楊靜 繆鋼 高亮 朱毅

摘要?秸稈是重要的生物質(zhì)資源，綜合利用秸稈對于促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、緩解能源供需矛盾、改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件具有重要作用。從秸稈肥料化、飼料化、能源化、原料化、基料化方面介紹了密山市秸稈資源利用現(xiàn)狀，深入探討了密山市秸稈資源化的制約因素，并從秸稈收儲運體系、扶持與監(jiān)管機制、宣傳引導秸稈綜合利用等方面提出了相應建議，旨在為密山市秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化提供參考。

關鍵詞?秸稈;資源;綜合利用;密山市

中圖分類號?S216.2文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2020）07-0226-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.064

Current?Status，?Problems?and?Suggestions?of?Comprehensive?Utilization?of?Straw?Resources?in?Mishan?City

YANG?Jing1，?MIAO?Gang2，GAO?Liang1?et?al

（1.College?of?Energy?and?Environmental?Engineering，?University?of?Science?&?Technology?Beijing，?Beijing?100083;?2.?College?of?Food?Science?and?Nutritional?Engineering，?China?Agricultural?University，?Beijing?100083）

Abstract?Straw?is?a?kind?of?important?biomass?resources.?The?comprehensive?utilization?of?straw?plays?an?important?role?in?promoting?the?industrialization?of?agriculture，?alleviating?the?contradiction?between?energy?supply?and?demand，?and?improving?rural?production?and?living?conditions.?This?paper?introduced?the?current?situations?of?straw?resource?utilization?in?Mishan?City?from?the?aspects?of?straw?fertilizer，?feed，?energy，?raw?material?and?base?materials，?and?deeply?studied?the?constraints?of?straw?resource?utilization?in?Mishan?City，?and?proposed?some?suggestions?from?straw?collection，?storage?and?transportation?system，?support?and?supervision?mechanism，?publicity?and?guidance?for?comprehensive?utilization?of?straw?and?other?aspects，?so?as?to?provide?references?for?the?industrialization?of?straw?comprehensive?utilization?in?Mishan?City.

Key?words?Straw;Resource;Comprehensive?utilization;Mishan?City

基金項目?密山有機農(nóng)業(yè)發(fā)展與職業(yè)培訓項目（201905510610202）。

作者簡介?楊靜（1995—），女，江西萍鄉(xiāng)人，碩士研究生，研究方向：環(huán)境與健康。

通信作者，副教授，博士，博士生導師，從事環(huán)境與健康研究。

收稿日期?2019-09-19;修回日期?2019-12-06

秸稈是成熟農(nóng)作物莖葉部分的總稱[1]，是農(nóng)作物生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物[2]。秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和其他微量元素，是一種具有重要開發(fā)前景的、可再生的生物質(zhì)資源[3]。密山市位于黑龍江省東南部，是我國重要的糧食生產(chǎn)基地，作物種植面積廣，產(chǎn)量高，秸稈資源量豐富。

秸稈碳含量高[4]，長期以來被視為重要能源物質(zhì)幾乎100%利用[5]。隨著密山市的經(jīng)濟發(fā)展，秸稈具有體積大、能源密度小[6]、轉換效率低[7]等缺點，秸稈從家庭財產(chǎn)要素轉變?yōu)檗r(nóng)業(yè)廢棄品。規(guī)范化種植和機械化生產(chǎn)的推廣使農(nóng)作物產(chǎn)量大增，秸稈資源過剩，導致隨意拋棄、秸稈焚燒現(xiàn)象在秋收時節(jié)頻發(fā)，嚴重影響居民的居住環(huán)境和阻礙農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，干擾交通出行、戶外活動，影響植物的生長發(fā)育[8-10]。因此，秸稈高效利用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對于促進密山市農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡、保護地區(qū)生態(tài)環(huán)境、改善農(nóng)民生產(chǎn)生活水平、緩解能源緊張具有重要意義。筆者分析了密山市秸稈資源量及目前秸稈資源綜合利用現(xiàn)狀，并對秸稈資源化利用提出了一些建議，以期為今后密山市秸稈的綜合利用提供參考。

1?密山市秸稈資源概況

密山市地處三江平原第二區(qū)，屬于第二積溫帶，日照時間長，夏季雨水充沛，適宜的氣候條件為規(guī)?；r(nóng)業(yè)發(fā)展提供良好的自然環(huán)境基礎，農(nóng)業(yè)發(fā)達，秸稈資源量分布集中。2018年密山市農(nóng)作物耕種面積18.70萬hm2，秸稈可收集資源總量為173.8萬t。種植結構以玉米、水稻、大豆為主，約占總農(nóng)作物種植面積的99.5%，玉米面積11.00萬hm2，優(yōu)質(zhì)水稻種植面積達到6.27萬hm2，大豆面積1.35萬hm2。

2?密山市秸稈現(xiàn)狀

密山市根據(jù)農(nóng)業(yè)布局、種植結構、資源分布積極推進秸稈綜合利用，拓寬秸稈綜合利用渠道。2018年，綜合利用率達70%，秸稈綜合利用量173.8萬t，以秸稈還田肥料化利用和秸稈能源化利用為主，秸稈原料化利用和秸稈飼料化利用潛力較大，秸稈基料化利用尚處于起步階段。密山市秸稈綜合利用方式及比例如圖1所示。

2.1?秸稈肥料化

秸稈肥料化的主要利用方式為秸稈還田，還田形式可分為直接還田、間接還田、生物腐熟還田[11]。秸稈具有豐富氮、磷、鉀，還田能有效減少化肥使用，增加土壤養(yǎng)分，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境污染，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，促進養(yǎng)分循環(huán)流動和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[12]。長期秸稈還田能改善土壤空隙結構和土壤腐殖質(zhì)品質(zhì)[13]、增加土壤的通氣性和土壤的活性有機質(zhì)，是增加密山市農(nóng)作物產(chǎn)量和大面積改良貧瘠土壤肥力的有效途徑[14]。

密山市位于高寒地帶，溫度低，腐解微生物活性低于其他地區(qū)，秸稈完全腐解所需時間長。因此，密山市主要實施秸稈機械粉碎還田，均勻鋪撒在地面，翻埋腐化，增加土壤有機質(zhì)。2018年新購置安裝秸稈拋灑器300多臺，增加機械化作業(yè)比例，90%以上的水稻收割機配備了拋灑器，水稻還田22萬t，玉米還田33.65萬t，總秸稈還田量55.65萬t。

2.2?秸稈飼料化

秸稈主要有機成分為木質(zhì)素、纖維素和半纖維素等粗纖維，粗蛋白質(zhì)含量低，適口性差，消化率、消化能低，鈣磷含量低，硅酸鹽含量高，不宜直接制成供草食性動物食用的飼料[15-17]。采用物理（切短和粉碎、膨化、揉搓、顆粒化）、化學（堿化、酸化、氧化和氨化）、生物（青貯、黃貯、微貯）等方法對秸稈進行處理，可提高營養(yǎng)價值，改善適口性，將粗質(zhì)秸稈轉化為優(yōu)質(zhì)飼料[18-19]。

密山市主要采用物理和化學方法對秸稈進行飼料化。物理方法通過機械對秸稈的外形和結構進行改變，進行直接飼喂?；瘜W處理主要為黃貯，技術流程為干秸稈→粉碎→加水調(diào)濕→生物菌劑→裝袋貯存[20]。密山市黑臺鎮(zhèn)與肉牛養(yǎng)殖聯(lián)盟其他養(yǎng)殖戶，對接專業(yè)合作社、種植大戶和農(nóng)戶創(chuàng)建互惠互利的生產(chǎn)方式，飼料化利用秸稈6.3萬t。

2.3?秸稈能源化

秸稈富含碳、氫、氧元素，灰分和硫元素含量遠低于煤[21]，與礦物質(zhì)能源相比，具有清潔環(huán)保、來源廣泛、可再生循環(huán)的優(yōu)點[22]。2?t農(nóng)作物秸稈相當于1?t標準煤，秸稈能源化代替礦物質(zhì)燃料，可有效緩解能源緊張，減輕生態(tài)壓力[23-24]。密山市是能源相對匱乏的地區(qū)，冬季嚴寒漫長，推廣秸稈能源化利用對于經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

密山市秸稈能源產(chǎn)業(yè)化利用采取秸稈壓塊燃料化，密山市廣源生物能源有限公司年消耗秸稈達到11萬t，與其他秸稈壓塊站的年消耗秸稈量共15萬t，用于農(nóng)村生活燃料32.3萬t。秸稈能源化年消耗秸稈47.3萬t，占秸稈綜合利用的27.2%，

2.4?秸稈原料化

秸稈木質(zhì)化天然纖維素含量高，生物降解性好，資源豐富，價格低廉，生長周期短，是良好的工業(yè)原材料[25]。隨著我國經(jīng)濟的增長，對板材和紙張的需求日趨增加，木材資源短缺，每年進口大量廢紙緩解原料短缺問題，秸稈原料化應用發(fā)展較快。秸稈可代替木材，用于制作造紙原漿、可降解包裝材料、建筑裝飾材料等產(chǎn)品的生產(chǎn)，用于加工草帽草簾等編織品，制作育秧盤等農(nóng)業(yè)材料，是高效益、高產(chǎn)出的利用方式[26-27]。由于相關技術工藝落后、企業(yè)效益低、市場不夠成熟等問題，密山市在秸稈原料化利用方面產(chǎn)業(yè)化程度不高，主要應用于造紙，消耗秸稈2.43萬t，占秸稈綜合利用的1.4%。

2.5?秸稈基料化

秸稈基料化是指以秸稈為主要原料配以其他輔料，制成有機固體物料、基料，為動物、植物和微生物的生長提供部分營養(yǎng)[28]。秸稈在基料化方面的用途有食用菌栽培基質(zhì)、植物栽培基質(zhì)、動物飼養(yǎng)墊料、固體微生物劑吸附物料。秸稈富含食用菌必需礦物質(zhì)、有機物、維生素等[29]，粉碎后發(fā)酵，加入米糠、玉米粉以及麥麩等輔料，可制成高營養(yǎng)價值的食用菌原料[30-31]。密山市在秸稈基料化利用率和普及率不高，僅有少量個體戶種植食用菌，部分農(nóng)戶采用秸稈作為動物飼養(yǎng)墊料。

3?秸稈綜合利用問題

在政府部門的重視下，積極推進秸稈綜合利用技術推廣和宣傳，密山市秸稈綜合處理在近幾年取得顯著性進步[32]。但在秸稈實際處理過程中，受限于氣候條件、資金投入、農(nóng)民認識、政策實施、人口流失等因素以及秸稈自身季節(jié)性、區(qū)域性、結構性過剩等特點[33]，秸稈綜合利用水平不高，表現(xiàn)出經(jīng)濟效益低、產(chǎn)業(yè)鏈條短，沒有形成完善的秸稈綜合利用服務市場。

3.1?多元化利用秸稈不足

近年來，密山市在秸稈綜合利用方面取得一定進展，建立秸稈工業(yè)園區(qū)，出臺政策搭建秸稈綜合利用平臺，引進秸稈綜合利用項目。但就秸稈多元化利用整體，存在綜合利用率低，產(chǎn)業(yè)化程度低等問題。秸稈多級利用基礎薄弱，利用方式單一，普遍利用方式僅為直接還田、粉碎飼喂、直接燃燒為主，未形成資源化利用格局。密山市2018年秸稈綜合利用率僅有67.9%，有55.79萬t秸稈未進行資源化處理，給生態(tài)環(huán)境保護帶來了極大壓力。

3.2?秸稈還田制約因素多

秸稈還田處理秸稈量大，可在原地處理無收集儲運費用、操作技術相對簡單、二次污染少，農(nóng)業(yè)發(fā)達國家秸稈還田量約占秸稈資源總量的66.7%。密山市秸稈還田量僅為總資源量的32%，主要問題包括秸稈還田成本高，秸稈還田需要的機械粉碎深翻，平衡碳氮比所施加的肥料和腐解劑等費用約為1?200元/hm2，秸稈還田作業(yè)補助低于實際支出，增加農(nóng)民生產(chǎn)成本;從收獲期到土壤上凍期時間較短，土壤硬化，機械深翻難以進行，若下雨天數(shù)增加，農(nóng)作物收獲推遲，秸稈翻壓時間被壓縮;秸稈還田在實際應用中，缺乏因地制宜的還田標準和專業(yè)技術指導，配套設施不足，農(nóng)機農(nóng)藝不匹配問題突出，還田效果不及預期，影響還田技術的推廣工作。

3.3?秸稈綜合利用意識具有局限性

農(nóng)民局限于長期以來秸稈焚燒還田能減少蟲害，抑制雜草瘋長、草木灰肥沃土地的傳統(tǒng)思想，對秸稈綜合利用的重要性認識不足。密山市農(nóng)業(yè)人口年齡結構以50歲以上農(nóng)戶為主，接受新信息能力差、途徑少，對秸稈資源的認識相對簡單，缺乏環(huán)保意識，對秸稈良性循環(huán)利用缺乏概念，容易忽視長期秸稈綜合利用的生態(tài)效益和社會效益，對參與秸稈綜合利用的積極性不高。

3.4?收集儲運體系不完善

秸稈收儲運是制約秸稈綜合利用的關鍵因素。秸稈收割主要采用機械化設備，但多數(shù)機械化設備沒有回收裝置，秸稈散落在田間，回收困難。同時我國秸稈機械設備起步較晚，除摟草機外，大部分機械設備采用國外技術，與實際生產(chǎn)不夠配套。秸稈收儲運面臨勞動力缺乏、機械打捆運輸價格高、儲存難等問題，相關產(chǎn)業(yè)無合理配套安排、前期投資高、產(chǎn)出效益低，難以形成專業(yè)收儲服務市場。

4?建議

4.1?構建高效秸稈收儲運體系

加快構建秸稈收集貯運體系，根據(jù)按就近利用的原則，建立秸稈收儲點，減小秸稈收集半徑、降低秸稈運輸成本和減少運輸途中不必要的損耗;推廣機械化收儲運，收儲運模式機械化程度越高，相對收集成本越低;扶持專業(yè)秸稈收集儲運合作社和站點發(fā)展，對秸稈收儲站點建設和秸稈安全儲存方式進行規(guī)范，配套相應的秸稈收集打捆、晾曬堆存、防雨防火、運輸配送等基礎設施設備，保障秸稈收儲體系穩(wěn)定運行;引導社會資本參與秸稈收集和利用，鼓勵種植戶和秸稈綜合利用企業(yè)有效對接，強化秸稈商品屬性，穩(wěn)定秸稈收集價格上下限區(qū)間，實現(xiàn)秸稈收儲運商業(yè)化、專業(yè)化和市場化。

4.2?完善秸稈扶持和監(jiān)管機制

推進秸稈綜合利用需加強政策扶持和監(jiān)管體系建設，保障秸稈合理利用，秸稈產(chǎn)業(yè)化和市場化體制規(guī)范運行。加大對秸稈利用主體的財政傾斜，對秸稈收儲運組織根據(jù)秸稈收集量給予補助，對秸稈還田機械、收集運輸設備等給予財政支持;對秸稈綜合利用企業(yè)在用地用水用電、稅收方面給予優(yōu)惠，扶持企業(yè)設備升級，技術優(yōu)化。建立秸稈綜合利用監(jiān)管的考核條例和獎懲制度，對虛報還田面積、秸稈收集量的合作社、組織和鄉(xiāng)鎮(zhèn)，減少金融政策支持;對單位違規(guī)操作、造假的現(xiàn)象采取政策管控;對按時按量完成秸稈處理的個人、企業(yè)給予一定的獎勵。

4.3?加強秸稈綜合利用宣傳引導

農(nóng)民對秸稈資源處理的積極性是提高秸稈綜合利用率的關鍵性環(huán)節(jié)。利用廣播、電視等媒體技術，張貼宣傳標語，在秋收時節(jié)全方位、多形式宣傳秸稈綜合利用途徑和秸稈禁燒工作要求，提高農(nóng)民對秸稈綜合化利用意識;積極開展秸稈還田、秸稈能源化、肥料化、飼料化技術科普宣傳，邀請專家下鄉(xiāng)對秸稈利用進行培訓，技術人員采取多形式的技術指導，推進成熟秸稈綜合利用技術在農(nóng)民中的普及率。

參考文獻

[1]?解恒參，趙曉倩.農(nóng)作物秸稈綜合利用的研究進展綜述[J].環(huán)境科學與管理，2015，40（1）：86-90.

[2]?韓魯佳，閆巧娟，劉向陽，等.中國農(nóng)作物秸稈資源及其利用現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2002，18（3）：87-91.

[3]?胡明哲.秸稈飼料化綜合利用的現(xiàn)狀分析[J].中國畜禽種業(yè)，2019，15（3）：60.

[4]?武安泉，張永亮，楊同文.玉米秸稈風干過程中含水量與不同器官表面乳酸菌菌落數(shù)關系研究[J].周口師范學院學報，2014，31（2）：112-114，118.

[5]?石祖梁，賈濤，王亞靜，等.我國農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀及焚燒碳排放估算[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2017，38（9）：32-37.

[6]?國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒1999[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，1999.

[7]?劉貞先，伊曉路，孫立，等.中國生物質(zhì)廢棄物利用現(xiàn)狀分析[J].環(huán)境科學與管理，2007，32（2）：104-106.

[8]?李莉莉，王琨，姜珺秋，等.黑龍江省秸稈露天焚燒污染物排放清單及時空分布[J].中國環(huán)境科學，2018，38（9）：3280-3287.

[9]?霍耀強，李敏，滕澤棟，等.秸稈焚燒對哈爾濱空氣質(zhì)量的影響研究[J].環(huán)境污染與防治，2018，40（10）：1161-1166.

[10]?田國成，王鈺，孫路，等.秸稈焚燒對土壤有機質(zhì)和氮磷鉀含量的影響[J].生態(tài)學報，2016，36（2）：387-393.

[11]?劉芳，張長生，陳愛武，等.秸稈還田技術研究及應用進展[J].作物雜志，2012（2）：18-23.

[12]??武志杰，張海軍，許廣山，等.玉米秸稈還田培肥土壤的效果[J].應用生態(tài)學報，2002，13（5）：539-542.

[13]?江永紅，宇振榮，馬永良.秸稈還田對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)及作物生長的影響[J].土壤通報，2001，32（5）：209-213.

[14]?劉軍，景峰，李同花，等.秸稈還田對長期連作棉田土壤腐殖質(zhì)組分含量的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2015，48（2）：293-302.

[15]?王秋菊，常本超，張勁松，等.長期秸稈還田對白漿土物理性質(zhì)及水稻產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2017，50（14）：2748-2757.

[16]?趙蒙蒙，姜曼，周祚萬.幾種農(nóng)作物秸稈的成分分析[J].材料導報，2011，25（16）：122-125.

[17]?范愛枝.河南省不同地區(qū)玉米秸稈營養(yǎng)成分分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（19）：299-300.

[18]?單洪濤，吳躍明，劉建新.秸稈飼料化技術的研究進展[J].中國飼料，2007（4）：34-36.

[19]?楊致玲，張拴林.不同化學方法處理對秸稈營養(yǎng)成分的影響[J].飼料與畜牧，1999（2）：25-26.

[20]?董衛(wèi)民，張少敏，李鳳蘭，等.秸稈飼料開發(fā)利用現(xiàn)狀及前景展望[J].草業(yè)科學，2002，19（3）：53-54.

[21]?刁一峰.遼寧省秸稈綜合利用技術模式研究[J].新農(nóng)業(yè)，2017（3）：18-22.

[22]?楊延濤，任素霞，徐海燕，等.切碎農(nóng)作物秸稈的特性分析研究[J].河南科學，2013，31（6）：826-828.

[23]?穆會群，武建設.秸稈成型燃料鍋爐的研制[J].山東農(nóng)業(yè)大學學報（自然科學版），2015，46（4）：596-599.

[24]?張立權.淺析秸稈直接燃燒發(fā)電技術的應用前景[J].電站系統(tǒng)工程，2007（3）：69.

[25]?焦蕊，賀麗敏，許長新，等.纖維素生物降解的研究進展[J].河北農(nóng)業(yè)科學，2009，13（9）：46-48.

[26]?石磊，趙由才，柴曉利.我國農(nóng)作物秸稈的綜合利用技術進展[J].中國沼氣，2005，23（2）：11-14，19.

[27]?王紅梅，屠焰，張乃鋒，等.中國農(nóng)作物秸稈資源量及其“五料化”利用現(xiàn)狀[J].科技導報，2017，35（21）：81-88.

[28]?石祖梁，王飛，李想，等.秸稈“五料化”中基料化的概念和定義探討[J].中國土壤與肥料，2016（6）：152-155.

[29]?肖體瓊，何春霞，凌秀軍，等.中國農(nóng)作物秸稈資源綜合利用現(xiàn)狀及對策研究[J].世界農(nóng)業(yè)，2010（12）：31-33，36.

[30]?李超，楊鎮(zhèn)，張敏，等.遼寧省秸稈基質(zhì)化栽培食用菌實踐與探討[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟，2018（5）：16-18.

[31]?黨帥.淺談農(nóng)作物秸稈綜合應用食用菌栽培技術[J].南方農(nóng)機，2019，50（7）：51，69.

[32]?李正華，韓玉福.密山市機械化秸稈還田現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J].農(nóng)機使用與維修，2008（4）：113.

[33]?肖敏，常志州，石祖梁，等.秸稈過剩原因解析及對秸稈利用途徑的思考[J].中國農(nóng)業(yè)科技導報，2017，19（5）：106-114.