低碳經(jīng)濟(jì)下的農(nóng)作物秸稈綜合利用研究

摘 要：農(nóng)作物秸稈富含多種有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等多種養(yǎng)分，是一類(lèi)具有多種用途的可再生生物質(zhì)資源。實(shí)現(xiàn)秸稈綜合利用對(duì)于發(fā)展我省低碳經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。基于當(dāng)前農(nóng)作物秸稈利用的技術(shù)層面和應(yīng)用層面出現(xiàn)的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的發(fā)展對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作物秸稈；低碳經(jīng)濟(jì)；綜合利用

中圖分類(lèi)號(hào)：F124.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2011）31-0199-03

近年來(lái)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大趨勢(shì)，農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)就是把低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念應(yīng)用于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中把秸稈重新利用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的雙贏 [1]。

中國(guó)是糧食等經(jīng)濟(jì)作物種植大國(guó)，每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈達(dá)10億多噸[2]。湖南省是一個(gè)農(nóng)村人口占60%以上的典型農(nóng)業(yè)省份，種植業(yè)是湖南省農(nóng)業(yè)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，農(nóng)作物秸稈作為種植業(yè)中的主要副產(chǎn)物，是農(nóng)村重要的物質(zhì)資源，農(nóng)作物秸稈的綜合利用，對(duì)促進(jìn)湖南省農(nóng)業(yè)發(fā)展，繁榮農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，增加農(nóng)民收入等方面有著重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

低碳經(jīng)濟(jì)，是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開(kāi)發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。

秸稈的綜合利用是指在農(nóng)村生產(chǎn)系統(tǒng)中，以秸稈為起點(diǎn)，以解決資源短缺為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物多重循環(huán)、多層利用，從而提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)綜合效率的一種利用方式[3]。實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈的高質(zhì)清潔綜合利用是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

一、秸稈綜合利用現(xiàn)狀

（一）技術(shù)層面

1．農(nóng)作物秸稈還田技術(shù)。農(nóng)作物秸稈還田是補(bǔ)充和平衡土壤養(yǎng)分，實(shí)現(xiàn)改良土壤質(zhì)量的有效途徑[4]。目前小麥秸稈還田技術(shù)的主要實(shí)踐方式是在使用聯(lián)合收割機(jī)收割的同時(shí)，利用安裝在聯(lián)合收割機(jī)上的專(zhuān)門(mén)裝置同時(shí)粉碎秸稈，并拋灑在地表。另如常用的玉米秸稈還田技術(shù)有如下幾種，玉米成熟后，一是應(yīng)用玉米聯(lián)合收獲技術(shù)，在收獲玉米的同時(shí)直接實(shí)現(xiàn)秸稈還田；二是應(yīng)用玉米青貯收獲技術(shù)，在玉米摘除果穗或連帶果穗時(shí)直接進(jìn)行田間收獲玉米秸稈，粉碎后用作青貯飼料，進(jìn)行過(guò)腹還田；三是在人工摘除玉米果穗后，應(yīng)用秸稈還田機(jī)械將秸稈粉碎還田 [5]。

據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，還田玉米秸稈500kg，相當(dāng)于施用傳統(tǒng)土雜肥2 500kg。一年后土壤有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)提高0.05%~0.23%，全磷平均提高0.03%，速效鉀增加31.2mg/kg。土壤容重下降0.03~0.16 g/cm3，土壤孔隙度提高2%~4%[6] 。堅(jiān)持多年秸稈還田的耕地，不僅可以提高磷肥利用率，同時(shí)還可以補(bǔ)充土壤中的鉀素，地力也可提高0.5~1個(gè)等級(jí)，實(shí)現(xiàn)平均增產(chǎn)幅度在10%以上。

2．農(nóng)作物秸稈飼料技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用主要以玉米秸稈的青貯加工為主，秸稈本身富含纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等非淀粉類(lèi)大分子物質(zhì)，直接作為飼料則營(yíng)養(yǎng)價(jià)值過(guò)低。只有利用微生物發(fā)酵技術(shù)，通過(guò)微生物代謝產(chǎn)生特殊酶的降解作用，把大分子物質(zhì)分解為小分子單糖或者低聚糖 [7]，才能增加其作為飼料的營(yíng)養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈的合理利用。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，實(shí)現(xiàn)了在飼料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不流失的情況下，使飼料最大限度的保持了青鮮多汁的特點(diǎn)，同時(shí)具有酸香味，牲畜比較愛(ài)吃，貯存時(shí)間長(zhǎng)。既可實(shí)現(xiàn)常年喂養(yǎng)牲畜的需要，又實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物秸稈的綜合利用，形成生態(tài)農(nóng)業(yè)的良性循環(huán)。

3．農(nóng)作物秸稈能源技術(shù)。即利用農(nóng)作物秸稈代替煤炭為燃料。利用的主要方式是秸稈氣化，如以玉米蕊、棉柴、玉米秸、麥秸等秸稈粉碎后為原料，在缺氧的狀態(tài)下經(jīng)過(guò)氣化設(shè)備（氣化爐）加熱、裂解，和碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最終生成CO、H2、CH4、CnH2n可燃?xì)怏w，這種混合的可燃?xì)怏w就是秸稈氣。然后經(jīng)凈化、除塵、冷卻、儲(chǔ)存加壓，再通過(guò)輸配系統(tǒng)送往用戶(hù)，用作燃料或生產(chǎn)動(dòng)力。通過(guò)秸稈氣化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活集中供氣，是實(shí)現(xiàn)秸稈高效率、高質(zhì)量利用的重要途徑。由于秸稈氣化的燃燒效率在70%~75%，比使用燃?xì)獾男矢叱?5%~20% [8]，也遠(yuǎn)高出直接燃燒秸稈的燃燒效率。

利用把農(nóng)作物秸稈轉(zhuǎn)化成能源的技術(shù)，生產(chǎn)各種清潔燃料，從而代替煤炭、石油和天燃?xì)獾热剂稀＜饶芴岣呓斩捓眯剩帜軠p少CO2等有害氣體的排放量，使秸稈的利用更為經(jīng)濟(jì)合理。

4．秸稈制板技術(shù)。該技術(shù)以玉米秸、麥秸等秸稈為原材料，綜合了物理、化學(xué)、電氣、機(jī)械等加工技術(shù)原理，利用高壓模壓機(jī)械設(shè)備，經(jīng)輾磨處理后的秸稈纖維與樹(shù)脂混合物在金屬模具中加壓成型，制成各種高質(zhì)量的低密度、中密度和高密度的纖維板材制品，具有廣泛的應(yīng)用范圍 [9]。

秸稈是高效、經(jīng)濟(jì)的輕工業(yè)、紡織業(yè)和建材業(yè)原料。用秸稈制成的墻板擁有保溫性、裝飾性等特點(diǎn)，秸稈板材制品具有高強(qiáng)度、抗腐蝕、防火性、不變形、不開(kāi)裂、美觀及價(jià)格低廉等特點(diǎn)。秸稈制板技術(shù)的推廣，對(duì)于緩解國(guó)內(nèi)木材供應(yīng)不足和需求居高不下的局面、節(jié)約有限森林資源、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

同時(shí)，秸稈制板技術(shù)能充分利用麥秸稈、玉米秸稈等農(nóng)產(chǎn)品殘余纖維，變廢為寶，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的附加值和科技含量，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，優(yōu)化農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。另外，利用秸稈制板技術(shù)實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物，可以大大減少農(nóng)村每年焚燒秸稈引起眾多問(wèn)題，諸如影響耕地酸堿平衡、煙霧影響交通安全、廢氣污染空氣等。

（二）實(shí)際應(yīng)用層面

1．直接還田。農(nóng)村秸稈還田普遍是直接還田，這種簡(jiǎn)單的還田模式會(huì)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)很多隱患，如許多帶病秸稈如果不經(jīng)過(guò)滅菌處理直接還田，極容易造成病蟲(chóng)害的大規(guī)模蔓延，危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2．秸稈飼料加工水平低。秸稈在農(nóng)村加工成飼料的水平較低，普遍采用很初級(jí)的加工。同時(shí)由于大量的勞動(dòng)力涌入城市，農(nóng)村勞動(dòng)力的缺乏導(dǎo)致秸稈的收集比較困難，農(nóng)村現(xiàn)有的剩余勞動(dòng)力無(wú)法完成秸稈的收割、運(yùn)輸?shù)润w力活，從而難以實(shí)現(xiàn)秸稈綜合利用加工成飼料。

3．秸稈能源利用粗放。秸稈氣化是農(nóng)作物秸稈通過(guò)氣化爐的加工處理最終生成含一氧化碳、氫氣、甲烷等混合氣體的可燃?xì)怏w，是一種清潔燃料。但由于該方法前期投入較大，同時(shí)受到收集、運(yùn)輸秸稈等條件的制約，可行性不強(qiáng)，在湖南省農(nóng)村的利用方式主要是直接燃燒。

4．工業(yè)利用有限。工業(yè)原料將秸稈作為工業(yè)生產(chǎn)的原料，用于造紙、板材、器皿、包裝用品、建筑材料等生產(chǎn)加工所需要的基礎(chǔ)材料，但是這種企業(yè)的規(guī)模往往很小，消耗秸稈有限，同時(shí)也受到收集、運(yùn)輸堆放等條件的制約。

二、秸稈綜合利用存在的問(wèn)題

1.認(rèn)識(shí)不足，推廣力度有限。中國(guó)七千多年的農(nóng)業(yè)發(fā)展史，秸稈一直被看做是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者普遍存在重糧食生產(chǎn)、輕秸稈利用的傳統(tǒng)觀念。隨著時(shí)代的發(fā)展，稻麥秸稈被作為家用燃料已經(jīng)減少，而作漚制肥料費(fèi)工費(fèi)力也不劃算。相當(dāng)一部分農(nóng)民認(rèn)為秸稈焚燒后的草木灰也是鉀肥，既省事又方便。所以盡管政府采取了種種措施禁止焚燒秸稈，但由于多數(shù)農(nóng)民看問(wèn)題僅從眼前的利益出發(fā)，加之收集秸稈和勞動(dòng)成本不成比例的現(xiàn)實(shí)，仍有很多秸稈被廢棄或焚燒。另外，有關(guān)部門(mén)對(duì)秸稈還田政策研究不夠，缺乏行之有效的政策引導(dǎo)和制度約束。部門(mén)之間也未能形成真正的合力，環(huán)保部門(mén)從環(huán)境角度講禁燒，農(nóng)業(yè)部門(mén)從避免焚燒角度講“麥套稻、稻套麥”推廣直播技術(shù)。農(nóng)機(jī)部門(mén)從秸稈的轉(zhuǎn)化升值和新機(jī)具推廣談綜合利用和機(jī)械化還田，力量單一。

2.資金投入不足。秸稈綜合利用的主要工具都是機(jī)械設(shè)備，前期投資大，且由于農(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)間關(guān)系，設(shè)備的利用程度低，收益比較慢，影響了機(jī)械化利用的推廣。同時(shí)，國(guó)家對(duì)秸稈綜合利用尚未形成有效的投入保障機(jī)制。農(nóng)民成為秸稈綜合利用的投入主體，從而造成布局分散、經(jīng)濟(jì)實(shí)力弱等缺陷。對(duì)于秸稈綜合利用機(jī)械化技術(shù)推廣這種涉及農(nóng)業(yè)全局性、公益性的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程，社會(huì)效益、生態(tài)效益皆好，而短期直接經(jīng)濟(jì)效益不太明顯。且目前由于各級(jí)政府有關(guān)部門(mén)對(duì)推廣秸稈綜合利用機(jī)械化技術(shù)重視不夠，這些方面的投入還遠(yuǎn)不能適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要，優(yōu)惠政策和扶持力度相對(duì)不足，制約了農(nóng)民采用機(jī)械化技術(shù)綜合利用秸稈的積極性，影響了秸稈綜合利用機(jī)械化技術(shù)的進(jìn)一步推廣。

3.未形成產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)的利用格局。在秸稈綜合利用，當(dāng)前，湖南省已經(jīng)基本形成擁有秸稈—飼料—養(yǎng)殖；秸稈—菌肥—種植；秸稈—紙漿—紙產(chǎn)品；秸稈—板材—建筑材料；秸稈—食用菌等產(chǎn)業(yè)鏈的整體格局。但是，這種將秸稈綜合利用作為產(chǎn)業(yè)化來(lái)發(fā)展的應(yīng)用在湖南省個(gè)別地方并沒(méi)有得到深入普及，以企業(yè)化、市場(chǎng)化管理模式來(lái)經(jīng)營(yíng)秸稈氣化站、秸稈制板廠等的進(jìn)展很不顯著。

三、措施

1.加強(qiáng)推廣的力度和廣度。推廣秸稈綜合利用在農(nóng)村的普及程度的關(guān)鍵是給秸稈找出路，只有讓廣大人民群眾真正了解到秸稈綜合利用的種種優(yōu)勢(shì)，才能實(shí)現(xiàn)秸稈變廢為寶，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。湖南省各縣市農(nóng)業(yè)宣傳部門(mén)應(yīng)該定期組織秸稈綜合利用的技術(shù)推廣人員深入各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村街，采取形式多樣、簡(jiǎn)明易懂又不乏趣味的宣傳方式進(jìn)行宣傳指導(dǎo)。宣傳小麥、玉米等生物秸稈還田的好處，及時(shí)解決農(nóng)民在秸稈綜合利用實(shí)際操作中遇到的技術(shù)和設(shè)備問(wèn)題，真正使秸稈還田技術(shù)婦孺皆知，達(dá)到有效推廣的效應(yīng)。

2.加大資金投入。政府部門(mén)和各基層單位的資金支持和政策扶持是實(shí)現(xiàn)秸稈綜合利用的重要保障，應(yīng)該堅(jiān)持“誰(shuí)投資、誰(shuí)受益”的原則。由政府主導(dǎo)，有效拉動(dòng)企業(yè)、社會(huì)和農(nóng)民投入，逐步形成多層次、全方位、多渠道的多元投資機(jī)制。各地方基層單位要充分運(yùn)用國(guó)家、省、市用于秸稈綜合利用的資金，發(fā)揮財(cái)政資金“四兩撥千金”的作用，用效益吸引企業(yè)和農(nóng)民主動(dòng)參與該項(xiàng)目建設(shè)。如秸稈氣化站前期建設(shè)雖然需一定的投人，但長(zhǎng)期來(lái)看，效益明顯。一般1kg秸稈就可產(chǎn)2m2秸稈氣，一般家庭全年需1 000多公斤秸稈。如果能夠組織到200戶(hù)農(nóng)民建一個(gè)氣化站，基本就能夠做到盈虧平衡，如果能夠引導(dǎo)更多的農(nóng)戶(hù)集體建立一個(gè)氣化站，則規(guī)模效益更加明顯。

一方面，政府應(yīng)該出臺(tái)更多的秸稈綜合利用的扶持政策。支持企業(yè)、集體和個(gè)人發(fā)展秸稈綜合利用有關(guān)產(chǎn)業(yè)，鼓勵(lì)發(fā)展如秸稈沼氣、秸稈栽培食用菌、秸稈肥料、秸稈燃料技術(shù)等。對(duì)于與秸稈綜合利用有關(guān)的項(xiàng)目，有關(guān)部門(mén)應(yīng)該積極立項(xiàng)，迅速審批。另一方面，應(yīng)該推行秸稈綜合利用補(bǔ)貼政策。對(duì)購(gòu)置玉米聯(lián)合收獲機(jī)、秸稈還田機(jī)、青貯收獲機(jī)、小麥秸稈切碎機(jī)、秸稈撿拾打捆機(jī)等秸稈綜合利用機(jī)械的農(nóng)戶(hù)給予每臺(tái)機(jī)械購(gòu)機(jī)價(jià)格一定比率的補(bǔ)貼 [10]。

3.建立湖南省秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)策略。產(chǎn)業(yè)化是中國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本趨勢(shì)，也是發(fā)展低碳循環(huán)農(nóng)業(yè)的重要途徑。秸稈利用產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵是多渠道、多形式的籌措發(fā)展資金，并結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)培育龍頭企業(yè)和優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)有利于秸稈綜合利用機(jī)械化技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用，便于區(qū)域內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)之間的耦合，同時(shí)，循環(huán)型農(nóng)業(yè)的發(fā)展也會(huì)加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化升級(jí)，兩者相互之間協(xié)同發(fā)展，必將促進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

農(nóng)村秸稈綜合利用的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)該以科技為依托、市場(chǎng)為導(dǎo)向、效益為中心，按照產(chǎn)、供、銷(xiāo)，種、養(yǎng)、加工，工、農(nóng)，科、教全方位多層次，實(shí)現(xiàn)各個(gè)方面的一體化經(jīng)營(yíng)原則，把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)秸稈利用的各個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)成統(tǒng)一的利益共同體。實(shí)施秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)，離不開(kāi)生產(chǎn)的規(guī)模化、專(zhuān)業(yè)化，布局的區(qū)域化，經(jīng)營(yíng)的一體化、服務(wù)的社會(huì)化、管理的企業(yè)化，這些都是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化的必備條件。

龍頭企業(yè)是秸稈初加工、深加工產(chǎn)業(yè)化的重要紐帶。秸稈收集來(lái)源多而雜，各農(nóng)戶(hù)的信息來(lái)源、銷(xiāo)售能力和市場(chǎng)應(yīng)變能力有限，只有依靠多個(gè)龍頭企業(yè)將散戶(hù)聯(lián)系起來(lái)，形成統(tǒng)一的利益共同體。按照基地+企業(yè)+技術(shù)+散戶(hù)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式，由風(fēng)險(xiǎn)承受能力強(qiáng)的企業(yè)來(lái)負(fù)責(zé)信息、運(yùn)輸、銷(xiāo)售、市場(chǎng)運(yùn)作等問(wèn)題，由基地發(fā)揮人員培訓(xùn)、技術(shù)、宣傳等功能，打造成以散戶(hù)為載體，企業(yè)為紐帶，市場(chǎng)化運(yùn)作的秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，實(shí)現(xiàn)秸稈規(guī)模利用的多贏局面 [11]。

4.政策建議。中國(guó)支持發(fā)展新能源的財(cái)稅政策體系，具體的扶持政策包括四個(gè)方面：通過(guò)建立風(fēng)險(xiǎn)基金，實(shí)施彈性虧損補(bǔ)貼；秸稈能源化利用補(bǔ)助資金；示范補(bǔ)助；稅收優(yōu)惠。在目前的電價(jià)和稅收政策下，生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)增值稅實(shí)際稅負(fù)約11%，遠(yuǎn)高于火力發(fā)電（6%~8%）和小水電（3%）稅負(fù)水平[12]。因此，國(guó)家應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)企業(yè)秸稈能源化項(xiàng)目的政策性扶持力度。在現(xiàn)有政策扶持有限的情況下，應(yīng)輔助以其他比如專(zhuān)項(xiàng)補(bǔ)助措施等。鼓勵(lì)和支持現(xiàn)有秸稈發(fā)電企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)，杜絕秸稈發(fā)電企業(yè)在成本的壓力下演變?yōu)槿济弘姀S。同時(shí)，應(yīng)該有步驟地將扶持范圍擴(kuò)大到秸稈綜合利用一系列相關(guān)的領(lǐng)域中，如秸稈堆肥、秸稈建筑新材料等領(lǐng)域。

國(guó)家應(yīng)給予適當(dāng)?shù)恼邇A斜，如提高補(bǔ)貼額度、建立購(gòu)置與秸稈綜合利用有關(guān)的機(jī)械化設(shè)備的信貸優(yōu)惠政策，調(diào)動(dòng)農(nóng)民使用秸稈利用機(jī)械、設(shè)備的積極性，做到有目的、有重點(diǎn)地引導(dǎo)秸稈綜合利用的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的有機(jī)結(jié)合。

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[責(zé)任編輯 安世友]