chongzuo，Laibin and Guigang.Based on previous research results，the feasibility of applying different straw utilization patterns in Guangxi was analyzed，and it was suggested to carry out multi-level utilization，improve the utilization efficiency of straw resources and protect the ecological environment.

Key words crop straw；treatment status；suggestion；Guangxi

我國秸稈資源相當豐富，據(jù)粗略統(tǒng)計，全國每年可產(chǎn)生農(nóng)作物秸稈5.7億t左右[1]，其中廣西每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈達4 500萬t左右[2]。農(nóng)作物秸稈是一種寶貴的生物質(zhì)資源，農(nóng)作物吸收和轉(zhuǎn)化的養(yǎng)分形成有機物后，有30%～50%滯留在作物的秸稈（莖、稈、葉、蔓）中，難以直接利用[3]。目前對于農(nóng)作物秸稈的處理方法多種多樣，主要可以分為3類：秸稈還田、工業(yè)原料、綜合利用。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術的提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈也隨之增多，因而對農(nóng)作物秸稈的潛力進行探索和發(fā)掘，高效合理地利用好農(nóng)作物秸稈資源具有重大的經(jīng)濟意義和生態(tài)意義。

1 廣西農(nóng)作物秸資源稈調(diào)查概況

1.1 調(diào)查方法

采用不記名調(diào)查問卷，走訪入戶進行調(diào)查；在廣西各市縣發(fā)放問卷2 000份，收回有效問卷1 920份，有效問卷占總數(shù)的96%。

1.2 數(shù)據(jù)處理

采用Excel對調(diào)研數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 廣西農(nóng)作物秸稈資源種類與分布

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，廣西農(nóng)作物秸稈資源主要來自甘蔗、桑枝、木薯、香蕉、水稻、玉米等作物（圖1）。由圖2可知，甘蔗秸稈主要分布在南寧市、崇左市、柳州市、來賓市個甘蔗主產(chǎn)區(qū)；桑枝秸稈主要分布在河池市、南寧市、來賓市、柳州市和貴港市；木薯秸稈主要分布在南寧市、梧州市、貴港市、崇左市、欽州市和玉林市；香蕉秸稈主要分布在欽州市、南寧市、玉林市和百色市；水稻在廣西各個市都有大面積種植，桂林市、玉林市、貴港市和南寧市為水稻秸稈產(chǎn)量較高的地區(qū)；玉米秸稈主要分布在百色市、河池市、南寧市、來賓市、貴港市和崇左市[4]。從分布地區(qū)來看，廣西農(nóng)作物秸稈主要分布于南寧市、柳州市、河池市、百色市、欽州市、貴港市、桂林市、來賓市和玉林市，這些地區(qū)稻稈產(chǎn)量占廣西稻稈總產(chǎn)量的89.80%。其中最高的是南寧市，約占廣西稻稈資源總量的1/5；而桂東地區(qū)的梧州市、賀州市以及北部灣區(qū)域的北海市、防城港市，稻稈總產(chǎn)量僅占廣西稻稈總量的10.21%[4]。

2.2 廣西農(nóng)作物秸稈處理情況

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廣西農(nóng)作物秸稈的處理方式主要包括就地焚燒、還田、喂牲畜、用作家用肥料、漚肥、入沼池、喂魚等。由圖3可知，選擇焚燒處理的農(nóng)戶最多，占26%；其次是還田和用作家用肥料，分別為21%和20%；也有一部分農(nóng)戶選擇用農(nóng)作物秸稈喂養(yǎng)牲畜和漚肥，分別占16%和11%；還有很小一部分農(nóng)戶用農(nóng)作物秸稈養(yǎng)魚或者入沼氣池，分別僅占3%和2%。

調(diào)查結(jié)果顯示，就地焚燒是最常見的處理方式，但就地焚燒并不可取。因為就地焚燒不但污染空氣，破壞農(nóng)田土壤的理化性質(zhì)[5]，而且秸稈焚燒量與有機質(zhì)含量、含水量、土壤微生物數(shù)量和酶活性之間成顯著負相關[6]。因此，就地焚燒秸稈既會破壞生態(tài)環(huán)境，又會對秸稈資源造成浪費。調(diào)研當中65%的人也認為，焚燒秸稈會對環(huán)境造成破壞。

秸稈還田是一種可行的方案，因為秸稈腐敗過程中釋放出氮、磷、鉀以及各種微量元素，能夠降低土壤容重，增加土壤通氣、田間持水量和水穩(wěn)性團粒結(jié)構(gòu)，從而改善土壤物理性狀，提高土壤保水能力和土地肥力，是良好的有機肥[7]。調(diào)研當中86%的人認為秸稈還田有益處；僅有3%的人認為秸稈還田沒有益處，但是還田的方式應該多樣化、合理化。秸稈中富含氮、磷、鉀、鈣、鎂、硅等元素[8]，秸稈粉碎還田是良好的綠肥。漚肥是有效腐熟秸稈的處理方式，農(nóng)作物秸稈與動物糞便一起腐熟后是良好的有機肥，配施無機氮肥能夠改善土壤供氮能力，提高土壤生物量碳、氮的含量[9]。農(nóng)作物秸稈入沼氣池技術是指以秸稈為主要原料，經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵作用生產(chǎn)沼氣的秸稈處理利用技術[10]，該項技術能產(chǎn)生高品質(zhì)清潔能源和有機肥料。目前，秸稈沼氣技術在農(nóng)村已經(jīng)得到大面積的推廣。endprint

利用秸稈喂養(yǎng)牲畜自古就是很有效的利用方式，喂養(yǎng)牲畜能夠?qū)粼诮斩捴袩o法利用的能量消耗掉，而且秸稈經(jīng)大型動物過腹還田后依然是良好的有機肥料。如圖4～5所示，廣西農(nóng)村家庭家畜飼養(yǎng)以養(yǎng)雞、養(yǎng)豬和養(yǎng)牛為主，有59%的農(nóng)戶用秸稈喂養(yǎng)牲畜。用來喂養(yǎng)牲畜的秸稈中稻草占的比例最大，為61%；其中利用秸稈喂養(yǎng)的家畜主要為牛和羊。但是調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在利用作物秸稈飼養(yǎng)牲畜時農(nóng)戶也面臨一些問題、存在諸多顧慮，主要包括擔憂作物秸稈會有農(nóng)藥殘留，認為用秸稈飼養(yǎng)牲畜費時費力，直接用秸稈喂養(yǎng)牲畜難消化，從而造成浪費；一些養(yǎng)豬的農(nóng)戶坦言，用作物秸稈的效果及性價比遠不如直接用飼料。因此，應設法讓作物秸稈在家畜飼養(yǎng)方面實現(xiàn)飼料化、方便化、安全化，成立專門公司進行集中產(chǎn)業(yè)化處理，形成一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈，這是消除農(nóng)戶顧慮的一個有效方法。

調(diào)查結(jié)果顯示，廣西農(nóng)戶魚類養(yǎng)殖以羅非魚和草魚為主，分別占37%和36%（圖6），利用農(nóng)作物秸稈喂魚也是自古就有的一種秸稈資源利用方式，稻草、玉米稈、甘蔗葉、木薯枝葉都是喂養(yǎng)魚的良好資源。調(diào)查結(jié)果顯示，用于養(yǎng)魚的農(nóng)作物秸稈主要也是這上述4種，所占的比例分別為31%、26%、20%、14%（圖7）。

2.3 農(nóng)民對秸稈處理現(xiàn)狀的看法

由圖8可知，大部分農(nóng)戶認為作物秸稈可以繼續(xù)產(chǎn)生效益，也可以粉碎還田作為有機肥，但是之所以選擇以焚燒的方式還田，主要是因為其他方式費工費力、操作繁瑣，秸稈分解周期太長，耕作時會影響播種以及肥效見效慢等多種原因。因此，設法優(yōu)化作物秸稈還田方式，縮短分解周期，是作物秸稈還田方面亟須解決的問題。

此外，在問卷最后還提供了一個主觀題目，讓農(nóng)戶提出對作物秸稈處理的一些看法和建議。從收集的數(shù)據(jù)來看，農(nóng)戶的意見主要集中在以下幾點。一是成立專門的公司或組織集中高效處理，包括飼料化、基質(zhì)化、肥料化等多種處理形式；二是政府支持農(nóng)戶或者集中建設沼氣池，讓作物秸稈再產(chǎn)能；三是很多作物秸稈可以制成編織工藝品，政府可以對農(nóng)戶進行培訓，讓作物秸稈發(fā)揮更大的價值；四是政府統(tǒng)一收購，提高農(nóng)戶的利用熱情。

除此之外，接受調(diào)查的農(nóng)戶基本都有一個共識，近幾年環(huán)境問題日益突出，雖然焚燒秸稈不是首要污染源，但也是加重環(huán)境污染的重要因素。因此，設法減少就地焚燒情況的發(fā)生、減輕環(huán)境污染、多方面利用秸稈，加強這方面知識的研究和宣傳很有必要。

3 國內(nèi)秸稈處理與利用現(xiàn)狀

為了合理科學地利用秸稈資源，諸多學者一直在探索研究，目前被人們所熟知的處理方式主要有秸稈還田、用作工業(yè)原料、綜合利用。近幾年也有學者發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋具有顯著的納雨保墑作用，可有效提高降水資源的利用效率，在馬鈴薯生產(chǎn)中已取得顯著成果[11]，可以很好地緩解西北地區(qū)干旱少雨的情況；廣西農(nóng)業(yè)科學院在借鑒巴西成功經(jīng)驗的基礎上，把濃度較高的糖蜜酒精發(fā)酵液經(jīng)過適當稀釋定量還田作液肥，并與地膜覆蓋相結(jié)合，形成了一個有效的糖蜜酒精發(fā)酵液定量還田技術體系，與常規(guī)施肥相比，噴施糖蜜酒精發(fā)酵液提高了甘蔗各項指標[12]；也有學者提出，將農(nóng)作物秸稈系統(tǒng)轉(zhuǎn)化、項目化運作，從根本上解決秸稈焚燒問題[13]。通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)農(nóng)作物秸稈的處理方式大致如下。

3.1 秸稈還田

秸稈中富含氮、磷、鉀、鈣、鎂、硅等元素[8]，據(jù)測算，全部稻稈所含氮、磷、鉀量相當于全國目前化肥用量的1/3左右，是非?？捎^的生物肥力資源[6]。秸稈還田后能提高土壤調(diào)節(jié)水、肥、溫、氣的能力，不僅促進了農(nóng)作物增產(chǎn)，而且大大改善了糧、果、蔬的品質(zhì)[3]。目前，秸稈還田的方式主要包括焚燒還田、粉碎還田、高溫堆肥、帶狀覆蓋、過腹還田。

3.1.1 焚燒還田。焚燒還田是最直接也是最常用的一種還田方式，就地焚燒后秸稈中富含的大量元素可以直接留在農(nóng)田中，但是秸稈焚燒是浪費了可回收利用的生態(tài)資源。因為作物秸稈中含有的氮、磷、硫等元素大部分轉(zhuǎn)化成顆?；驌]發(fā)性物質(zhì)進入大氣，只留下一些磷素和鉀素，而磷素多呈不溶解狀態(tài)，難被作物吸收，這樣導致營養(yǎng)元素損失嚴重；焚燒之后，作物稻稈中的有機質(zhì)全部損失，不利于土壤培肥[5]；此外，焚燒產(chǎn)生的高溫會嚴重影響土壤中水分和各種酶的含量，加劇土壤板結(jié)[6]。

3.1.2 粉碎還田。秸稈粉碎后翻耕，使秸稈埋在地下，經(jīng)腐熟后可成為有機肥，但作物秸稈的主要構(gòu)成部分是纖維素、半纖維素及木質(zhì)素，未經(jīng)處理的秸稈降解周期長，還田后秸稈中的養(yǎng)分不能作為當季作物的基肥吸收，延長了秸稈腐解的時間，不利于各種養(yǎng)分的循環(huán)利用[14]。

3.1.3 高溫堆肥還田。高溫堆肥是指將秸稈粉碎后淋水堆壓，產(chǎn)生高溫以促進纖維素降解的生物轉(zhuǎn)化過程[1]；秸稈經(jīng)高溫堆肥后還田可以促進土壤微生物的生長與繁殖、改善土壤理化性狀、增加有機質(zhì)含量；高溫堆肥時輔以禽畜糞便或生物菌肥等，可以加速秸稈的分解腐化、提高效率；在堆肥的同時加入適量的殺蟲劑，還可以有效殺滅隱藏于秸稈內(nèi)的多種地下害蟲[1]。

3.1.4 帶狀覆蓋。甘肅農(nóng)業(yè)大學柴守璽團隊創(chuàng)建了玉米秸稈帶狀覆蓋栽培技術，該技術分秸稈覆蓋帶和種植帶，兩帶相間排列，利用秸稈局部覆蓋達到抗旱保墑的目的[11]。試驗結(jié)果表明，玉米秸稈帶狀覆蓋技術緩解了傳統(tǒng)秸稈覆蓋技術前期降溫效應，同時兼顧了蓄水保墑，干旱年份發(fā)揮的作用尤為顯著；該技術在西北地區(qū)冬小麥和馬鈴薯的生產(chǎn)上效果十分明顯。

3.1.5 過腹還田。過腹還田是指秸稈經(jīng)過適當處理，以飼料方式經(jīng)過大牲畜消化降解，再以糞肥方式還入田中[1]。廣西地形復雜多樣，不適合大型機械耕作，而大型牲畜數(shù)量又眾多，因而過腹還田是秸稈利用的重要方式。秸稈在牲畜腸胃中經(jīng)各種體內(nèi)酶及微生物的降解，大分子碳氮化合物變?yōu)樾》肿?，不能作為營養(yǎng)被吸收的剩余物質(zhì)以糞便形式排出，含氮量較大，微生物數(shù)量也大，還田的增產(chǎn)效果明顯，特別是在改良土壤理化性狀、增加土壤有機質(zhì)方面有著化學肥料所達不到的效果[1]。endprint

3.2 用作工農(nóng)業(yè)原料

作物秸稈能產(chǎn)生熱量，其熱值可以達到標準煤熱值的1/2。經(jīng)過測定，秸稈的熱值為15 000 kJ/kg[8]。其用作工業(yè)原料的方式主要有秸稈能源化、秸稈材料化、秸稈飼料化、秸稈基料化、制成具有改良土壤作用的生物質(zhì)炭。

3.2.1 能源化。據(jù)測定，1 hm2玉米秸稈可產(chǎn)熱能1.26×107 kJ，相當于3.8 t煤產(chǎn)生的熱量，是一個巨大的資源庫。美國等國家已研制成螺旋式秸稈成型機械，可以將秸稈轉(zhuǎn)化為固態(tài)、液態(tài)、汽態(tài)燃料，將秸稈進行氣化以及轉(zhuǎn)化為酒精燃料等是秸稈利用的新方式[1]。另外，經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵作用生產(chǎn)沼氣的秸稈處理利用技術能生產(chǎn)高品質(zhì)清潔能源和有機肥料。目前，秸稈生產(chǎn)沼氣技術在農(nóng)村已經(jīng)得到大面積推廣。

3.2.2 材料化。秸稈纖維素含量高，是傳統(tǒng)的造紙原料[1，3]，秸稈還可用于制作裝飾板材和一次成型家具，具有強度高、無污染、美觀大方及價格低廉等特點[3]；秸稈中含有的大量的纖維素，纖維素與蛋白質(zhì)、殼聚糖、淀粉等天然高分子通過機械共混、熔融共混或溶液共混后，可以產(chǎn)生具有較佳生物降解性能的材料[15]，其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)等眾多領域有望替代塑料制品，在使秸稈變廢為寶的同時又能解決傳統(tǒng)塑料造成的白色污染問題。

3.2.3 飼料化。作物秸稈中含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、有機酸、醇類、脂類及無機礦物質(zhì)等[1]。秸稈氨化經(jīng)處理后，可提高適口性和營養(yǎng)價值，且牲畜食用后消化率比食用普通秸稈飼料增加20%左右，是發(fā)展畜牧業(yè)的優(yōu)良材料。農(nóng)作物秸稈作為飼料利用后，其副產(chǎn)品糞便又是過腹還田的優(yōu)良有機肥料。2014年，廣西飼料化秸稈利用總量達320萬t，約占年秸稈總產(chǎn)量的7.2%[2]。青貯是利用微生物的乳酸菌發(fā)酵作用，達到長期保存青綠多汁飼料營養(yǎng)特性的一種方法。青貯飼料是保證我國北方畜牧養(yǎng)殖業(yè)一年四季青綠飼料的均衡供給的重要途徑[16]，該技術在冬季北方地區(qū)發(fā)揮的作用更強大。

3.2.4 基料化。農(nóng)作物的秸稈含有食用菌生長所需要的碳、氮以及礦物質(zhì)等各種營養(yǎng)成分，通過機械將秸稈粉碎可以作為培養(yǎng)食用菌的基料。此項技術投資少、見效快、收益高，可用于生產(chǎn)平菇、金針菇、白木耳、黑木耳、猴菇菌、靈芝等20多個品種[10]。食用菌收獲以后，菌袋內(nèi)秸稈所含的多種營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過微生物種群降解為低分子物質(zhì)，仍是還田的絕佳有機肥。

3.2.5 制成生物質(zhì)炭。生物質(zhì)炭是由富含碳的生物質(zhì)在無氧或缺氧條件下經(jīng)過高溫裂解生成的一種具有高度芳香化、富含碳素的多孔固體顆粒物質(zhì)，生物質(zhì)炭的田間施用可以改善土壤的理化性質(zhì)，從而提高作物產(chǎn)量、增加土壤碳庫并減少其他溫室氣體的排放[17]。有科學研究表明，生物質(zhì)炭的土壤施用可能是唯一通過施入穩(wěn)定性碳改變生態(tài)系統(tǒng)土壤碳庫自然平衡，從而大幅提高土壤碳庫容量的技術方式[18]。因此，將農(nóng)作物秸稈制成生物質(zhì)炭，不僅可以提高土壤碳庫容量，而且對于維持生態(tài)平衡具有重大意義。

3.3 綜合利用

3.3.1 應用于防沙工程。沙坡頭以治沙出名，張寶善、袁偉等寧夏老一代治沙人，根據(jù)騰格里沙漠的特殊環(huán)境，創(chuàng)造了用草方格固定沙丘的做法，在沙漠鐵路兩側(cè)用草方格治沙技術成功阻擋住風沙，保障了鐵路的安全[19]。用秸稈編織的草方格能夠增加沙漠表面的粗糙度，從而消減風力、阻止流沙移動、截流雨水，起到防風固沙的良好功效[20]；而且用于防沙的草格經(jīng)自然風化后又回歸大漠，成為有機肥源。

3.3.2 應用于工藝品制作。把秸稈綜合利用與解決農(nóng)民增收問題相結(jié)合，加工成附加值較高的工藝品，可提高秸稈的利用水平，變資源優(yōu)勢為農(nóng)民增收的經(jīng)濟優(yōu)勢。稻田平均能產(chǎn)稻草7 500 kg/hm2，成捆出售價格在900元/hm2以內(nèi)；然而這些稻草經(jīng)過手工編織變成工藝品后，可產(chǎn)出效益4.5萬元/hm2，價值翻了50倍[21]。

4 廣西農(nóng)作物秸稈處理與利用建議

廣西農(nóng)作物秸稈資源豐富、種類多樣，因而利用方式不能固定，應該多樣化、多種模式、多層次交替綜合應用。本文認為，作物秸稈處理應將還田作為其處理的最終落腳點，從而提高土壤有機質(zhì)、營養(yǎng)元素含量以及土壤碳庫容量，實現(xiàn)對土地資源的持續(xù)利用，促進生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。具體模式如圖9所示。

5 結(jié)語

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)量很大，因而合理、科學地利用秸稈資源，既可以產(chǎn)生重大的經(jīng)濟效益，又可發(fā)揮重要的生態(tài)效益。秸稈的利用需要綜合考慮多種因素，應多模式、多層次利用，模式化、規(guī)范化、體系化利用秸稈需要逐步探索。政府部門也應綜合自然、經(jīng)濟、社會、文化等方面的因素出臺秸稈模式化應用的相關政策，提倡項目化運作，讓農(nóng)民獲得更大利潤；提高秸稈資源利用效率，保護生態(tài)環(huán)境，利國利民。

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