黑龍江玉米秸稈基質(zhì)化利用技術(shù)分析

王春華 趙忠良

摘 要：對黑龍江玉米秸稈資源“五化”利用中秸稈基質(zhì)化技術(shù)的現(xiàn)狀、主要技術(shù)及其成熟度進(jìn)行了綜述，在此基礎(chǔ)上提出了玉米秸稈綜合基質(zhì)化技術(shù)發(fā)展以及值得進(jìn)一步研究的方向。

關(guān)鍵詞：玉米;秸稈資源;基質(zhì)化;綜合利用

中圖分類號：S646 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.002

0 引言

黑龍江是我國玉米的主要產(chǎn)區(qū)，也是玉米秸稈產(chǎn)量大省。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)民已經(jīng)逐漸放棄利用玉米秸稈作為生活燃料，導(dǎo)致大量的玉米秸稈被露天焚燒，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。2015年，國務(wù)院聯(lián)合四部委發(fā)文明確提出：到2020 年，全國秸稈綜合利用率要達(dá)到85%以上，從而在國家層面確立了五年內(nèi)秸稈資源綜合利用的基本目標(biāo)。為解決秸稈資源綜合利用的難題，提出了玉米秸稈能源化、肥料化、飼料化、原料化及基質(zhì)化的“五化”利用模式，其中以飼料化利用為主，其次為能源化和肥料化，原料化和基質(zhì)化利用程度較低，各類利用方式相關(guān)研究及發(fā)展不均衡。

1 秸稈“五化”利用技術(shù)

秸稈綜合利用體系如圖1所示，通過秸稈飼料化技術(shù)，采用物理、化學(xué)和生物方法加工秸稈飼料將其轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)飼料，有利于促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展，主流處理方式為青貯、顆粒和微貯飼料等;通過秸稈能源化技術(shù)（固化技術(shù)、液化技術(shù)、氣化技術(shù)以及直燃技術(shù)等）將秸稈轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)燃料，有利于改善農(nóng)民的生產(chǎn)生活條件，推進(jìn)農(nóng)村新能源建設(shè);通過秸稈肥料化技術(shù)，如秸稈還田（粉碎翻壓還田、覆蓋還田、堆漚還田和過腹還田等）和秸稈有機(jī)肥生產(chǎn)（腐爛分解和穩(wěn)定等），把秸稈轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)肥料，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，能夠有效改良土壤，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效;通過秸稈原料化技術(shù)，制漿（造紙）、纖維復(fù)合材料（人造板、餐具等）、有機(jī)物產(chǎn)品（羧甲基纖維素、木糖醇等） ，有利于促進(jìn)生態(tài)型、環(huán)保型工業(yè)發(fā)展。通過秸稈基質(zhì)化技術(shù)（菌菇栽培基質(zhì)、作物育苗與栽培基質(zhì)等），有利于菌菇、蔬菜、水稻等有機(jī)綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有利于促進(jìn)農(nóng)民增收。

秸稈基質(zhì)化指以玉米秸稈為主要原料進(jìn)行加工，主要為作物、微生物等生長提供良好條件和一定營養(yǎng)的有機(jī)固體材料。它主要包括菌菇栽培基質(zhì)、作物育苗與栽培基質(zhì)等，隨著科技的進(jìn)步，玉米秸稈基質(zhì)化技術(shù)將會有更廣闊的發(fā)展空間。

2.1 菌菇栽培基質(zhì)

研究證實，秸稈富含食用菌生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)（碳源、氨源、維生素等），以秸稈為原料，結(jié)合其他營養(yǎng)物質(zhì)，通過合理的配方與工藝加工成食用菌培養(yǎng)基質(zhì)，可以替代木材養(yǎng)殖秀珍菇、白靈菇、金針菇等。李月梅等人利用玉米秸稈不同配方栽培雙胞蘑菇，發(fā)現(xiàn)玉米秸稈與麥秸稈按1∶ 1混合栽培，生物學(xué)效率與麥秸單獨培養(yǎng)相近，且子實體生長高峰顯著提前，出菇期更集中。鄭峻通過玉米秸稈代替棉籽殼與木屑栽培秀珍菇實驗，能夠完全替代棉籽殼，其生物效率與對比沒有顯著差異，替代木屑（占基質(zhì)總量50%）其生物效率比對照高10.47%，優(yōu)勢顯著。卓琴等人進(jìn)行不同基質(zhì)培養(yǎng)姬松茸產(chǎn)量比較試驗研究表明：以玉米秸稈為主料的試驗基質(zhì)出菇時間快，子實體大小均勻，單位面積產(chǎn)量與總產(chǎn)量高，是實驗中表現(xiàn)最好的基質(zhì)。肇瑩等人在玉米秸稈基質(zhì)栽培白靈菇高產(chǎn)高效配方研究出最佳配方：玉米秸稈25%、玉米芯43%、麥麩15%、豆粕10%、玉米粉5%、石膏1%、石灰1%，該配方栽培的白靈菇子實體菌蓋大、菇色好，可替代木屑用于白靈菇生產(chǎn)。

因此，利用玉米秸稈作為基質(zhì)栽培菌菇具有現(xiàn)實意義。重要的是利用玉米秸稈代替木屑，是解決菌菇可持續(xù)發(fā)展瓶頸問題的重要方法，同時能夠最大限度地保護(hù)寶貴的森林資源。

2.2 作物育苗與栽培基質(zhì)

傳統(tǒng)的作物育苗與栽培基質(zhì)都離不開草炭，然而，草炭屬于不可再生資源。隨著基質(zhì)的用量加大，草炭資源面臨著枯竭，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，利用作物秸稈，經(jīng)過粉碎發(fā)酵腐熟，按照一定的比例配比其他基質(zhì)，用于育苗基質(zhì)和栽培基質(zhì)，能夠代替日益枯竭的草炭資源。

蘇麗影等人通過玉米秸稈復(fù)配基質(zhì)對茄子幼苗生長和光合參數(shù)的影響進(jìn)行研究，玉米秸稈基質(zhì)添加沸石（20%～40%）可增加復(fù)配基質(zhì)的持水孔隙度，降低復(fù)配基質(zhì)的pH 值和電導(dǎo)率（EC），茄子幼苗的長勢好，總?cè)~綠素含量、凈光合速率高，且壯苗指數(shù)顯著高于對照組。向薇薇等人通過水稻機(jī)械化育秧秸稈基質(zhì)技術(shù)研究表明，按照特定工藝配置的秸稈基質(zhì)具有質(zhì)地疏松，較好的保水性能及通氣透水性，養(yǎng)分含量適中全面，酸堿度適中，有機(jī)質(zhì)含量高，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)好，栽后返青快，秧苗病蟲草害少等特點。劉振國等人通過不同配比基質(zhì)對黃瓜生長發(fā)育的影響研究表明，采用玉米秸稈、珍珠巖基質(zhì)、蛭石（1∶ 1∶ 1 配比），能滿足黃瓜對光合能力、水分、養(yǎng)分吸收的要求，對黃瓜生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)方面影響顯著。黑龍江省農(nóng)機(jī)院通過營養(yǎng)基質(zhì)盤水稻育秧技術(shù)研究，基質(zhì)盤可取代苗床營養(yǎng)土，播種并覆蓋散狀基質(zhì)進(jìn)行水稻育秧，實現(xiàn)了基質(zhì)和營養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，減少病蟲草害，簡化育秧程序，有效提高了秧苗質(zhì)量和育秧效率。

利用廢棄的玉米秸稈生產(chǎn)秸稈基質(zhì)有機(jī)肥，不僅可以減少對草炭的消耗，充分利用解決大量的秸稈資源，而且秸稈轉(zhuǎn)化成的基質(zhì)，含有豐富的養(yǎng)分，能夠顯著提高農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。

3 總結(jié)

以發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)為方向，通過秸稈“五化”技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和組織創(chuàng)新，實現(xiàn)秸稈飼料化、肥料化、基質(zhì)化、能源化和原料化“五化”融合，實現(xiàn)玉米秸稈的高質(zhì)利用、循環(huán)利用和持續(xù)利用，從根本上破解黑龍江省玉米秸稈產(chǎn)業(yè)化“存儲難”、“成本高”與“價值低”等可持續(xù)發(fā)展難題，從源頭上杜絕玉米秸稈野外焚燒的現(xiàn)象。

通過玉米秸稈基質(zhì)化農(nóng)用和秸稈肥料化生產(chǎn)綠色有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品，架起城市居民與農(nóng)戶的共享橋梁，延長農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，拓展農(nóng)業(yè)多功能性，衍生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)，激發(fā)內(nèi)生動力，融合農(nóng)村一二三產(chǎn)業(yè)，助推小農(nóng)戶與大農(nóng)業(yè)銜接，最終帶動農(nóng)民生活富裕、引領(lǐng)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)興旺、促進(jìn)農(nóng)村生態(tài)宜居。

綜上所述，通過玉米秸稈綜合利用技術(shù)的應(yīng)用研究與示范推廣，對黑龍江省農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，促進(jìn)高效生態(tài)農(nóng)業(yè)和節(jié)糧型畜牧業(yè)的快速發(fā)展，盡快實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化循環(huán)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型，從經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的角度來看，玉米秸稈綜合利用具有廣闊的發(fā)展前景和深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。

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