秸稈再利用 環(huán)保又增效

黃萌

編者按：秸稈是成熟作物莖葉（穗）部分的總稱，通常是指水稻、小麥、玉米等作物在收獲籽實后的剩余部分。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的加快，我國高度重視秸稈綜合利用工作，秸稈綜合利用水平不斷提高，秸稈從過去被人們視為一燒了之的廢棄物，變成了集多種用途為一體的寶貝。推進秸稈綜合利用，不僅可減少秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染、消除火災隱患，還可增加農(nóng)民收入、提升耕地質(zhì)量、改善農(nóng)村人居環(huán)境、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。近幾年，秸稈資源綜合利用還成為我國不少地區(qū)大力發(fā)展的特色產(chǎn)業(yè)。鼓勵和引導秸稈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于提高我國農(nóng)業(yè)資源綜合利用水平，保護生態(tài)環(huán)境具有重要的意義，也是實現(xiàn)“雙碳”目標的重要抓手。江西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院博士、副教授曾研華長期從事作物優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培技術(shù)以及秸稈綜合利用技術(shù)方面的研究、教學與推廣工作。前不久，本刊記者就人們比較關(guān)注的有關(guān)秸稈綜合利用的相關(guān)問題采訪了曾研華。下面，我們就一起來了解秸稈再利用的相關(guān)問題吧！

記者：曾教授，您好！眾所周知，我國是一個農(nóng)業(yè)大國，秸稈資源十分豐富。大力推廣秸稈綜合利用是提升農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟水平、實現(xiàn)“雙碳”目標的重要路徑?，F(xiàn)請您具體談談這方面的問題，好嗎？

曾研華：秸稈綜合利用的意義主要體現(xiàn)在以下三個方面：

一是提高作物產(chǎn)量。秸稈含有豐富的有機質(zhì)和大量的氮、磷、鉀、硅等礦物質(zhì)元素，是一種廉價的有機肥料。實踐證明，秸稈還田可提升土壤的有機物含量，培肥地力，降低肥料使用成本，改善土壤質(zhì)量，從而提高作物產(chǎn)量。例如，長期實行秸稈還田的稻田，早稻增產(chǎn)幅度可達6.85%，晚稻增產(chǎn)幅度可達8.17%，可節(jié)約化肥15%～20%。

二是保護生態(tài)環(huán)境。秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可循環(huán)利用的有機“固體廢棄物”，含有大量可以再利用的能源，若得到很好的、有效的再利用，可在很大程度上節(jié)約資源。但是，若秸稈得不到合理利用，又會對生態(tài)環(huán)境造成一定的負面影響。如直接焚燒秸稈，會產(chǎn)生煙霧污染環(huán)境，導致空氣中顆粒粉塵增多。同時，秸稈綜合利用能促進節(jié)能減排。據(jù)估算，如果全國實行秸稈全部還田，每年將減少1.22億噸溫室氣體的排放，有力推進“雙碳”目標的實現(xiàn)。此外，秸稈還田還可改善農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)。

三是促進可持續(xù)發(fā)展。隨著農(nóng)業(yè)科技化進程的加快和資源短缺形勢的加劇，提高秸稈綜合利用率是提升農(nóng)業(yè)科技化程度、應對資源不足的必然要求。此外，通過對秸稈資源進行綜合利用，可培養(yǎng)農(nóng)民“變廢為寶，節(jié)約資源”的理念，在收到顯著社會效益的同時，對促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展也具有重要的意義。

記者：秸稈綜合利用從根本上解決了以前令人頭疼的因秸稈焚燒而造成的環(huán)保難題。目前，秸稈綜合利用的途徑主要有哪些？

曾研華：目前，我國秸稈已經(jīng)形成了肥料化、飼料化、燃料化、基料化和原料化的“五化”綜合利用格局。

一是秸稈肥料化利用。秸稈肥料化利用是我國秸稈資源化利用方式中傳統(tǒng)的模式，具有方法簡單、成本低廉等優(yōu)勢，目前被廣泛應用。其主要形式是秸稈還田，而秸稈還田是改良土壤結(jié)構(gòu)的有效方法之一。秸稈通過還田的方式將氮、磷、鉀 “歸還”土壤，供作物吸收利用，起到補充和平衡土壤養(yǎng)分的作用。秸稈還田分為秸稈直接還田和秸稈間接還田兩種。秸稈直接還田主要有秸稈覆蓋還田、秸稈旋耕混埋還田等；秸稈間接還田主要有秸稈快速腐熟還田、秸稈堆漚還田和秸稈工廠化堆肥還田等。需要注意的是，在秸稈還田過程中，要對秸稈帶入的病蟲害進行有效控制。

二是秸稈飼料化利用。秸稈是重要的粗飼料來源，我國80％以上的秸稈可用作飼料。在我國糧食主產(chǎn)區(qū)和農(nóng)牧交錯區(qū)，秸稈用作畜牧飼料的市場前景較為廣闊。如：北方牧區(qū)的冬春季節(jié)牛羊粗飼料普遍短缺，而利用秸稈作為冬儲飼料可有效緩解畜禽飼草不足的問題。秸稈作飼料不但能提高畜牧產(chǎn)品的品質(zhì)，降低畜牧養(yǎng)殖成本，而且是實現(xiàn)秸稈資源可持續(xù)利用和農(nóng)牧結(jié)合的重要途徑。秸稈飼料化利用形式主要包括秸稈青儲、裹包微儲、氨化、壓塊飼料生產(chǎn)及膨化飼料利用等。該方式目前需要攻克的技術(shù)難點主要是提高秸稈飼料的營養(yǎng)利用率與降解率。

三是秸稈燃料化利用。作物通過光合作用將一半左右的光合產(chǎn)物儲藏在秸稈中，而秸稈富含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等，具有很高的生物質(zhì)能，是一種良好的燃料化原料資源。秸稈燃料化利用形式主要分為家庭秸稈直接燃燒供熱、秸稈氣化集中供氣、秸稈液化燃燒和秸稈壓塊成型及炭化等。但是，因后幾種秸稈燃料化利用方式投資較大，目前發(fā)展速度較慢。

四是秸稈基料化利用。秸稈可以作為食用菌基料、花木育苗基料、草坪基料利用等。秸稈作為基料利用可以就地取材，并且?guī)缀醪皇芗竟?jié)和自然條件的限制。該方式具有投資小、見效快、獲益高等特點。目前，在生產(chǎn)實踐中，比較常見的是用秸稈培育草菇、平菇、香菇、雙孢菇、金針菇、雞腿菇、猴頭菇、黑木耳、白木耳及靈芝等食用菌。不過，利用該方式進行集約化生產(chǎn)，對生產(chǎn)技術(shù)的要求較高。

五是秸稈原料化利用。秸稈可作為制漿造紙、手工紡織編織、餐具用品、可降解包裝材料和建材裝飾等的原料。秸稈作為原料，不僅可以部分代替磚、木等材料，提高作物秸稈產(chǎn)業(yè)化、高值化利用水平，還可以有效保護森林耕地資源，促使實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物質(zhì)和能量循環(huán)。秸稈原料化利用是農(nóng)業(yè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的經(jīng)濟增長點，也是實現(xiàn)秸稈高值化利用的重要保證。該方式不足之處是其投入成本較高。

記者：請問我國秸稈資源分布情況和綜合利用現(xiàn)狀如何？

曾研華：我國具有豐富的秸稈資源。據(jù)統(tǒng)計，我國秸稈年總產(chǎn)量約10億噸，可收集量達8.24億噸，其中玉米、水稻和小麥三類作物是秸稈的主要來源，占比達83.51%。

受地理環(huán)境和氣候條件等因素影響，我國秸稈資源總體呈現(xiàn) “東高西低、北高南低”的階梯狀分布特征，主要集中在東北、華北和長江中下游地區(qū)，這三大區(qū)域秸稈產(chǎn)量分別占全國秸稈總產(chǎn)量的20.7%、24.6%、22.3%。其中，玉米秸稈資源主要在東北和華北地區(qū)富集，這兩大區(qū)域玉米秸稈合計產(chǎn)量占全國玉米秸稈總產(chǎn)量的68.1%，黑龍江、吉林、山東、河北、河南五省玉米秸稈資源最為集中。水稻秸稈資源分布呈現(xiàn)“南北兩極”分布，以黑龍江省為中心的東北地區(qū)和以湖南省、江西省為中心的江南地區(qū)最為集中，其中黑龍江、湖南、江西三省水稻秸稈合計產(chǎn)量占全國水稻秸稈總產(chǎn)量的37.0%。小麥秸稈資源主要分布在華北地區(qū)，以山東、河南為中心，山東、河南兩省小麥秸稈合計產(chǎn)量占全國小麥秸稈總產(chǎn)量的59.3%。

在其余的作物秸稈中，全國67.7%的棉花秸稈資源集中分布在新疆。花生秸稈資源主要富集在華北地區(qū)，其中河南、山東、河北三省花生秸稈合計產(chǎn)量占全國花生秸稈總產(chǎn)量的51.9%。豆類作物秸稈資源主要分布在黑龍江省，黑龍江省豆類作物秸稈產(chǎn)量占全國豆類秸稈總產(chǎn)量的38.3%。油菜秸稈資源主要分布在長江中下游地區(qū)和西南地區(qū)，這兩大區(qū)域油菜秸稈合計產(chǎn)量占全國油菜秸稈總產(chǎn)量的 48.2%。薯類作物秸稈分布相對分散，在全國糧食主產(chǎn)區(qū)區(qū)域富集性不明顯。

目前，我國秸稈年利用量為6.73億噸，綜合利用率達81.68%。其中，肥料化、飼料化、基料化、原料化、燃料化利用率分別為47.20%、17.99%、11.79%、2.47%、2.23%，形成了農(nóng)用為主的綜合利用格局。不同區(qū)域之間秸稈利用水平差異顯著，華北區(qū)、西北區(qū)、華東區(qū)、中南區(qū)、西南區(qū)、東北區(qū)秸稈綜合利用率依次為94.73%、89.21%、88.89%、83.01%、74.27%、63.43%。

記者：江西在秸稈資源綜合利用上有哪些較好的措施？

曾研華：江西種植的糧食作物主要有水稻、甘薯、玉米，經(jīng)濟作物有油菜、花生、芝麻等，秸稈儲量巨大，年產(chǎn)生秸稈近2100萬噸。全省秸稈綜合利用基本形成秸稈發(fā)電、秸稈炭化、秸稈還田等綜合利用模式，實現(xiàn)了由傳統(tǒng)利用向高效利用的轉(zhuǎn)變，以及由單一利用向商品化、系列化、產(chǎn)業(yè)化綜合利用的轉(zhuǎn)變，秸稈綜合利用率不斷提升。

近年來，江西省把推進秸稈綜合利用作為發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的著力點，重點抓好秸稈綜合利用機制構(gòu)建和產(chǎn)業(yè)培育，探索出了一系列秸稈綜合利用新模式，打造了一批秸稈綜合利用示范樣板。如峽江縣秸稈離田覆蓋果園（藥材基地）利用模式、新余市“秸稈—發(fā)酵料—蘑菇有機肥”綜合循環(huán)利用模式，以及高安市、豐城市、渝水區(qū)、鉛山縣、進賢縣等地的秸稈收儲經(jīng)紀人模式、秸稈收儲利用一體模式、種植大戶與秸稈收儲一體模式、秸稈收儲加工一體模式、專業(yè)化秸稈收儲運企業(yè)模式、村集體秸稈收儲模式等。

記者：秸稈還田由于具有成本低、效益高、操作簡便等特點，而成為秸稈綜合利用中應用最廣泛的途徑之一。那么，就秸稈還田的主要方式及其特點，您可以簡單介紹一下嗎？

曾研華：秸稈還田主要有秸稈切碎全量還田、秸稈快速腐熟還田、秸稈堆漚還田、秸稈過腹還田等。

1.秸稈切碎全量還田。秸稈切碎全量還田是指通過帶切碎裝置的收割機收獲秸稈后，將秸稈切碎全部還田的方式。該方式可起到抗旱、保墑與保溫效果，利于提高秸稈的礦化分解速度，降低土壤碳氮比，減弱微生物爭氮所產(chǎn)生的不利影響，抑制田間雜草的生長。

2.秸稈快速腐熟還田。秸稈快速腐熟還田是指利用相關(guān)技術(shù)進行菌種的培養(yǎng)和生產(chǎn)，經(jīng)過機械翻拋、高溫堆腐和生物發(fā)酵等環(huán)節(jié)，再將作物秸稈轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)有機肥的秸稈利用方式。該方式具有自動化程度高、加工周期短、產(chǎn)量高、肥效好以及好氧發(fā)酵環(huán)境無污染等優(yōu)點。

3.秸稈堆漚還田。秸稈堆漚還田是指利用夏季高溫將作物秸稈堆積，采用厭氧發(fā)酵原理，將其制成堆肥、漚肥，然后將其施入土壤的方式。該方式是緩解我國農(nóng)村當前有機肥源短缺的重要途徑之一。秸稈堆漚后不但可釋放養(yǎng)分，還可降解土壤中的有害有機酸，有效殺滅雜草種子、寄生蟲卵等。不過該方式存在氮素易流失、費時費工、受環(huán)境影響大等不足。

4.秸稈過腹還田。秸稈過腹還田是指秸稈作為飼料，在經(jīng)過飼喂畜禽，畜禽過腹消化吸收一部分營養(yǎng)物質(zhì)，其余變成糞便后，將畜禽糞便施入土壤的秸稈利用方式。秸稈過腹還田既為畜禽提供了營養(yǎng)，提高了經(jīng)濟效益，同時又通過畜禽過腹消化，為秸稈分解提供了物理、化學和微生物等條件，使秸稈得到充分利用，對于維持和提高土壤中氮、鉀元素水平具有重要作用，有利于促進秸稈資源分解和作物對養(yǎng)分的吸收。

記者：近年來，國家不斷加大對秸稈綜合利用的補貼力度。普通農(nóng)戶申請補貼需要滿足什么條件呢？

曾研華：現(xiàn)在國家大力推行秸稈合理再利用，讓秸稈這種農(nóng)業(yè)廢棄物得到更好的利用，并且出臺了相應的補貼政策。全國很多省份都有相應的補貼政策，扶持對象涉及范圍也很廣泛，企業(yè)、合作社、家庭農(nóng)場、種養(yǎng)大戶、農(nóng)民個人都能申請補貼。中央財政對每個項目縣（市、區(qū)）補貼1000萬～2000萬元，具體補貼額度和方式，由當?shù)匕才牛蠖及凑战斩捪浚▏崳﹣砗怂阊a貼額，不同項目的補貼額度不同。不過需要注意的是，在申請補貼前，除需先了解當?shù)氐难a貼政策之外，還應到鄉(xiāng)鎮(zhèn)或縣里的農(nóng)業(yè)部門備案。

記者：目前針對秸稈綜合利用的相關(guān)研究主要有哪些？

曾研華：當前，我國秸稈綜合利用研究工作主要集中在秸稈肥料化、飼料化、燃料化利用等方面，已形成了一批以秸稈還田為主的利用技術(shù)模式，秸稈“三儲一化”與秸稈生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)模式。特別是在大力推進秸稈機械切碎還田，秸稈作為廉價優(yōu)質(zhì)的有機肥料利用方面做了大量的研究工作。比如，我們開展的機收雙季稻秸稈全量還田減肥增效技術(shù)的研發(fā)工作，研究了水稻秸稈切碎全量還田對土壤培肥效應的影響，揭示了水稻秸稈切碎全量還田在提升雙季稻生產(chǎn)力、改善稻米品質(zhì)、稻田節(jié)能減排等方面的作用機制。該技術(shù)模式在江西省累計推廣面積2531萬畝，平均畝年增產(chǎn)6.1%，畝年節(jié)本增收98.8元，共節(jié)本增收約25億元。

記者：我國秸稈綜合利用雖然取得了一定成效，但每年仍有不少可利用的秸稈資源被廢棄。您認為現(xiàn)在秸稈綜合利用存在的主要問題有哪些？

曾研華：1.秸稈綜合利用成本高。秸稈具有季節(jié)性、體積大、難以收集的特點，在我國秸稈收儲運機械化水平不高的情況下，秸稈大多數(shù)只能采用人工收集的方式，收儲勞動強度大、人工成本高。

2.秸稈收儲運體系不健全。據(jù)了解，秸稈收儲運環(huán)節(jié)的成本已占到秸稈綜合利用總成本的五成以上。雖然目前有農(nóng)民自收自銷、秸稈收儲站、秸稈經(jīng)紀人等模式，但是相應的監(jiān)管機制和技術(shù)工藝還沒有形成完善的體系，導致秸稈收儲運各環(huán)節(jié)脫節(jié)，增加了運行成本，這也是制約秸稈規(guī)?；玫闹饕蛩亍?/p>

3.秸稈綜合利用技術(shù)不成熟。目前，秸稈綜合利用方式比較單一，主要停留在秸稈還田、秸稈飼料化利用等粗加工方式上，秸稈氣化、秸稈制沼氣、秸稈直燃發(fā)電等新型綜合利用技術(shù)應用較少，也缺乏適合農(nóng)戶分散經(jīng)營的小型秸稈處理設(shè)備。