黑龍江省作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀、存在問題與發(fā)展建議

孫 彬，張 楠，崔昌龍，尹桂花，劉 杰(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)村能源研究所，黑龍江哈爾濱150086)

黑龍江省作為我國農(nóng)業(yè)大省，作物秸稈資源十分豐富，廣泛分布于松嫩平原和三江平原等糧食主產(chǎn)區(qū)，歷來是廣大農(nóng)村居民生活的主要能源和飼料來源。因此，換而言之，秸稈不應(yīng)該簡單定義為農(nóng)業(yè)廢棄物，而是“典型的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物”，是“放錯(cuò)了地方、沒有得到真正利用的資源”。但由于缺乏行之有效的激勵(lì)政策和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的技術(shù)裝備［1］，黑龍江省秸稈利用方式尚處于初級階段，利用率低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重，并形成了新的農(nóng)業(yè)面源污染。

1 黑龍江省秸稈資源現(xiàn)狀分析

1.1 分布相對集中，數(shù)量巨大 黑龍江省是重要的商品糧基地，2013年農(nóng)作物種植面積0.14億hm2，糧食總產(chǎn)量6 000萬t，農(nóng)作物秸稈量為6 100萬t，其中主要是玉米秸稈3 100萬t，水稻秸稈2 400萬t，大豆秸稈510萬t。隨著種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體成立，農(nóng)作物布局呈現(xiàn)出集中連片趨勢，秸稈資源分布也從種類和數(shù)量上日趨集中，黑龍江省南部和西部以玉米為主，北部以大豆為主，東部以水稻為主，集中的資源分布態(tài)勢為秸稈的綜合利用提供了有利條件。

1.2 利用方式簡單粗放，效率低下 黑龍江省秸稈利用方式主要為秸稈能源化、飼料化、秸稈還田、工業(yè)原料以及食用菌基料等。其所占比例各不相同，其中家庭燃用50%，飼料用23%，還田約3%，工業(yè)用途占3%，此外，還有約21%的秸稈被焚燒或廢棄(圖1)。秸稈家庭燃用能量損失嚴(yán)重，能源利用率只有10%～15%。秸稈飼料適口性差，養(yǎng)分吸收率只有15%～18%。焚燒廢棄的秸稈作為肥料相當(dāng)于47萬t尿素、95萬t過磷酸鈣和95萬t硫酸鉀，作為燃料相當(dāng)于500萬t標(biāo)煤［2］。秸稈焚燒不僅污染環(huán)境、浪費(fèi)資源，而且已成為社會(huì)問題。

1.3 利用途徑多樣，潛力巨大 黑龍江是農(nóng)業(yè)大省，2013年農(nóng)作物播種面積為1 394.2萬hm2，通常秸稈還田適宜數(shù)量為2.25 t/hm2，黑龍江省秸稈還田量應(yīng)為3 100萬t，但目前秸稈還田量僅為180萬t，缺口2 920萬t。此外，黑龍江還是畜牧大省，僅牛存欄量就達(dá)500余萬頭，秸稈飼料需求量達(dá)3 000萬t(鮮重)，而目前飼料化鮮秸稈僅為1 400萬t，缺口1 600萬t。另外，黑龍江地處高寒地區(qū)，冬季漫長寒冷，每年仍消耗大量的化石能源取暖，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，而秸稈作為重要的生物質(zhì)能，還未被廣泛和有效的應(yīng)用。總之，秸稈用途廣泛多樣，如果關(guān)鍵技術(shù)和裝備問題得以突破，完全有能力將本地秸稈資源吃干榨凈，變廢為寶。

2 存在問題

2.1 關(guān)鍵技術(shù)裝備問題有待解決 秸稈自身具有質(zhì)地松散、密度低、體積大、水分高、易蟲蝕、霉變和腐爛特點(diǎn)［3］;其次，黑龍江省作物種植為一年一季，收獲期集中、氣溫偏低，主要作物玉米和水稻多為活稈成熟品種，秸稈水分超過35%，從而導(dǎo)致在利用過程中存在諸多問題。①收儲(chǔ)運(yùn)過程:運(yùn)輸量大，易腐爛，不耐儲(chǔ)。②秸稈還田:秸稈在25～30℃條件下腐熟需要20 d左右，而黑龍江秋季氣溫低，時(shí)間短，當(dāng)季難以腐熟完全，尤其是還田機(jī)械粉碎粒度過大，掩埋淺，影響下茬作物生長。③能源化:秸稈固化耗能高，易損耗，成本高;秸稈氣化產(chǎn)焦油量大，氣體有效成分僅40%左右;秸稈乙醇技術(shù)還不完善，處于實(shí)驗(yàn)室階段，低成本、高效率的秸稈能源化技術(shù)和裝備還未完全解決。④飼料化:青貯飼料所需空間大，易污染。黃貯飼料適口性差，養(yǎng)分吸收率僅有15% ～18%。

2.2 產(chǎn)業(yè)鏈條尚未形成 黑龍江省秸稈綜合利用企業(yè)布局零散，技術(shù)裝備水平相對落后，整體經(jīng)濟(jì)效益偏低，除了發(fā)電廠規(guī)模較大外，其他的均為小規(guī)模的作坊式企業(yè)，沒有形成規(guī)模化生產(chǎn)［4］。截至2013年，黑龍江省稻殼和秸稈發(fā)電廠各9處，秸稈固體燃料廠50余家，秸稈氣化站50余處，而秸稈飼料廠幾乎沒有。主要表現(xiàn)在:一是產(chǎn)業(yè)鏈上下游脫節(jié)。隨著種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)集約化和規(guī)模化發(fā)展，傳統(tǒng)的種養(yǎng)結(jié)合模式日漸分離，導(dǎo)致秸稈在農(nóng)區(qū)過剩。其次，秸稈應(yīng)用一次性投資大，周期長和獲得效益的不確定性(主要是收購價(jià)格波動(dòng)幅度較大，而企業(yè)面對千家萬戶缺少定價(jià)權(quán))導(dǎo)致企業(yè)不愿意涉足該領(lǐng)域。三是沒有出臺相對成熟和完備的秸稈綜合利用激勵(lì)政策來引導(dǎo)企業(yè)開發(fā)利用秸稈資源，更多情況是以罰代管，而在秸稈綜合利用項(xiàng)目建設(shè)用地、用電、排污費(fèi)收取以及稅收等方面的優(yōu)惠政策尚需完善和落實(shí)，沒有完備的政策和法規(guī)來保護(hù)企業(yè)的利益，生產(chǎn)企業(yè)積極性不高，沒有形成完整的銷售體系和穩(wěn)定的市場。促進(jìn)企業(yè)的積極性，就要有高的回報(bào)率，就要求有低成本高效率的秸稈應(yīng)用技術(shù)與裝備，但是現(xiàn)有的技術(shù)和裝備還滿足不了市場的需求，需進(jìn)一步完善。所以黑龍江省秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈條尚未形成。

2.3 公眾意識有待提升 民眾對秸稈的價(jià)值和利用意識還很薄弱，還沒有認(rèn)識到秸稈好似寶貴的資源，造成秸稈遺棄現(xiàn)象嚴(yán)重，露天燃燒現(xiàn)象屢禁不止。因此，制定和落實(shí)優(yōu)惠政策，加大宣傳力度，提高民眾認(rèn)識，對于促進(jìn)秸稈綜合利用的良性發(fā)展尤為重要。

3 黑龍江省秸稈綜合利用研究發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 秸稈還田 針對黑龍江省的氣候和環(huán)境特點(diǎn)，開展了秸稈腐熟還田和炭化還田研究。

3.1.1 秸稈腐熟還田。獲得了秸稈纖維素高效降解菌株20余株，構(gòu)建復(fù)合功能菌群3個(gè)，縮短秸稈腐熟周期5 d。同時(shí)，配合土層置換技術(shù)，將腐熟后的秸稈施用到10～20 cm深的土壤中，不影響下茬作物生長。

3.1.2 秸稈炭化還田。在催化劑存在條件下，對秸稈進(jìn)行輕度炭化處理，不僅改善秸稈的表面活性，增加秸稈炭吸附性，利于污染土壤和水體修復(fù)，而且秸稈生物炭可以快速增加土壤的碳庫容量(有機(jī)質(zhì)含量可達(dá)80%以上)，提高土壤肥力。

3.2 秸稈能源化 2010年投資1 200余萬元在黑龍江國家級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)建立的寒地農(nóng)業(yè)可再生能源中試基地，重點(diǎn)開展作物秸稈能源化研究與示范。①建成年產(chǎn)3 000 t秸稈生物質(zhì)型煤生產(chǎn)線1條。該生產(chǎn)線以“輕度炭化法制取生物炭”為核心技術(shù)，與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比，能耗降低10%以上，生物炭得率提升20%，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，終端產(chǎn)品生物質(zhì)型煤熱值達(dá)3 800 kcal/kg以上，可以替代市售型煤。②建成年產(chǎn)3 000 t固體成型燃料生產(chǎn)線1條。該技術(shù)核心工藝采用國內(nèi)先進(jìn)的“低能耗固體成型燃料制備關(guān)鍵技術(shù)與裝備”，克服了傳統(tǒng)工藝能耗高、機(jī)械磨損大等缺點(diǎn)，成型燃料熱值可達(dá)到3 500 kcal/kg以上，產(chǎn)品適用于廣大農(nóng)戶炊事、取暖、城鎮(zhèn)供熱和大型發(fā)電廠等。

3.3 秸稈飼料化 針對制約秸稈飼料的收儲(chǔ)空間大、適口性差、營養(yǎng)成分含量低等問題，開展秸稈生化飼料技術(shù)研究。將“低能耗固體成型燃料制備關(guān)鍵技術(shù)與裝備”與“秸稈飼料真空后噴涂工藝”相結(jié)合，生產(chǎn)秸稈生化飼料。將秸稈通過低能耗顆粒成型設(shè)備，進(jìn)行揉搓、粉碎、真空噴涂、擠壓成型，減少飼料體積，便于儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。在顆粒飼料喂食前，進(jìn)行氨化和堿化等技術(shù)處理后，使飼料快速腐熟，提高飼料消化率15%左右，秸稈的粗蛋白含量提高1～2倍，提高顆粒飼料的適口性，秸稈總營養(yǎng)價(jià)值提高1倍以上。

4 發(fā)展建議

4.1 加大秸稈利用關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)投入 將秸稈綜合利用關(guān)鍵技術(shù)和裝備研究納入各級政府科技計(jì)劃，提高秸稈還田、能源化、飼料化等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域立項(xiàng)比例和經(jīng)費(fèi)投入。

4.2 建立省級秸稈綜合利用工程技術(shù)研究中心 以科研院所為主體，依托黑龍江省國家級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范區(qū)，建立秸稈綜合利用工程技術(shù)研究中心，進(jìn)一步提升黑龍江秸稈綜合利用領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力，加速科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

4.3 組建省級秸稈綜合利用技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟 在省級有關(guān)部門指導(dǎo)下，以黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等農(nóng)業(yè)科研部門及院校為聯(lián)盟核心，發(fā)起組建省級秸稈綜合利用技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。主要圍繞秸稈產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵問題，開展技術(shù)合作，突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心技術(shù);建立共同技術(shù)平臺，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新資源共享，加速科技成果的商業(yè)化運(yùn)用，提升產(chǎn)業(yè)整體水平。

4.4 完善激勵(lì)政策，提高公眾對秸稈利用的自覺性 通過立法形式，對秸稈綜合利用企業(yè)給予一定的財(cái)政補(bǔ)貼，為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)良好的投資與發(fā)展環(huán)境。通過召開現(xiàn)場會(huì)、組織參觀學(xué)習(xí)、開展技術(shù)培訓(xùn)等多種形式，教育農(nóng)民更新觀念，追求健康文明的生活方式，為秸稈綜合利用推廣與普及奠定堅(jiān)實(shí)的群眾基礎(chǔ)。

［1］李偉，藺樹生，譚豫之，等.作物秸稈綜合利用的創(chuàng)新技術(shù)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2000(1):14－17.

［2］安成立，杜建，岳秀琴，等.作物秸稈高效綜合利用途徑探析［J］.中國資源綜合利用，2004(1):25－27.

［3］王激清，張寶英，劉社平，等.我國作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀及問題分析［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008(8):126 －128，132.

［4］安海燕，李翠霞.黑龍江省泰來縣秸稈綜合利用現(xiàn)狀及對策［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009(23):433 －436.