農作物秸稈綜合利用現狀及對策

中圖分類號：S5 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O8-0164-01

摘要：中國是一個農業大國，農作物秸稈資源非常豐富，秸稈是寶貴的可再生資源。本文介紹了秸稈綜合利用的現狀，包括還田技術、能源化技術、飼料化技術和工業應用技術等。這些技術在實際應用中仍存在一些不足。因此，進一步開發秸稈綜合利用新技術，實現秸稈利用的資源化、高效化和產業化是發展的必然趨勢。

關鍵詞：農作物秸稈 利用技術 現狀 發展對策

我國作為農業大國，生物質資源十分豐富，據估計，我國每年農作物秸稈產量達 7 億多噸［1］。盡管現在已有大量秸稈用于還田、飼料和工業原料以及農民生活燃料等方面，但仍有很大一部分秸稈直接在田間焚燒，而且由于熱利用率低［2］，造成了生物質能源的極大浪費，帶來的大氣污染和消防安全問題危害極大，甚至影響交通和人民群眾的健康。因此，探討農作物秸稈資源化及合理開發利用技術，具有重要的現實意義。

1、農作物秸稈的利用技術現狀

1. 1 秸稈還田技術 目前秸稈還田有多種形式，主要可分為 4 大類: 秸稈粉碎翻壓還田、秸稈覆蓋還田、過腹還田和焚燒還田。秸稈粉碎翻壓還田能把秸稈的營養物質充分保留在土壤里，不僅可以增加土壤速效養分含量，改善土壤中的養分狀況、培肥土壤，緩解氮、磷、鉀肥比例失調的矛盾，而且操作簡單。但也應該注意到: 機械粉碎還田成本高，能耗大，會造成塵埃污染，在山區、丘陵地區機械使用受限;而且秸稈還田量過大或不均勻會與植物幼苗爭奪養分、土壤孔隙變大，通常需要在秸稈還田時增施氮肥和磷肥，適時灌水，增加了農民的成本［3］。

秸稈覆蓋還田是將秸稈粉碎后直接覆蓋在地表，這樣可以減少土壤水分的蒸發，達到保墑的目的，腐爛后可增加土壤有機質。但是這樣會給灌溉帶來不便，造成水資源的浪費，嚴重影響播種。這種方式比較適宜于在干旱地區，進行小面積的人工整株倒茬覆蓋［4］。

1.2 能源化技術 生物質能是我國僅次于煤炭、石油和天然氣的第 4 位能源資源，在能源系統中占有重要地位［5］，其能源化用量占農村生活用能的 30% ～ 35%［6］。生物質能源轉換的方式有固化、直接燃燒、氣化、液化、熱解和生物轉化等技術。

生物質的熱解氣化是熱化學轉化中最主要的一種方式［7］，主要用于集中供氣。不僅價格低廉，經濟實惠，而且能減少或防止秸稈污染，凈化環境。但是此類秸稈燃氣潔凈度偏低，燃氣組分不穩定，焦油等副產品不易去除，秸稈氣化過程中產生焦油、廢水，若隨意傾倒易造成二次污染［8］。

秸稈的熱解氣化還可以用來發電，秸稈本身屬于可再生能源，可有效地減少 CO2、SO2等氣體的排放，是所有可再生能源技術中最經濟的發電技術。然而，秸稈發電過程中，會產生約占秸稈量 15% 左右的灰渣［9］，灰渣中有大量的氮、磷養分，通常得不到合理的利用，排放到環境中反而會污染環境。

2、農作物秸稈利用技術的發展與對策建議

2. 1 農作物秸稈利用技術的發展趨勢 目前氣候變暖已經成為生態惡化的首要原因，氣候變暖的罪魁禍首源于化石燃料的作用導致的人為溫室氣體排放; 建立在依靠化石能源基礎上的高碳經濟是 CO2等溫室氣體過量排放的根本原因，又是造成不可再生能源日益枯竭的根本原因。以低能耗、低排放、低污染為特征的低碳經濟是目前人類應對全球氣候變化、減緩溫室氣體排放的根本出路。在這樣的背景下，農業的可持續發展必須實現由高碳農業經濟向低碳農業經濟的轉變。低碳農業經濟就是指在農業生產、經營中排放最少的溫室氣體，同時獲得整個社會最大效益的技術［10］。生物質能是唯一可固定碳的可再生能源，目前在世界范圍內發展生物質能源已成為調整能源結構、減排溫室氣體、實現低碳農業經濟下可持續發展的重要措施［11］。秸稈作為主要的生物質資源，將其制成沼氣或作為其他形式的生物質能源，將是一種必然的發展趨勢。

目前秸稈利用技術有很多，對于秸稈的利用也不能是單一的，而應根據當地種植業、養殖業的現狀和特點，秸稈資源的數量、品種和利用方式，合理選擇適宜的秸稈綜合利用技術，做到因地制宜，突出重點。考慮到成本等方面原因，應當將秸稈利用規模化、產業化，從而實現秸稈利用的資源化、高效化和產業化，是生態農業發展的必然趨勢。因此，開發新技術，從高技術推進高精度、高效利用秸稈及加工秸稈產生的副產品將成為秸稈利用的發展趨勢。

2.2 農作物秸稈利用技術的發展對策及建議 2009 年初國家發改委和農業部制定的《關于編制秸稈綜合利用規劃的指導意見》指出，秸稈綜合利用仍然存在利用率低、產業鏈短和產業布局不合理等問題［12］。針對現在秸稈利用技術的不足，提出以下對策:

2. 2. 1 改進現有秸稈利用技術 建立秸稈收集和物流體系，推廣農作物聯合收獲、粉碎、撿拾打捆全程機械化，對收獲后留在田間的秸稈進行及時高效的處理。

對于溫室大棚種植的瓜果、蔬菜等經濟作物，可以采用秸稈生物反應堆。秸稈生物反應堆主要是將農作物秸稈加入一定比例的水和微生物菌種、催化劑等原料，發酵分解產生 CO2。構造簡易的 CO2交換機對農作物進行氣體施肥，滿足農作物的需求; 同時可以有效增加土壤有機質和養分，提高地溫，抑制病蟲害、可減少化肥、農藥用量。該技術方便簡單，運行成本低廉，增產增收效果顯著［13］。

秸稈在飼料化和發酵制沼氣等利用技術中常需要對其進行堆腐處理，目前國內外有很多學者在研究利用微生物技術促進秸稈的降解過程。有研究表明添加微生物腐解菌劑可以激活有機物料堆腐生物降解過程，并改變堆腐的最終物質組成特性［14］。Tuomela等［15］研究認為添加微生物菌劑可以加快農業廢棄物腐解過程，并且認為降解纖維素類微生物為最佳添加菌種。

2.2.2開發新技術 在對以上各項技術改進的基礎上，還要依靠科技，大力開發操作簡單、集約利用水平高的新技術，將工藝中產生的副產品加以利用，以達到綜合高效利用資源的目標。現在已有專利產品氣化爐及相關裝置在秸稈、雜草等生物質氣化( 炭化) 時能同時制取可燃氣體、生物質炭、醋液、焦油和熱水等 5 種產品，利用燃氣發電機和氣化爐的余熱，經過熱轉化后，可在一定區域范圍集中供暖、供冷。生物質炭熱值大，用作固體燃料和保溫材料等，是制作生物質成型燃料的最佳原料，燃燒時無污染，也是典型的清潔可再生能源; 生物質醋液可制作生物農藥和有機肥料和土壤改良劑等; 生物質焦油用作粘合劑、防腐劑和燃料。這項技術把秸稈等生物質作為一種資源進行固、液、氣三相的高效綜合利用，真正做到高效、無公害、資源化綜合利用。

2.2.3政策引導和扶持 《關于編制秸稈綜合利用規劃的指導意見》指出要堅持“政策扶持，公眾參與”的原則。統籌考慮國家對秸稈綜合利用的扶持政策情況，進一步加大政策引導和扶持力度，充分發揮市場配置資源的作用，鼓勵社會力量積極參與，形成以市場為基礎、政策為導向、企業為主體、農民廣泛參與的長效機制。

3、結語與展望

在資源日益缺乏、環境問題日趨嚴重的今天，要想實現農作物秸稈資源進一步綜合循環高效的利用，需要對尚存在不足的技術進行改進，不斷開發新技術，并采取正確的宏觀的政策導向，對秸稈進行規模化、清潔化利用，以高技術推進高精度，以提高農作物秸稈綜合效率和效益為目標。不但要從宏觀上研究高效利用農作物秸稈的新技術、設備及方法等，也要從微觀實驗方面著手，提高精度，盡可能將加工過程中產生的副產品也做到最大程度的利用。