農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)

王安生

摘 ?要：眾所周知，我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，也是農(nóng)作物秸稈資源最為豐富的國家之一。農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中一種十分寶貴的生物質(zhì)能資源，其內(nèi)部富含氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)等多種營養(yǎng)成分。農(nóng)作物秸稈資源的綜合利用，對于促進(jìn)農(nóng)民增收、環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義，農(nóng)作物秸稈綜合利用的發(fā)展前景非常廣闊。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作物;秸稈;綜合利用;技術(shù)

農(nóng)作物秸稈是寶貴的可再生資源，其內(nèi)部富含氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)等多種營養(yǎng)成分。我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)范圍廣，每年秸稈產(chǎn)量十分巨大。農(nóng)作物秸稈綜合利用能夠有效緩解能源需求壓力，緩解環(huán)境污染與耕地退化，為工業(yè)生產(chǎn)提供更多的基礎(chǔ)原料。由此可見，加強(qiáng)農(nóng)作物秸稈綜合利用具有重要的意義。

1農(nóng)作物秸稈綜合利用的意義

1.1減輕環(huán)境污染與耕地退化

對于農(nóng)作物秸稈，我國傳統(tǒng)的處理方式是進(jìn)行焚燒，這樣會(huì)對空氣造成嚴(yán)重的污染，而且在焚燒農(nóng)作物秸稈的過程中，農(nóng)作物秸稈中的營養(yǎng)成分會(huì)顯著降低，能被耕地再次利用的有效成分會(huì)大大地降低，焚燒過程中產(chǎn)生的高溫會(huì)大量地減少耕地土壤中的微生物，顯著地降低土壤的理化性能，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的長遠(yuǎn)發(fā)展。而通過對農(nóng)作物秸稈資源的回收和再利用，不僅能夠顯著地降低焚燒農(nóng)作物秸稈帶來的環(huán)境污染，而且將農(nóng)作物秸稈粉碎還田，能夠在一定程度上恢復(fù)耕地土壤的原始地力，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程對自然界的破壞程度。

1.2緩解能源需求壓力

從能源含量的角度講，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)作物秸稈等廢棄資源僅次于煤炭、石油、天然氣，是易于獲取且可再生的資源。對農(nóng)作物秸稈進(jìn)行有計(jì)劃地回收和利用，是現(xiàn)階段緩解能源需求壓力的有效途徑。通過對農(nóng)作物秸稈進(jìn)行處理，不僅能將其作為高密度能源使用，還能夠利用農(nóng)作物秸稈制作酒精等液體燃料，而且將來隨著相關(guān)研究的不斷深入，農(nóng)作物秸稈的資源化利用途徑將逐漸豐富，其能源的替代能力也將顯著提升。

1.3為工業(yè)生產(chǎn)提供更多的基礎(chǔ)原料

農(nóng)作物秸稈經(jīng)過加工、處理、提取后可以以淀粉、纖維等多種形式作為工業(yè)產(chǎn)品和生活用品的原料使用，這在一定程度上能夠替代糧食和經(jīng)濟(jì)作物在工業(yè)原材料上的損耗，從而減少糧食消耗，豐富了工業(yè)產(chǎn)品的類型，促進(jìn)了生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步改良。

2農(nóng)作物秸稈綜合利用目前存在的主要問題

目前，農(nóng)作物秸稈綜合利用存在的主要問題有：（1）針對農(nóng)作物秸稈綜合利用標(biāo)準(zhǔn)化工作缺乏系統(tǒng)性研究，各地對農(nóng)作物秸稈綜合利用標(biāo)準(zhǔn)化的重視程度和發(fā)展水平不同，農(nóng)作物秸稈綜合利用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量少，尤其是國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂主要集中在秸稈能源化利用領(lǐng)域，而秸稈原料化、基料化、飼料化、肥料化利用的標(biāo)準(zhǔn)明顯不足，不能滿足實(shí)際需要。即使在某一特定的利用方式領(lǐng)域，也存在嚴(yán)重不平衡的現(xiàn)象。（2）農(nóng)作物秸稈綜合利用方式單一，主要是以秸稈直接還田為主，而作為飼料、生物燃料、基料等方面應(yīng)用量很少，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展就更加的落后了，從而出現(xiàn)多樣性發(fā)展不均、綜合利用率較低的問題。（3）在農(nóng)作物秸稈綜合利用中，秸稈收集方法比較落后，機(jī)械化程度不高，開發(fā)新設(shè)備的研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)也不多，專業(yè)的科研人員短缺，投入的研發(fā)資金不足，存在生產(chǎn)成本較高、農(nóng)作物秸稈利用率低、與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境條件不匹配、投入與產(chǎn)出不成比例等問題。（4）農(nóng)作物秸稈的收儲(chǔ)體系還不完善，收儲(chǔ)點(diǎn)的規(guī)劃和建設(shè)大多處于起步階段，農(nóng)作物秸稈回收難度大，多數(shù)就地處理。（5）農(nóng)作物秸稈綜合利用缺乏科技創(chuàng)新的大力支持以及完善的服務(wù)體系的輔助，農(nóng)作物秸稈綜合利用研發(fā)和推廣力度不足。（6）農(nóng)民思想觀念落后，缺乏廢物利用、循環(huán)利用意識(shí)，同時(shí)由于回收成本較高、勞動(dòng)力不足等客觀原因，造成不愿或無法實(shí)施回收，加之政府宣傳推廣以及政策扶持力度不足，未形成有效穩(wěn)定的機(jī)制來保證政策的執(zhí)行，資金量不足以調(diào)動(dòng)農(nóng)民和企業(yè)對秸稈綜合利用的積極性，導(dǎo)致焚燒農(nóng)作物秸稈的問題較為嚴(yán)重。

3農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)

3.1秸稈還田

秸稈還田為秸稈綜合性開發(fā)與利用較為常見的技術(shù)，利用農(nóng)業(yè)機(jī)械將秸稈進(jìn)行粉碎處理后，結(jié)合覆蓋、拋灑或與翻耕技術(shù)進(jìn)行直接還田。此外，還可在使用堆肥、漚肥、過腹等處理方式后進(jìn)行還田，在增加土壤肥力、蓄水保墑的同時(shí)，具有快捷方便、應(yīng)用簡單、環(huán)保性強(qiáng)等優(yōu)勢。農(nóng)作物秸稈還田按應(yīng)用途徑可分為直接還田和間接還田，直接還田包括翻壓還田、覆蓋還田;間接還田包括堆漚還田、過腹還田等。

3.1.1直接還田

直接還田中翻壓、覆蓋還田需使用專業(yè)的粉碎翻耕農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，其中翻壓還田主要利用粉碎設(shè)備將玉米、小麥、水稻或高粱等作物的秸稈進(jìn)行粉碎處理，然后均勻鋪設(shè)在田間，利用翻耕設(shè)備將秸稈埋入土壤中，增加土地肥力;覆蓋還田則是在麥稈被粉碎的基礎(chǔ)上，與免耕播種作業(yè)合理配合，直接將其覆蓋在田地上。此外，覆蓋還田還可采用高留茬的方式在田間覆蓋。

3.1.2間接還田

間接還田按照秸稈處理方式的不同，可分為堆漚、過腹等還田模式。堆漚還田是指將秸稈進(jìn)行肥料化處理，即將秸稈粉碎、堆積后，經(jīng)過一段時(shí)間發(fā)酵，制作成肥料還田，按照發(fā)酵形式的不同，可分為厭氧與好氧兩種發(fā)酵形式。過腹還田是指將秸稈作為牲畜飼料，經(jīng)過牲畜消化處理后排泄出來，在其腐化成熟后，作為肥料進(jìn)行還田。

3.2秸稈肥料化利用

秸稈肥料化利用即秸稈作為有機(jī)肥還田利用，是目前農(nóng)作物秸稈最普遍的利用方式，是機(jī)械化對秸稈簡單處理的方法。秸稈作為有機(jī)肥還田利用通常采用聯(lián)合收割機(jī)或大型拖拉機(jī)配帶的秸稈還田機(jī)，在地里直接將農(nóng)作物秸稈粉碎，并均勻撒到地面上，再通過深耕犁翻埋到土壤深處，經(jīng)過一段時(shí)間后腐爛分解成有機(jī)肥，使土壤保溫、透氣、吸水、保水等方面的理化性質(zhì)得以改善，促進(jìn)土地肥力的增加。其特點(diǎn)是作業(yè)機(jī)械化程度高、秸稈處理時(shí)間短、腐爛時(shí)間長。此外，生化快速腐熟技術(shù)制造有機(jī)肥的方式同樣是一種好的選擇，在現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備的輔助下對溫濕度、質(zhì)量、時(shí)間等進(jìn)行控制，最終產(chǎn)生更多污染較小的有機(jī)肥料。

3.3秸稈飼料化利用

秸稈中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，4t秸稈的營養(yǎng)價(jià)值相當(dāng)于1t的糧食，可為畜牧業(yè)持續(xù)發(fā)展提供物質(zhì)保障。20世紀(jì)90年代以前，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平較低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大部分動(dòng)力要靠馬、牛等大牲畜提供。這些大牲畜的飼料來源大部分是秸稈，尤其是小麥秸稈。隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的不斷提高，大牲畜逐漸從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域退出，小麥秸稈作為飼料的利用量也逐漸減少。由于秸稈青貯飼料技術(shù)的不斷成熟，再加上養(yǎng)牛業(yè)的大力發(fā)展，玉米秸稈作為青貯飼料卻與日俱增。目前，玉米秸稈青貯飼料在秸稈飼料化利用中占據(jù)著主導(dǎo)地位。在整個(gè)秸稈利用中，秸稈飼料化利用一直處于從屬地位。

3.4秸稈基料化利用

秸稈基料化利用是把秸稈作為食用菌種植的基料來使用的技術(shù)模式。早期作為食用菌基料的主要是棉籽殼。但隨著食用菌種植規(guī)模的擴(kuò)大和棉花種植面積的減少，棉籽殼的產(chǎn)生量已滿足不了食用菌種植的需求。從20世紀(jì)90年代后期開始，人們開始用玉米芯代替棉籽殼試種食用菌。經(jīng)過20多年的發(fā)展，玉米芯已成為食用菌種植基料的主要來源。目前，用玉米芯種植食用菌在秸稈基料化利用中占據(jù)著主導(dǎo)地位，在整個(gè)秸稈綜合利用中，秸稈飼料化利用一直處于從屬地位。

3.5循環(huán)利用

3.5.1秸-飼-肥種植與養(yǎng)殖循環(huán)利用模式

該種種養(yǎng)結(jié)合秸稈處理模式與秸稈過腹還田模式相近，是指將初步處理后的秸稈通過青貯或黃貯、壓塊、造粒及膨化等技術(shù)流程將其制作成飼料，經(jīng)牲畜體內(nèi)消化系統(tǒng)循環(huán)后，轉(zhuǎn)變成糞便、尿液，然后在經(jīng)過堆肥、發(fā)酵等環(huán)節(jié)的加工處理后，制作成有機(jī)肥歸田，是一種種植與養(yǎng)殖加工結(jié)合的農(nóng)作物綜合開發(fā)模式。

3.5.2秸-沼-肥秸稈生態(tài)處理機(jī)制

該種技術(shù)作為一種生態(tài)型綜合農(nóng)作物開發(fā)與處理技術(shù)，主要是將秸稈轉(zhuǎn)化成沼氣，然后作為能源進(jìn)行應(yīng)用。將秸稈在沼氣池進(jìn)行處理后，通過管道、罐裝等形式，作為能源提供給居民日常使用，或是經(jīng)由提純后作為天然氣的生物替代品供給工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等領(lǐng)域。沼氣制作后遺留的沼渣、沼液等物質(zhì)，可經(jīng)加工處理后，作為肥料使用，能源轉(zhuǎn)化率較高。

3.5.3秸-炭-肥秸稈改土技術(shù)

秸稈改土模式是指對秸稈進(jìn)行低溫?zé)崃呀馓幚恚僦谱鞒商抠|(zhì)混合物。該種物質(zhì)具有較高的穩(wěn)定有機(jī)質(zhì)，可以作為介質(zhì)用于生產(chǎn)炭基肥顆粒在田間使用，對于改善土壤結(jié)構(gòu)及性質(zhì)有著明顯作用。

4提升農(nóng)業(yè)秸稈綜合利用質(zhì)效的對策

4.1結(jié)合實(shí)際，統(tǒng)籌規(guī)劃

根據(jù)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和畜牧業(yè)發(fā)展，現(xiàn)有的秸稈數(shù)量、品種和利用方式，選擇適用的秸稈綜合利用技術(shù)，合理引導(dǎo)秸稈利用、秸稈飼草加工、秸稈收貯及秸稈工業(yè)利用等方式，按照分散加工、就地使用的原則，提高秸稈綜合利用水平和經(jīng)濟(jì)效益。

4.2堵疏結(jié)合，以疏為主

由政府相關(guān)部門組成保障機(jī)構(gòu)，切實(shí)落實(shí)秸稈禁燒與綜合利用工作責(zé)任，把責(zé)任和任務(wù)落實(shí)到相關(guān)部門及人員，并與目標(biāo)考核、經(jīng)濟(jì)處罰、行政處罰、法律責(zé)任掛鉤，形成政府高度重視、部門分工協(xié)作、任務(wù)分解到人、機(jī)具落實(shí)到田的聯(lián)動(dòng)工作機(jī)制。落實(shí)秸稈綜合利用的各項(xiàng)優(yōu)惠政策，調(diào)動(dòng)農(nóng)民和秸稈綜合利用示范企業(yè)、合作社的積極性，發(fā)展秸稈利用收貯、加工示范企業(yè)和大戶，發(fā)展秸稈能源、肥料、氣化示范企業(yè)，促進(jìn)秸稈的肥料化、飼料化、基料、工業(yè)化和能源化的發(fā)展。

4.3不斷加大農(nóng)作物秸稈綜合利用標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)與實(shí)施

應(yīng)加快制定和完善秸稈綜合利用肥料化、基料化、飼料化、原料化方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定，加強(qiáng)管理標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，加大秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)和市場管理力度。尤其是針對秸稈還田過程中存在的技術(shù)瓶頸，開展秸稈原位還田培肥土壤技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)制定、玉米秸稈翻埋與覆蓋還田技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)制定、秸稈炭化還田循環(huán)利用技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)制定、秸稈機(jī)械化收儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)制定、秸稈快速腐熟有機(jī)肥生產(chǎn)技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)制定、秸稈青貯氨化飼料工廠化生產(chǎn)技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)制定，通過制定和實(shí)施秸稈資源化利用標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)農(nóng)作物秸稈的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、高值化循環(huán)利用，從根本上解決農(nóng)作物秸稈廢棄和焚燒問題，推動(dòng)綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.4促進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用朝著產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展

要完善市場機(jī)制，擴(kuò)大秸稈資源的綜合效益，完善秸稈資源在市場上的循環(huán)使用，推進(jìn)秸稈產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使得農(nóng)作物秸稈資源在養(yǎng)殖、種植、新能源、清潔能源、工業(yè)原料等方面環(huán)環(huán)相扣，最大程度地發(fā)揮農(nóng)作物秸稈資源的效益，減少污染排放，促進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用朝著產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，推動(dòng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在農(nóng)作物秸稈綜合利用主體、機(jī)械設(shè)備、技術(shù)方面有所保障的情況下，增加投入，為秸稈經(jīng)濟(jì)、資源配置等提供更多支持，確保更多的農(nóng)民參與其中。

4.5做好示范、推廣、宣傳等方面的工作

農(nóng)業(yè)部門要將農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)的示范、推廣、宣傳作為重點(diǎn)工作，在具體的試驗(yàn)中擴(kuò)大綜合利用的規(guī)模;通過在農(nóng)村廣泛開展現(xiàn)場演示，讓農(nóng)民了解農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)，鼓勵(lì)農(nóng)民利用農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用。在秸稈還田、青貯、氣化、氨化、快速腐熟等技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷加強(qiáng)農(nóng)作物秸稈綜合利用研究工作，結(jié)合各個(gè)農(nóng)村地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)的推廣、應(yīng)用。針對農(nóng)作物秸稈轉(zhuǎn)化方面的技術(shù)問題進(jìn)行攻堅(jiān)研究，深入研究相關(guān)技術(shù)，搞好試驗(yàn)工作，使農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)不斷成熟，提高其綜合利用率。

4.6基于全量利用角度完善技術(shù)體系

建立區(qū)域秸稈資源全量處理與利用體系勢在必行。首先，應(yīng)對管理區(qū)域內(nèi)的秸稈量、可收集比例、綜合利用實(shí)際情況、秸稈實(shí)際還田量等數(shù)據(jù)進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，按照秸稈利用肥料化、飼料化、能源化、基料化和原料化結(jié)構(gòu)體系，設(shè)置“五料化”比例，構(gòu)建全量利用規(guī)劃體系;其次，按照整體規(guī)劃方案，根據(jù)地方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，選擇重點(diǎn)推廣的技術(shù)應(yīng)用模式，采用分散與集中結(jié)合的收儲(chǔ)方式，保證地方秸稈綜合開發(fā)與利用技術(shù)體系的建立健全;政府部門應(yīng)結(jié)合秸稈處理、利用最新技術(shù)應(yīng)用成果與產(chǎn)品市場標(biāo)準(zhǔn)，對秸稈能源、肥料的轉(zhuǎn)化流程進(jìn)行規(guī)范性引導(dǎo)，為秸稈資源全量利用奠定可靠基礎(chǔ)。

結(jié)論

隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、機(jī)械化發(fā)展進(jìn)程的不斷推進(jìn)，秸稈生產(chǎn)量也大幅度提升。針對不同地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃、秸稈處理需求、技術(shù)應(yīng)用形式等不同情況，構(gòu)建多元化、綜合性的秸稈開發(fā)與利用體系，加強(qiáng)管理、技術(shù)與政策領(lǐng)域的協(xié)同建設(shè)，不僅可降低秸稈焚燒造成的環(huán)境污染，促進(jìn)綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還可優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，落實(shí)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展策略。

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