適合湖南地區(qū)的農(nóng)作物秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀
——以安鄉(xiāng)縣為例

劉燕

(安鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南 安鄉(xiāng) 415600)

為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，農(nóng)作物秸稈綜合利用已經(jīng)成為目前最緊迫的事情。秸稈的燃燒會帶來一系列的危害，尋求秸稈出路問題成為了迫在眉睫的事情。湖南地區(qū)(以安鄉(xiāng)縣為例)在解決這一緊張而又緊迫的困境時，率先破題探索出一套農(nóng)作物秸稈資源化利用途徑。本研究通過調(diào)研安鄉(xiāng)縣秸稈綜合利用企業(yè)，了解秸稈綜合利用如何在安鄉(xiāng)發(fā)揮最大化，得出了秸稈資源化在安鄉(xiāng)有效發(fā)展的幾種技術(shù)模式，一是基料化＋肥料化，二是燃料化＋原料化，四種模式“合二為一”的雙贏模式，并且取得了良好的經(jīng)濟效益。

1 安鄉(xiāng)縣農(nóng)作物秸稈利用現(xiàn)狀

安鄉(xiāng)位于洞庭湖西北部，屬于洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的核心圈層，是典型的洞庭水鄉(xiāng)。安鄉(xiāng)是湖區(qū)農(nóng)業(yè)大縣，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，農(nóng)業(yè)資源優(yōu)勢突出，自然生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，農(nóng)產(chǎn)品資源十分豐富，有糧食面積5.42萬hm2，油料面積3.98萬hm2，棉花面積1.14萬hm2，蔬菜面積1.48萬hm2，養(yǎng)殖水面2萬hm2，是全國重要的糧、油、棉、魚生產(chǎn)基地。

1.1 安鄉(xiāng)縣作物布局狀況

安鄉(xiāng)縣耕地面積5.3萬hm2，年播種面積12萬hm2，復(fù)種指數(shù)高達2.26。從表1可知，2020年農(nóng)作物播種面積為107 530 hm2，秸稈產(chǎn)生量約58萬t，綜合利用率為90.07%；2021年秸稈產(chǎn)生量為62萬t，綜合利用率為90.15%。

1.2 安鄉(xiāng)縣農(nóng)作物生產(chǎn)與秸稈利用狀況

近2年，全縣種植情況參考統(tǒng)計部門數(shù)據(jù)，同時跟蹤調(diào)查120戶農(nóng)戶種植情況、秸稈利用情況，得出表1。從表1可知，2020年，早稻秸稈利用量為35 149 t，中稻利用量為13 331 t，晚稻利用量為54 011 t，棉花利用量為47 725 t，玉米利用量為8 504 t，小麥利用量為6 468 t；2021年，早稻利用量為40 936 t，中稻利用量為119 743 t，晚稻利用量為58 865 t，棉花利用量為99 486 t，玉米利用量為9 172 t，小麥利用量為7 671 t。2020、2021年中稻的秸稈利用量是最大的，利用率也最高，分別達到97.95%、98.0%，原因是因為中稻播種面積大，其相比早稻、晚稻，耕作集中，且收割打捆更便利。棉花秸稈利用率相對較低，只有83.41%，但2021年棉花秸稈作為燃料化利用比較好，是因為引進了一家大型的生物質(zhì)顆粒制造廠。

表1 2020—2021安鄉(xiāng)縣年秸稈資源化產(chǎn)生量與利用量Table 1 Anxiang County straw resource production and utilization from 2020 to 2021

1.3 綜合利用企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

到目前為止，全縣已建立轉(zhuǎn)運中心4家、秸稈資源化利用企業(yè)共9家。其中燃料化利用5家，基料化利用3家，飼料化利用2家，原料化利用2家，肥料化利用1家，能夠消化吸收周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)秸稈20萬t/年，主要生產(chǎn)生物質(zhì)燃料、食用菌、靈芝、有機肥、板材、草簾、動物飼料等。

2 秸稈綜合利用模式

2.1 “基料化＋肥料化”利用模式

秸稈基料化是指以秸稈為主要原材料，加工或者制備主要動物、植物及微生物生長提供良好條件和一定營養(yǎng)的有機固體物料[1－3]。

秸稈肥料化主要是將農(nóng)作物秸稈集中收獲，進行一定程度的粉碎后混合畜禽糞便和栽培食用菌廢料等進行高溫好氧堆肥，經(jīng)過高溫腐熟能轉(zhuǎn)變成有機肥、土壤改良劑、生物有機肥等多種產(chǎn)品，既有效進行資源化利用，還可以促進畜禽糞便利用，優(yōu)化農(nóng)業(yè)廢棄物利用[2]。

2.2 “燃料化＋原料化”利用模式

秸稈燃料化主要是利用秸稈進行預(yù)處理后，用專業(yè)的儀器制備成高碳集成的燃料化固體[4－6]。

秸稈原料化主要是利用秸稈，對其進行干燥、打捆等預(yù)處理，再運至專業(yè)制板廠制作板材，或運至草簾編制廠編制草簾。原料化制作板材要求秸稈纖維素達到65%以上，安鄉(xiāng)符合要求的主要有青蒿稈、棉稈、黃麻稈、蘆葦?shù)?。待秸稈水分降低?0%以內(nèi)時，進行打捆收儲。秸稈原料化制作草簾主要是將稻草通過物理處理方法，制作成草棒、草片、草墊、草枕和草繩等產(chǎn)品，也可制成草簾用于遮掩草坪、公路及反氣候必要保溫時種植的作物，實現(xiàn)秸稈綜合利用[7]。

2.3 “飼料化”利用模式

飼料化利用主要是利用稻草作為牛、羊的飼料。如安鄉(xiāng)縣百富鑫生態(tài)黃牛養(yǎng)殖合作社，每年消化周邊中稻秸稈1 000 t，養(yǎng)殖黃牛400多頭。

3 秸稈綜合利用主體運營現(xiàn)狀

3.1 秸稈綜合利用主體“五化”利用對比

調(diào)研安鄉(xiāng)縣秸稈綜合利用企業(yè)得出表2。從表2可知，生產(chǎn)1 t食用菌需要秸稈5～10 t，每噸秸稈收購價格在100～260元不等，食用菌銷售價格為0.75～1.5萬元/t；制作有機肥對秸稈的要求不高[8－12]，徹底腐爛即可，生產(chǎn)1 t有機肥需要秸稈0.6 t，秸稈投入成本為108～200元，安鄉(xiāng)縣有機肥銷售價格為450～1 000元/t，主要用于果苗、蔬菜等種植；生產(chǎn)1 t生物質(zhì)燃料需要秸稈3.5～4 t，需要投入的秸稈成本為400～700元，安鄉(xiāng)縣生物質(zhì)燃料售價為850～900元/t[13]；每生產(chǎn)1 t板材需要秸稈1.2～2 t，秸稈投入成本為1 100～1 200元，板材售價為1 900～2 200元/t，板材對秸稈硬度和含水量要求較高，成本也會較高，每噸成本在260～300元；生產(chǎn)草繩、草簾、動物飼料對于秸稈的要求不高，主要利用水稻秸稈，基本上比例為1∶1，編制1 t草簾、草繩需要秸稈1 t，秸稈投入成本是700元，其效益是1 300～1 500元/t。綜合分析得出，目前作為基料化制作食用菌的效益最好，效益與投入的成本比例為7.5∶1；其次是肥料化利用，效益與投入成本比例為4.5～5∶1；原料化制作板材的效益與投入的成本比例為1.8∶1，燃料化利用的效益與投入成本比例為2.2∶1。

表2 安鄉(xiāng)縣秸稈“五化”消化吸收效益比較Table 2 The comparison of benefits of digestion and absorption of straw in Anxiang County

從表2可知，從工藝流程上看，飼料化和原料化制作草簾的工藝最簡單，要求也簡單，只要干燥的水稻秸稈即可[14－16]。但是基料化、肥料化、燃料化對秸稈的要求較為豐富，適合基料化的秸稈主要有黃豆、油菜、玉米，燃料化需要燃燒值較好的秸稈，原料化制作板材主要是要求秸稈的纖維素達到65%以上。從環(huán)境友好型分析，秸稈能夠?qū)r(nóng)業(yè)、生產(chǎn)、食品起到很好的補充，甚至能替代很多物質(zhì)，例如燃料化生產(chǎn)的生物質(zhì)燃料就減少了對煤炭的需求，減少了燃燒煤炭對空氣的污染。

3.2 收儲主體運營現(xiàn)狀

安鄉(xiāng)縣收儲秸稈主要以水稻、玉米、青蒿、棉花等作物為主，收儲主體的運營狀況與地理位置、田塊情況有關(guān)[17－19]。調(diào)研安鄉(xiāng)縣秸稈收儲運企業(yè)得出表3。從表3可以看出，秸稈收儲除了材料費還包括打捆費、運輸費、勞務(wù)費、電費等，勞務(wù)費與秸稈的種類呈正相關(guān)關(guān)系，打捆和搬運的費用與田塊距主干路遠近有關(guān)，較遠的田塊，相對高一點。最高的勞務(wù)費到達200元/t，運輸費最高達到120元/t。

表3 安鄉(xiāng)縣各種秸稈收儲成本比較Table 3 Comparison of straw storage costs in Anxiang County

3.3 綜合利用效益分析

3.3.1 “基料化＋肥料化”相互銜接效益分析

基料化以生產(chǎn)草菇為例，肥料化以生產(chǎn)有機肥為例。

生產(chǎn)成本:以湖南劃城崗生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司為例，廠房建設(shè)約40萬元/座，面積約300 m2/座，秸稈收購成本200～260元/t，人工開支成本96萬元/年，其他開支共10萬元/年，租金2萬元/年(閑置的學(xué)校)，每年的生產(chǎn)成本約520萬元。

生產(chǎn)利潤:草菇按照當(dāng)?shù)貎r格7.5元/kg計算，一個平方米可以采收20 kg，一共10座廠房，一座廠房有20個生產(chǎn)架，一個架子有3層配料，配料一次可以采收4次，一座廠房一年的純利潤是30萬元。生產(chǎn)草菇后的廢料還可作有機肥，有機肥秸稈投入成本200元/t，除去開支，一年盈利300多萬元。

3.3.2 “燃料化＋原料化”相互銜接效益分析

燃料化利用以生物質(zhì)燃料為例，原料化利用以板材為例。

生產(chǎn)成本:以安鄉(xiāng)漢創(chuàng)能源科技有限公司為例，該公司占地13 340 m2，廠房建筑面積6 000 m2，辦公及配套用房600 m2，堆場6 800 m2，另建下轄分廠城市垃圾分類與資源化處置中心，占地面積5 000 m2，年處置能力1萬t，租金共計1萬元/年，水電費200萬元/年，人工成本100萬元/年，生產(chǎn)生物質(zhì)燃料秸稈成本為400元/t，生產(chǎn)板材成本為1 100元/t。

生產(chǎn)利潤:生物質(zhì)燃料銷售價格為850元/t，板材銷售價格為1 900元/t，年收入為300萬元以上。

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

(1)資源化利用消化了秸稈。2020年引進安鄉(xiāng)漢創(chuàng)科技能源有限公司、湖南劃城崗有限公司等企業(yè)，拓展了消化模式，形成了“基料化＋肥料化”、“燃料化＋原料化”合二為一的消化模式；同時引進安鄉(xiāng)縣百富鑫生態(tài)黃牛養(yǎng)殖合作社形成了“飼料化”消化模式。在探索秸稈綜合利用方式上不斷創(chuàng)新，不斷改進，2021年秸稈離田利用量已達20萬t，其中秸稈燃料利用10萬t、秸稈板材利用5萬t，有機肥料利用2萬t，食用菌基料利用1萬t，草簾草繩利用1萬t，牛羊過腹利用1萬t。

(2)秸稈資源化利用緩解了禁燒壓力。目前，秸稈資源化利用極大地緩解了禁燒壓力，能有效地解除秸稈焚燒導(dǎo)致的環(huán)境污染問題。

(3)秸稈資源化利用增加了效益。當(dāng)前秸稈制成有機肥比普通肥料價格高出80～100元/t。秸稈“五化”消化吸收增加了經(jīng)濟效益，也為農(nóng)戶帶來收益。

4.2 展望

(1)引進資本，完善秸稈綜合利用體系。要積極引導(dǎo)可以利用的秸稈種植戶進行資源化利用，鼓勵種植戶主動進行秸稈的清運、轉(zhuǎn)運。同時多方引進社會資本投入財政資金，鼓勵扶持農(nóng)機合作社購置滅茬碎草、收儲運設(shè)備，實行有獎機制鼓勵鄉(xiāng)鎮(zhèn)引進秸稈綜合利用企業(yè)，完善全縣秸稈收儲運規(guī)劃和體系[20－22]。

(2)加強項目扶持，鼓勵研發(fā)秸稈資源化利用裝置。加強項目扶持力度，支持企業(yè)自主研發(fā)，與科研院所合作，加強資源化利用裝備的研發(fā)。要因地制宜地結(jié)合本地實際，研發(fā)出當(dāng)?shù)厮杞斩捠諆\裝置。

(3)加大政策扶持，穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。出臺相關(guān)扶持政策，鼓勵經(jīng)營主體、家庭農(nóng)場、合作社、企業(yè)建立秸稈收儲運網(wǎng)點，在企業(yè)用電、高速運輸費用、稅收等方面給予傾斜，有效減少企業(yè)的成本。充分發(fā)揮企業(yè)在當(dāng)?shù)氐氖痉稁幼饔?，逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈條，多方發(fā)揮秸稈的“五化”作用，促進產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)定發(fā)展。

(4)加大相關(guān)科學(xué)研究。加大地方政府和高校、科研機構(gòu)對接，通過“產(chǎn)學(xué)研”等形式開展秸稈資源化利用的研究，從基礎(chǔ)理論到產(chǎn)業(yè)技術(shù)、再到相關(guān)裝備的持續(xù)開發(fā)，最終形成示范工程。