農作物秸稈的沼氣開發利用

朱永國 劉潤秋 劉艷榮

（1.吉林省榆樹市農業環境保護與農村能源管理站，吉林榆樹 130400；2.吉林省榆樹市大嶺鎮農業技術推廣站，吉林榆樹 130400；3.吉林省榆樹市農業技術推廣服務中心，吉林榆樹 130400）

榆樹市位于吉林省中北部，地處松嫩平原，地勢平坦，土壤肥沃，轄區內有松花江、卡岔河、拉林河3大水系，近年糧食作物播種面積在37.33萬hm2以上，糧食總產量穩定在32.5億kg，是吉林省著名的產糧大市，也是全國重點商品糧基地縣（市），素有“松遼平原第一糧倉”的美譽，以種植玉米、水稻、大豆等農作物為主，每年秋收季節都會產生約400萬t秸稈。以往，當地秸稈基本是作為燃料用于農戶做飯、取暖，但隨著經濟的發展，農戶基本不需要再以秸稈燃料來取暖，因此采取了直接焚燒的方式，對周邊環境造成了直接污染，同時也造成了資源浪費。如何更快更好地開發利用秸稈成為榆林市亟待解決的問題[1-3]。

1 榆樹市秸稈綜合利用現狀

一直以來，榆樹市對秸稈綜合利用工作都比較重視，積極貫徹執行省委省政府文件精神，大力推進秸稈五化利用，近些年來更是加大了對秸稈五化利用在資金和政策方面的支持，秸稈綜合利用取得了較快發展。近年來，榆林市利用豐富的秸稈資源，采取有效措施，因地制宜開展“五化”利用，同時主動探索政府、合作社、農戶三方利益聯結機制，重點推廣了秸稈全覆蓋保護性耕作模式和水田秸稈全量還田模式，同時積極鼓勵秸稈成型燃料代煤模式好人種養結合秸稈利用”模式，初步形成了“五化”利用產業格局。

（1）秸稈全覆蓋保護性耕作模式。此模式是在保護性耕作的基礎上發展起來的，采取寬窄行平作、均勻行平作、等行距壟作等方式，實現了秸稈全量還田、深松、免耕播種、精細施藥等農藝、農機技術的有機結合。

（2）水田秸稈全量還田模式。此模式是通過自主研發的水田多功能整地機作業，實現水田高留茬秸稈粉碎、深埋全量還田，集成水田秸稈還田、翻地、耙地、打漿、平地作業環節于一體，作業成本低，病蟲害輕。

（3）秸稈成型燃料代煤模式。農村、企事業單位、糧食烘干、集中供暖等方面，采取秸稈顆粒、燃料塊、直燃等方式實施秸稈代煤項目。重點試驗示范為企事業單位小型燃煤鍋爐和糧食烘干塔熱風爐改造。

（4）種養結合秸稈利用模式。利用秸稈制作青黃儲飼料飼喂奶牛、肉牛，牛糞和秸稈混拌進行堆漚發酵，實施有機肥還田，形成玉米種植、秸稈飼料飼喂、糞便+秸稈堆漚還田的生態循環產業鏈條[4]。

目前，榆樹市秸稈收儲運經營主體、“五化”利用企業（合作社）已達100余家，建立秸稈收儲點及秸稈原料供應基地80多個，全市秸稈利用量達到了280萬t，秸稈綜合利用率達81.16%。

榆林市在秸稈禁燒工作上進行了一些探索和嘗試，取得了一定成效，但因榆林市為農業大市，每年秸稈產量較大，開發秸稈利用新途徑現得尤為必要。研究表明，1 t干的玉米秸稈可產290 m3沼氣，1 t濕的玉米秸稈可產246 m3沼氣。因此，如果能將秸稈有效處理并進行資源或能源化利用，既能有效避免二次污染，同時還能緩解能源短缺問題。

2 榆樹市開發秸稈沼氣的意義

2.1 節約能源沼氣主要是通過農作物秸稈、畜禽糞便等有機廢料厭氧發酵產生，主要成分是甲烷、硫化氫以及二氧化碳等，無色，有一定的毒性，是一種優質高效的氣體燃料，可以用來燒火、做飯、照明等。另外，沼氣燃燒后產生的是水和二氧化碳，對空氣沒有污染。同時，沼氣發酵后的殘渣也可以用來殺滅病菌、蟲卵，保護生態環境。

2.2 促進農業增收

2.2.1 促進農業增收 農民在播種前把農作物種子放在沼液中浸泡后再播種，不僅能夠提升種子的發芽率，同時還能夠增強秧苗抗逆能力。相關實驗表明，沼液浸種對玉米大小斑病有較強的抑制作用、一般可促進玉米增產5%～7%。

2.2.2 提升農產品品質 對農作物秸稈、畜禽糞便等進行開發處理，除了能夠產生直接利用的沼氣以外，所產生的沼液和沼渣還是優質有機肥。相關研究表明，使用沼液澆灌出來的蔬菜，葉片肥厚、不易生蟲；使用沼渣、沼液替代化肥、農藥，可減少普通農作物種植20%以上的化肥用量，可不用再施用其他化肥、農藥，所產農作物口感好、營養價值高、產品品質明顯提升。把沼液沼渣施用到大田，既可以減少化肥農藥的使用量，也能減少病蟲害發生，稻米品質可得到較大程度提高。研究表明，常施沼液，作物生長健壯，葉片厚度和果實重量顯著增加，品質顯著提高[5]。

2.3 環保清潔長期以來，榆林市農作物秸稈除了被就地焚燒外，其余多數堆積在田間或農村房屋周邊，不僅影響環境整潔，也存在一定的安全隱患（柴垛距離房屋較近，存在火災隱患）。秸稈燃燒會造成嚴重的霧霾，產生大量有毒有害氣體，危害人體健康，且極易引發火災。燃燒時短期內產生的大量煙霧也會影響視線，造成交通事故。此外，秸稈焚燒后還會破壞土壤物理性狀，加重土壤板結。而開發利用秸稈產沼氣，不僅能解決農村污染源治理問題，還能變廢為寶，在提供生物質能源的同時生產有機肥，促進土壤改良、黑土地保護。

3 榆樹市秸稈沼氣的開發利用

榆林市是全國第一產糧大縣（市），面對巨大的秸稈年產量，曾有過關于利用農作物秸稈及畜禽廢棄物產沼氣的嘗試，也曾建立過沼氣池，試圖將秸稈和畜禽糞便通過沼氣發酵處理，但因冬季氣溫過低，秸稈中缺少氨磷，不利于微生物的生長，發酵不完全，一定程度上限制了秸稈沼氣的利用。吉林省德惠市雋氏農牧科技發展有限公司通過多年研究摸索，目前已經成功研制出一整套沼氣發酵新技術。利用該技術，可以將大量秸稈和畜禽糞便進行沼氣發酵，即使在冬季也能正常產氣，源源不斷地為村民提供生物質天然氣，在提供生物質能源的同時還能生產有機肥，對改良土壤、保護黑土地效果顯著。這使得榆林市冬季秸稈產沼氣成為可能，將會極大地促進榆林市農村家居溫暖清潔化和村容整潔，進一步提高農民生活質量。

秸稈產沼氣是近年才興起的一種能源開發方式，對此，農戶還存在認識不足的情況。農業部門應該利用各種機會、途徑（下到田間地頭、扶貧下鄉等），向農戶講解秸稈綜合利用的前景以及秸稈沼氣的各種好處，讓農民逐漸認識到開發利用秸稈的重要性和可行性。同時，要選擇示范村，示范戶帶動，讓農戶看到效果，促進秸稈沼氣技術普及。

4 結語

綜上所述，將農業生產中數量最大的副產品——農作物秸稈，循環利用、變廢為寶，可保護生態環境，促進農業生產的可持續發展，且在利用秸稈沼氣的同時還能為肥料生產、畜牧養殖、食用菌培養、能源制造、加工業等提供大量的廉價原料，帶動農村產業結構變革，促進農民生活質量提高和城鄉環境改善。榆林市秸稈產生量較大，每年有大量秸稈被廢棄或露天焚燒，造成嚴重的環境污染和資源浪費，已成為急需解決的重大環境問題和民生問題。因此，榆林市需立足本地實際，認真貫徹執行《吉林省秸稈綜合利用三年行動方案（2019-2021年）》，建立協調推進機制，落實省市各項支持政策，逐步完善統計體系，并積極探尋秸稈綜合利用的多種有效途徑，有序促進秸稈綜合利用的產業化、商品化，提高秸稈綜合利用率。