青藏高原地區油菜秸稈資源化利用模式研究*

孫全平，彭 君

（西藏自治區農牧科學院農業資源與環境研究所，拉薩 850000）

青藏高原地區油菜秸稈資源化利用模式研究*

孫全平，彭 君

（西藏自治區農牧科學院農業資源與環境研究所，拉薩 850000）

從青藏高原油菜的種植現狀和油菜秸稈資源量入手，分析了油菜秸稈的可利用量和油菜秸稈的利用價值。針對青藏高原地區油菜秸稈廢棄物綜合利用和資源化利用的技術現狀，文章提出了適宜于青藏高原地區的油菜秸稈資源化利用的4種模式，旨在探索青藏高原地區油菜秸稈資源高效利用的途徑，為改善青藏高原地區脆弱的農業生態環境提供參考。

青藏高原 油菜秸稈 資源化利用 生態環境

青藏高原地區自然條件獨特、自然資源豐富，土地利用方面以畜牧業為主，農林業次之。目前，隨著社會的發展、技術的進步以及對自然資源的不合理利用，使得高原的自然環境正在承受著越來越大的壓力。燃料的缺乏導致農牧民大量砍伐冷季牧場的灌木充作薪柴，不僅影響冷季草場的數量和質量，還造成嚴重的水土流失和風蝕現象。飼草的短缺直接影響到牲畜的生長發育，尤其是冬春大雪覆蓋草場時甚至會造成牲畜死亡，從而給農牧民群眾帶來不可挽回的損失[1]。

油菜是青藏高原地區的主要經濟作物，也是該地區的傳統作物之一，其分布范圍廣，品種資源豐富，非常適宜于本地特殊的氣候條件[2]。因此，油菜秸稈的可利用量也較大，加之其本身養分含量也較高，開發油菜秸稈資源，實現油菜秸稈循環利用，對當地油菜產業乃至整個農牧業的可持續發展都具有十分重要的意義。

1 青藏高原地區油菜秸稈資源概況

青藏高原上現有耕地約占土地總面積的0.5%，但在農業總產值中它卻與畜牧業的比重旗鼓相當。種植業在青藏高原上的地位尤為特殊，雖然耕地僅占土地總面積的0.5%，但種植業的產值卻占農業總產值的2/5左右[3]。作為主要經濟作物的油菜主要分布在雅魯藏布江中游谷地和北部的湟水谷地等耕地相對集中、溫度水分條件較好的地區。

目前，青海高原油菜播種面積18.33萬hm2左右，約占農作物總播種面積的32%，主要分布于高原東北部的黃河、湟水干支流谷地是青藏高原上農業最發達的區域。按照該區油菜總產量48萬t，谷草比1.5～1.7 t/t計算，青海高原油菜秸稈的產量約為72萬～81.6萬 t/a。已創建的萬畝以上規模化種植基地，有利于油菜秸稈的收集和開發利用；西藏高原油料作物品種單一，全區油菜生產種植面積在2.67萬hm2以上，油菜秸稈的產量約為10.5萬～11.9萬t/a。從海拔幾百米的墨脫縣到海拔4 630 m的江孜縣龍馬區都有分布，種植區域比較廣，多集中在藏南雅魯藏布江中游及其支流年楚河、拉薩河谷地等河谷半干旱農區。

2 青藏高原地區油菜秸稈利用現狀

由于青藏高原區冷季草場匱缺畜牧業經營粗放、超量過牧、冬春草場退化，再加上燃料、肥料缺乏，油菜秸稈一直以來都是該地區重要的飼料及燃料來源，但是，近年來隨著電力、天然氣、沼氣、太陽能等能源的普及，油菜秸稈在農民生活中的利用率大幅下降，導致出現了就地焚燒、隨意丟棄等現象，造成區域性環境污染。

3 青藏高原地區油菜秸稈資源化利用模式

3.1 油菜秸稈能源化

青藏高原地區能源資源匱乏，當地農牧民一直以來都依靠木柴和牛羊糞等生物質原料作為生活用能，大量砍伐、采掘樹木、草皮、荊棘、灌叢作為生活能源，使得原本已經非常脆弱的高原生態環境造成一定程度的污染和破壞[4]。因此，開發利用油菜秸稈資源作為替代生活能源對高原生態環境保護具有重要意義。目前，適宜于當地的油菜秸稈能源化利用的主要途徑有兩種：一是厭氧發酵產沼氣，二是固體成型燃料。

厭氧發酵產沼氣是指在厭氧條件下，通過產酸菌、產甲烷菌等多種微生物的共同作用，將秸稈降解成沼氣，并產生沼液和沼渣的過程。沼氣含有50%～70%的甲烷，可作為農牧民炊事、照明等生活用能。如果將油菜秸稈作為沼氣發酵的原料，并將發酵后產生的沼肥加以利用，可以解決燃料、肥料缺乏的問題，進而促進高原農業的可持續健康發展，最終形成良性循環[5]。一座沼氣池每年產出的沼氣，相當于替代605 kg標準煤或1.5 t薪柴，可減少1.45 t二氧化碳的排放，可保護0.23 hm2林地的生物蓄積量，可減少20%以上農藥和化肥施用量。萬楚筠等以油菜秸稈為原料進行沼氣發酵試驗，發現經混菌預處理的100 g油菜秸稈累計產氣量達到了 27.7 L，說明油菜秸稈是厭氧發酵產沼氣的良好原料，可以推廣使用[6]；固體成型燃料是在一定溫度和壓力作用下，將秸稈壓縮成棒狀、塊狀或顆粒狀等成型燃料，改善秸稈燃燒性能，提高利用效率，將油菜秸稈制成固體成型燃料可以滿足農牧區燃料缺乏季節及冬季沼氣不夠用時的炊事、取暖用能，具有巨大的發展前景[7]。

3.2 油菜秸稈飼料化

油菜秸稈是優質粗飼料，蛋白、脂肪含量均較高，營養物質豐富。通過秸稈飼料化改進其營養價值是提高養畜生產效益的主要科技手段，可為畜牧業持續發展提供物質保障。在油菜秸稈資源豐富的牲畜養殖優勢區，鼓勵農牧民采取青貯、微貯、氨化等技術手段將油菜秸稈加工成飼料，可實現牲畜養殖由“放養”變為“圈養”，以農牧結合的方式減輕畜牧業對天然草場的依賴，有利于草地恢復和減緩沙化[8]。

油菜秸稈青貯是指將秋收后尚保持青綠或部分青綠的新鮮油菜秸稈，通過微生物厭氧發酵和化學作用，在密閉無氧條件下制成的一種適口性好，消化率高和營養豐富的飼料，是保證常年均衡供應家畜飼料的有效措施，可解決冬春季節飼草的不足；油菜秸稈微貯就是在油菜秸稈中加入微生物高效活性菌種秸稈發酵活干菌，放入密封的容器中貯藏，經一定的發酵過程，使油菜秸稈變成具有酸香味、草食家畜喜食的飼料。該技術具有技術處理成本低、作業季節長（大部分地區除冬季外，春夏秋三季均可制作微貯飼料）、保存期長和無毒無害等優點；油菜秸稈氨化是將油菜秸稈置于密閉的容器中，以液氨、氨水、尿素、碳酸氫銨中的任何一種氮化合物為氮源，使用占風干秸稈飼料重2%～3%的氨，使秸稈的含水量達到20%～30%，經過陽光自然加溫或人工加溫處理，保持一定時間，通過氨對秸稈的化學作用和高溫的發酵熱蒸作用，使秸稈飼料變軟變香。秸稈經氨化后，粗蛋白含量和能量利用率可提高近1倍。常用的氨化處理方法有堆垛法、窖氨化法、塑料袋氨化法和爐氨化法等[9]。

3.3 油菜秸稈肥料化

青藏高原大部分地區耕地較少，單位產量較低，每年畜禽糞便中用作燃料的高達60%，只有40%返還回了草地、耕地。特別是牧區目前仍主要以牛糞作燃料，使大量牛糞、草皮、秸稈用于做飯取暖等生活用能上，秸稈和畜禽有機肥還田數量相對較少，導致耕地、草原土壤有機質得不到及時補償，使高原土壤板結，土壤肥力下降，耕地單位產量降低，草場覆蓋率下降，加之水土流失和風蝕的影響，造成耕地土壤退化。

油菜秸稈還田能改良土壤，培肥地力，緩解氮、磷、鉀肥和微量元素營養比例失調的矛盾。油菜秸稈直接還田或間接還田都可以增加土壤有機持，釋放出氮、磷、鉀等養分，還能改善土壤理化性狀，提高土壤生物活性。結合施用適量的速效氮肥，使作物前期生長出現早發穩長，中期清秀健壯，后期不早衰，增強作物抗性，減少病害發生，作物產量明顯提高，同時又降低生產成本，顯著增加經濟效益[10]。但是，由于油菜秸稈直接還田會導致下季油菜菌核病傳播，因此，應大力提倡油菜秸稈腐熟還田，即在油菜秸稈還田過程中使用腐熟劑，不僅可增加耕地土壤有益微生物的種群數量和秸稈腐解需要的各種酶類，縮短秸稈腐熟時間，還可降低秸稈腐爛過程中對當季作物的負面影響。據李瑞斌等人的研究，秸稈還田配施不同配比化肥，施油菜秸稈腐熟秸稈200 kg/667 m2，減少肥料用量5%～10%，可提高水稻產量0.59%～3.35%[11]。另據劉勝毅的研究，若每667 m2產150 kg油菜籽，根、秸稈、花、殼全部還田，可提供純氮8.6 kg、磷素2.72 kg、鉀素11.4 kg[12]。油菜秸稈還田還可以抗旱保墑，改善土壤理化性狀，優化農田生態環境，達到提高青藏高原干旱地區土壤增產潛力的目的。

3.4 油菜秸稈培養食用菌

青藏高原因高海拔、低溫冷涼、干旱等惡劣的生態條件使多數農作物不能正常成熟，農業生產力水平有限，基礎落后，傳統的種植業和養殖業受高海拔生態氣候及各種自然災害制約因素較多，增值空間十分有限。而夏秋季的低溫干旱、日照時間長等氣候特點又潛在影響諸多經濟發展空間及重要的農業生態學特征和開發意義。其中，夏季低溫冷涼的氣候對發展特色夏秋季食用菌產業在全國具有不可替代的、獨有的優勢。加之青藏高原工業少、環境污染相對較少，干燥低溫的氣候條件抑制了多數病蟲害的發生與傳播，生產的食用菌產品幾乎沒有農藥污染，品質優良，這就為油菜秸稈提供了作為原材料的可能性[13]。

一般秸稈粉碎后可占食用菌栽培料的75%～85%。油菜秸稈木質素及纖維素含量高，加上牛羊等畜禽糞資源十分豐富，稍加處理均能直接栽培食用菌。油菜秸桿與牛、馬、羊等畜禽糞便混合均是生產雙孢菇、雞腿菇等草腐類食用菌最理想的原材料。因此，充分利用當地豐富的油菜秸稈及畜禽糞便原材料資源發展食用菌生產，促進自然界物質良性循環，促進農牧民增收，豐富青藏高原地區食用菌鮮菇市場。

4 結語

青藏高原絕大多數地區屬于干旱少雨的高原大陸性氣候，森林覆蓋率低，森林面積少，加上農牧區產業結構不合理，燃料、飼料和肥料等三料缺乏。因此，青藏高原地區開發利用油菜秸稈資源首先要考慮農牧民對“三料”的需求，積極引導和鼓勵以油菜秸稈能源化、飼料化和肥料化途徑的資源化利用，并給予一定的資金補貼，對于在油菜秸稈資源化利用過程中牽涉到的農機具納入農機補貼計劃；其次，在有條件的地區應合理發展油菜秸稈培養食用菌產業，發展特色種植業，這不僅能夠帶來可觀的經濟收入，還能促進農業結構調整，推進綠色循環農業推廣，最終實現油菜秸稈綜合利用產業的快速健康發展。

但是需要指出的是，由于油菜秸稈含有較高的蠟質、木質素和硅酸鹽，細胞壁的結晶度較高，纖維素、半纖維素和木質素之間極其穩定的聚合結構，其利用率和轉化率均很低，導致目前其資源化利用技術還不完善。因此，在油菜秸稈綜合利用的技術開發與設備研發方面亟需加強。另一方面，還應緊緊抓住當前青藏高原區域生態建設與環境保護的契機，充分發揮油菜秸稈資源化利用所帶來的潛在的生態環境保護作用。

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西藏自治區科技重大專項“青稞農機農藝結合技術研究”（Z2016B01N01-03-03）；西藏自治區科技計劃項目“高原旱作農業關鍵技術研究與示范—西藏旱作農田高效用水關鍵技術研究與典型示范”（Z2016B01N10/03）