農作物秸稈綜合利用模式研究與分析
——以東阿縣小麥和玉米秸稈綜合利用模式為例

付茂寧 （東阿縣農業局，山東 東阿 252200）

秸稈是一種具有多用途的可再生生物資源。近年國內對秸稈綜合利用研究較多，如汪海波等[1]對我國秸稈的資源量和分布進行了研究，崔明等[3]對我國秸稈資源的空間分布進行了研究，馮偉等[2]從經濟學角度構建了秸稈資源化利用效益分析的理論框架，徐康銘等[4]對我國糧食主產區黃淮平原的秸稈資源現狀與利用情況進行了研究。東阿縣是魯西地區糧食生產大縣，秸稈年均產量約60萬t。隨著我國農村產業結構的調整、農村生活條件的改善，秸稈的燃料和飼料功能開始弱化，田間焚燒成為農民最“經濟”的選擇，不僅浪費資源、污染大氣環境、破壞表層土壤營養，還存在安全隱患。因此，積極探索秸稈“五化”（肥料化、飼料化、基料化、能源化、原料化）模式，逐步實現東阿縣秸稈的資源化和商品化，對徹底解決秸稈焚燒和污染問題，改善村居環境，增加農民收入，促進農村經濟社會可持續發展具有重大的現實意義。

1 東阿縣糧食生產、種植結構與秸稈資源量

1.1 東阿縣概況與糧食生產現狀

東阿縣地處魯西平原，東依泰山，南臨黃河，南水北調東線穿黃隧洞、引黃濟津、引黃濟衛工程渠首均在縣境，隸屬“江北水城·運河古都”——山東省聊城市。土地總面積為729 km2，人口40.5萬人，被譽為“萬戶喜鵲吉祥地，千年阿膠福壽鄉”。東阿縣是傳統的糧食生產大縣，該縣為典型的小麥-玉米輪作制度，常年農作物總播種面積約7.99萬hm2，常年糧食作物種植面積約7.33萬hm2，其中小麥和玉米一般年份種植面積分別為3.4萬和3.2萬hm2，占糧食作物種植總面積的90.04% 。

1.2 東阿縣秸稈資源量

東阿縣農作物秸稈資源主要為小麥和玉米，其他作物（水稻、棉花、花生、大豆和瓜菜薯類等）由于種植面積較小，不作為本文的研究對象。根據農作物秸稈資源量估算公式（Ci為第i種農作物的產量，Di為第i種農作物的草谷比例系數[8]），計算得出2017東阿縣小麥和玉米的秸稈資源總量為65.22萬t（表1）。

表1 2017年東阿縣小麥和玉米的產量以及秸稈理論資源量Table 1 The yield of wheat and maize and the theoretical resources of straws

2 東阿縣小麥和玉米秸稈綜合利用途徑——“五化”模式

東阿縣主要通過肥料化、飼料化、原料化、基料化和能源化“五化”模式（圖1）來對小麥和玉米秸稈進行綜合利用，其中，以肥料化、飼料化和能源化利用為主，基料化和原料化利用比例相對較小（表2）。在秸稈綜合利用途徑中，小麥和玉米秸稈肥料化利用達到43.41萬t，占66.56% ；其次是飼料化利用，達到12.2萬t，占18.71% 。2017年東阿縣結合實施全省秸稈綜合利用試點工程，主要推廣小麥和玉米秸稈肥料化、飼料化、能源化、原料化綜合利用模式，全縣秸稈綜合利用率就達到95% 以上，耕地土壤有機質含量平均提升0.1個百分點，減少化肥施用量10% ，取得了良好的經濟、社會和生態效益。

圖1 東阿縣小麥和玉米秸稈綜合利用的“五化”模式Fig.1 The comprehensive utilization model of wheat and maize straw in Dong’e County

表2 東阿縣小麥和玉米的秸稈資源與利用現狀 （萬t）Table 2 The wheat and maize straws resources and utilization status in Dong’e County

3 東阿縣小麥和玉米秸稈綜合利用模式探索與適宜性分析

3.1 小麥和玉米秸稈肥料化利用——精細化還田模式與適宜性分析

3.1.1 小麥和玉米秸稈精細化還田模式 小麥和玉米秸稈含有豐富的氮磷鉀等作物必需的營養元素，將其秸稈還田可以為土壤提供養肥，增加土壤有機質含量，改善土壤團粒結構，使土壤疏松易耕，增強土壤保水保肥能力，減少土壤水分徑流和淋失，提高作物的抗病、抗倒、抗逆能力，從而提高作物的產量和品質。一般性的秸稈還田技術的應用，在改善土壤養分的同時出現一些問題[7]。因此，實施秸稈還田精細化技術，可以解決一般性秸稈還田技術的弊端。該技術的主要技術規程為：在農作物成熟后，機收秸稈粉碎還田的同時，滅茬機將秸稈二次粉碎還田；然后將腐熟劑均勻地噴撒在秸稈表面；再由機械旋耕，深翻后耙平；最終達到秸稈粉碎長度≤5 cm；機械旋耕深度逸20 cm的標準（圖2）。

圖2 小麥、玉米秸稈精細化還田模式Fig.2 The fine returning to field model of wheat and maize straws

3.1.2 適宜性分析 東阿縣通過政策配套和有效管理，加大在農機補貼、秸稈腐熟劑和深松補貼等財政扶持力度，采取有力措施，積極推廣秸稈二次粉碎、深耕深松和撒施腐熟劑等精細化秸稈還田技術，2017年全縣土壤有機質平均提升了0.1個百分點，節約肥料投入約750元/hm2，全縣農產品產量和質量明顯提高。

3.2 小麥和玉米秸稈能源化利用——縣鄉村三級秸稈收儲體系模式與適宜性分析

3.2.1 縣鄉村三級秸稈收儲體系模式 眾所周知，小麥和玉米秸稈可以作為燃料和原料，進行發電造紙等，但農作物秸稈具有密度小，體積大、分布散，同時又有季節性強，以腐敗變質、不易儲存的特點，只有建立固定的縣鄉村三級秸稈收儲體系，才能保證秸稈收儲企業（電廠、造紙廠等）獲得連續、穩定可控的原料供應[6]。主要技術規程為：在秸稈剩余量最大的鄉鎮建設1處縣級秸稈綜合收儲中心，每個鄉鎮各建設1處鄉鎮秸稈收儲站，在秸稈剩余量較大的村莊設村級秸稈收儲點，建設形成1套完備的縣鄉村三級秸稈收儲體系。同時制定一套適合市場的價格控制約束機制，切實來維護種植戶的利益，保證秸稈收儲體系正常可持續運轉（圖3）。

3.2.2 適宜性分析 東阿縣按照“劃片收儲、集中轉運、規模利用”的原則，結合全省秸稈綜合利用試點工程，2017年新建5處鄉鎮小麥和玉米秸稈收儲站和1處縣級小麥和玉米秸稈收儲中心，全縣小麥和玉米秸稈收儲點總量達到20余個，逐步建成了“企業+鄉鎮收儲中心+村級收儲點+農戶”的收儲運營模式。通過對達到建設標準的收儲點，給予財政補助用于收儲點設備購置；并引導秸稈收儲點與造紙廠、生物發電廠等以秸稈為原料的企業進行合作，從根本上解決了秸稈銷售的后顧之憂，為種植戶多增加了一份收入，為收儲點創造了效益，也為企業解決了原料來源，切實促進了全縣小麥和玉米秸稈能源化和原料化模式的利用。

圖3 縣鄉村三級秸稈收儲體系模式Fig.3 The straw collection and storage system model at county，township and village levels

3.3 小麥和玉米秸稈飼料化利用——青貯飼料模式與適宜性分析

3.3.1 小麥和玉米秸稈青貯飼料利用模式 通過秸稈青貯技術，將小麥和玉米秸稈加工成青飼料，既可飼養家禽或牛、養，又減少對自然環境的污染。東阿縣主要依托山東東阿黑毛驢養殖基地，建設形成以技術專家為指導、以秸稈青貯原料的選擇、青貯基礎設施建設和調制技術為環節的秸稈青貯飼料利用模式。主要技術規程為：（1）農作物籽粒收獲后，將秸稈按不同原料粉碎，粉碎后分層鋪入青貯池，一般同種秸稈為一個青貯池，邊鋪邊灑菌液并加潔凈水調節水分，每層20-25 cm，邊鋪邊壓實，每層壓實后再灑適量菌液，然后進行下一步操作，逐層如此；（2）將濕度控制在55% -60% 為宜，各層的用量應由下至上逐層增加，以攥在手中指間不滴水為宜，確保水分均勻分布；（3）青貯池內堆放的秸稈高于地面20-80 cm時，即可封池封池前將秸稈壓實，表面在噴灑定量菌液，再用塑料薄膜覆蓋，然后覆蓋泥土10-20 cm密閉封貯；（4）7-15 d后，待秸稈呈現黃綠色、酸香味、松軟易散開即可取用，取料時要從一段開始垂直取用，取料后應及時將料口封嚴[5]（圖4）。

圖4 小麥和玉米秸稈青貯飼料利用模式Fig.4 The utilization model of wheat and maize straws as silage

3.3.2 適宜性分析 東阿縣依托以山東省東阿黑毛驢科技牧業有限公司為龍頭的養驢生產基地，形成以技術專家為指導、以秸稈青貯原料的選擇、青貯基礎設施建設和調制技術為環節的技術體系。2017年東阿縣在規模化養驢場新建21處青貯池，共計3.18萬m3，青貯飼料2.22萬t，年節省飼料成本888萬元。隨著養殖量的增加，秸稈青貯飼料需求量也將進一步增加，并輻射帶動周邊縣（市、區）農作物秸稈青貯，帶動全縣驢產業向農業主導產業轉變，實現養殖業大發展。

5 結語

綜上所述，農作物秸稈綜合利用是一項附加值高、涉及面廣的系統工程，需政府、財政、農業、畜牧、交通、環保等有機結合起來，采取科技推動、示范拉動、政策驅動、典型帶動及科研、生產、推廣等立體推進措施，才能抓好農作物秸稈的綜合利用，增加農民收入，促進農業結構調整。（1）要加大對秸稈青貯、秸稈收儲的宣傳和推介，引起廣大農民的重視和認可。（2）要抓好典型，對具有財政補貼機械的收儲大戶和養殖大戶重點扶持，做到應補盡補，實行跟蹤服務。（3）要積極爭取政府財政支持，形成以政策扶持為導向、農民投資為主體、社會資金為補充的多元化投入機制，充分調動廣大農民的積極性。只有這樣，才能使農作物秸稈綜合利用這項“民生工程”深入人心。