哈爾濱市秸稈資源利用現狀及問題初探

于清濤， 李 贊

(哈爾濱市農業科學院，黑龍江哈爾濱 150029)

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哈爾濱市秸稈資源利用現狀及問題初探

于清濤， 李 贊

(哈爾濱市農業科學院，黑龍江哈爾濱 150029)

摘要農作物秸稈是一種寶貴的生物資源，有極高的利用價值，然而目前秸稈資源的利用現狀令人堪憂。該研究主要介紹了哈爾濱市秸稈利用的傳統方式以及綜合利用的新途徑，闡述了秸稈資源高效利用存在的主要問題并進行剖析，提出了相應的保障措施。

關鍵詞秸稈；綜合利用；保障措施

秸稈是農作物的重要副產物，占作物生物總量的50%左右，富含有機質以及氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等多種營養物質，是一類極其豐富、能夠直接利用的可再生有機資源。然而，由于利用不善，秸稈資源成為人們的負擔，大量難以利用的秸稈集中焚燒成為秋冬霧霾天氣的重要成因。深入了解哈爾濱市農村秸稈資源利用現狀，尋找問題的根源并提出行之有效的對策建議，破解秸稈資源綜合利用的難題，將促使哈爾濱市農業在可持續發展道路上邁出至關重要的一步。筆者對哈爾濱市秸稈資源現狀、傳統處理方式和利用新途徑進行介紹，以期高效利用秸稈資源。

1哈爾濱市秸稈資源現狀

哈爾濱市是我國重要的商品糧生產基地，秸稈主要來源于玉米、水稻、大豆等糧食作物。以2014年為例，哈爾濱市共種植玉米113.33萬hm2、水稻63.87萬hm2、大豆13.60萬hm2，糧食總產量超過175億kg,根據農作物產量和各種農作物的草谷比，可估算出該市秸稈產量，即秸稈理論資源量=農作物產量×草谷比。按照玉米草谷比為2.0、水稻草谷比1.0、大豆草谷比1.5估算，哈爾濱市三大作物秸稈資源遠超2 000萬t[1]。如何結合農業結構調整方向、保護生態環境和發展農業循環經濟等因素，將豐富的秸稈資源因地制宜地進行科學合理的分配并綜合利用，已成為當前亟待解決的重大課題。

2傳統秸稈處理方式

目前哈爾濱市農村秸稈利用基本停留在粗放式的初級階段，主要用于生活燃料或直接作為家畜飼料，極少部分進行秸稈還田，其余廢棄、焚燒，不僅對經濟貢獻率偏低，而且嚴重破壞生態環境[2]。

2.1用作農村生活燃料農村生活燃料是秸稈的主要利用方式，雖然爐灶加火炕的直燃模式熱效率非常低，但其具有經濟實用的優勢因而短期內難以被完全取代。目前，隨著農民生活水平的提高，知識結構的改善及對生活品質追求的不斷提高，衛生、安全、快捷的各類燃氣已經逐漸取代秸稈，特別是隨著新農村建設和城鄉一體化進程的推進，農作物秸稈作為農村生活燃料的用量將呈現逐年減少的趨勢。

2.2用作家畜飼料自然條件下的農作物秸稈，粗蛋白含量低，品質不佳；粗纖維含量高，含有大量不易被家畜消化的木質素[1]；有些秸稈質地粗硬，適口性差，采食率極低。秸稈飼料在自然狀態下是一種劣質飼料，營養價值較低。近年來隨著農業機械化的快速發展，農民普遍依賴機械作業，大部分農民不養或很少飼養牲畜，導致秸稈飼料用量下降。

2.3秸稈還田隨著農村燃料矛盾的緩解、經濟的發展、勞動力的轉移和農業機械化程度的提高，哈爾濱市秸稈直接還田的面積逐年擴大，并以秸稈機械粉碎深翻還田技術為主[3]。該技術是以機械粉碎、破茬、深耕翻埋、耙壓等機械作業為主，將作物秸稈粉碎后直接翻埋入土。此方式作業質量好、秸稈處理量大，且成本低、生產效率高，是大面積以地養地、建立高產穩產農田的有效途徑之一。

秸稈還田可促進土壤有機質及氮、磷、鉀等含量的增加，具有提高土壤水分保蓄能力，改善土壤性狀，增加團粒結構等優點。研究表明，秸稈還田1a后，土壤有機質含量相對提高，全磷、速效鉀均顯著增加 ,土壤容重下降，土壤孔隙度增大，連續多年進行秸稈還田的耕地，不僅提高磷肥利用率和補充土壤鉀素的不足，地力也明顯提高[4]。因此，秸稈還田增肥增產作用顯著，既減少化肥的施用量和土壤板結，又提高作物產量；既節約成本，又促進作物增產。

哈爾濱市秋冬季節溫度低，土壤1 a中有6個月時間處于冰凍狀態，秸稈還田后到下一年春播前，很難完全腐爛，如果秸稈過長，容易影響作物扎根，甚至出現“吊根”情況，不利于作物生長。為了促進秸稈快速腐爛，或者即使沒有完全腐爛也能保墑且不影響春播，就需要調整秸稈粉碎長度[5]; 另外，因為微生物分解秸稈時與作物爭奪氮素，使土壤碳氮比失調，造成作物秧苗因缺氮而黃化、苗弱，生長不良。所以，秸稈還田后，需要在旋耕將粉碎的秸稈與土壤均勻攪拌前，施氫銨或尿素補充氮素[6]。還應科學控制秸稈還田的數量，確保土壤酸堿度適中和微生物平衡，并加強病蟲草害防治。

2.4就地焚燒哈爾濱市秸稈除上述用途外，大多直接在田間地頭焚燒。秸稈不經加工直接焚燒時，釋放出大量二氧化硫和可吸入顆粒物等，這些污染物是現階段亟需控制的大氣污染物。不僅如此，農業專家指出焚燒秸稈時釋放出的大量熱量，導致地面溫度迅速升高，直接導致土壤中的許多有益微生物死亡，而這些微生物可以幫助農作物從土壤中充分有效吸收養分[7]。可見秸稈簡單的就地焚燒直接降低了農田作物的質量和產量，降低了農業收益，是極不科學的做法。 然而對農民來說，對秸稈進行就地焚燒，相較于其他的處理方式，雖沒有太大收益，但無成本，且沒有約束條件，節約時間，是農戶處理過剩秸稈的首選方式。

3秸稈資源利用新路徑

哈爾濱市需要因地制宜地綜合利用農作物秸稈，開辟新途徑，重點開展秸稈發電或熱電聯產、秸稈飼料化、肥料化等多元化和特色化利用方式，立足農業，采取工業化理念和市場化思維，實施規模化經營，逐步取代傳統粗放式的秸稈處理方式。

3.1能源化煤、石油、天然氣、農作物秸稈生物質燃料被稱為“四大能源”，其中農作物秸稈生物質燃料是唯一一種可再生能源。經過集成加工后，秸稈產物的燃燒熱值明顯增加。相較于煤炭，秸稈顆粒還是清潔的可再生能源。因為秸稈平均含硫量遠低于煤，而且其灰渣富含鉀、鎂、磷和鈣等農作物生長必需的微量元素，因此充分燃燒后的秸稈可以全部作為肥料重歸耕地發揮作用[8]。

秸稈能源化利用模式作為解決秸稈資源浪費、避免環境污染的重要途徑之一，其利用技術主要包括秸稈發電、秸稈固化、秸稈氣化、秸稈沼氣、秸稈液化等。秸稈發電是以農作物秸稈為主要燃料的一種發電方式，它是秸稈優化利用的最主要形式之一；秸稈固化是通過機械設備將秸稈擠壓，壓縮成需要形狀，然后作為燃料直接燃燒，也可進一步加工成生物炭，普通煤燃燒效率約為60%，而秸稈固化后的燃燒效率超過80%[9]；秸稈氣化是以秸稈為原料，經過熱解和還原反應生成可燃性氣體，目前主要有秸稈氣化集中供氣和戶用的秸稈氣化爐2種應用形式，秸稈氣化集中供氣多以村屯為單位，利用秸稈氣化技術，集中生產秸稈燃氣，用管網分戶輸送，供應農戶做飯、取暖；秸稈沼氣是利用沼氣設備，采用中、高溫高濃度發酵工藝制取可燃氣體；秸稈液化技術是通過物理、化學、生物方法，使秸稈中的木質素、纖維素等轉化為醇類、可燃性油或其他化工原料。以秸稈作原料制造生物質乙醇，不但可生產再生能源，而且可減少溫室氣體排放，可作為汽油的替代能源。

秸稈能源化的大力推廣和應用不僅具有廣闊的市場前景，而且符合哈爾濱市發展低碳經濟以及新農村建設的要求，從“黑色”(石油、煤炭)能源向“綠色”(農作物)能源的轉變是實現可持續發展戰略的關鍵一步。

3.2飼料化哈爾濱市農村用作飼料的秸稈數量很少，牲畜養殖使飼料加工發展空間很大。應用機械設備將秸稈鍘切或揉搓到一定長度，添加適量尿素，保證合適水分，利用窖、池或者塑料袋等，進行黃貯、氨化、糖化等加工，熟化后提高飼料的適口性和消化率，提升了營養價值及飼料轉化率。加工后秸稈飼料碳水化合物、蛋白質、脂肪等營養成分含量提升幅度較大，消化能增加，與牧草相當。

3.3基料化農作物秸稈經加工可制成食用菌基料、育苗基料、花木基料、草坪基料等，目前以食用菌基料為主。生產食用菌后的基料富含營養，既能加工成飼料實現“過腹還田”，也可作為優質有機肥直接還田。

3.4原料化秸稈作為工業原料，主要應用于板材加工、造紙、建材、編織、化工及包裝材料等領域。秸稈替代木材制成建筑和裝修用的結構板、纖維板、復合板等，具有阻燃、防潮、隔音、不變形、不開裂、強度高等優點，且無環境污染。用秸稈和煤灰加工的秸稈板，保溫性、裝飾性和耐用性良好[10]。

4秸稈綜合高效利用存在的問題

4.1秸稈收、儲、運難度大，成本高從加工企業的角度來說，哈爾濱市農作物秸稈分布零散，且多分布于交通不發達的偏遠地區，為秸稈的大量收購帶來很大難度。此外，秸稈自身具有質地松散、密度低，體積大，易蟲蝕、霉變和腐爛，季節性強等特點，收集、存儲、運輸、防腐等成本明顯增加。以上因素嚴重制約了秸稈的綜合利用進程。

4.2秸稈收購價格缺乏吸引力，群眾意識欠缺秸稈資源產量巨大，與加工企業實際生產需求的局限性形成鮮明對比，供遠大于求，喪失了秸稈資源的稀缺性，其收購價格往往被壓得很低，很多農村青壯年外出打工，留守人口的勞動力有限，很難負擔秸稈的收集運輸工作，導致農民認為，與其花費時間和人工收集秸稈再低價賣出，不如直接焚燒。如果再將秸稈滯留田間耽誤的耕作時間和帶來的農業風險計算在內，農民的收益甚至為負值，且農民并不用為秸稈就地焚燒造成的環境污染付出代價[11]，這也是多數農民選擇就地焚燒秸稈的原因。雖然哈爾濱市政府及相關部門已經加強了監管處罰力度，但法不責眾的僥幸心理普遍存在，導致執法過程困難重重。

由于群眾缺乏秸稈能源意識、經濟意識和循環意識，對于秸稈綜合利用的社會效益、環境效益以及利用的新途徑等認識不到位，致使哈爾濱市秸稈利用相關技術的推廣與普及進展緩慢。

4.3農業配套機械嚴重不足農作物秸稈還田需要采用與之配套的機械設備作業。從20世紀70年代末開始，我國農機科技工作者在引進國外技術的同時，不斷進行根茬粉碎還田和整稈切碎還田機械化技術及機具的研究與應用。國內開發的產品主要是與中小型拖拉機配套使用的秸稈粉碎還田機具，這些機具對農業的增產增收發揮了重要作用，但也存在諸多問題，如秸稈還田機械機型種類繁雜、易損部件使用壽命短、動力傳遞不可靠、作業安全系數低、作業質量差等，有的只粉碎秸稈不能除掉作物根茬，或雖能除掉根茬，但秸稈粉碎后不能充分覆蓋，撒落在地表，影響播種和種子發芽，若秸稈粉碎和旋耕滅茬分2次作業，則會增加作業成本[12]，且機械設備的價格較高，先期投入大，還田作業時間存在局限性，收獲季節作業時間短，機械實際利用率很低，投資收回周期過長。目前哈爾濱市與秸稈還田相配套的農業機械還存在很大技術與數量缺口。

4.4秸稈加工企業技術及設備不足，投資回收周期長，產業化程度不高目前秸稈加工機械生產制造成本、生產效率及作業質量遠遠滿足不了市場要求，甚至大部分加工機械僅僅局限在秸稈粉碎、打捆等層次，嚴重制約了農村秸稈的有效加工利用。國外加工設備的自動化程度很高，設備的采購費用也非常高，由于價格因素及我國農村經濟現狀等原因，加工設備在我國難以普及。

秸稈綜合利用企業的一次性投資都較大，企業從工程項目建設中獲取的收益一般較低，投資回收周期長，此外受秸稈原料成本偏高的影響，秸稈綜合利用企業多處于微利經營狀態[13]。與此同時，哈爾濱市秸稈綜合利用項目建設用地、用電、排污費收取以及稅收等方面的優惠政策和落實還不到位。哈爾濱市秸稈綜合利用還處于起步階段，規模小、不集中，特別是大型的秸稈發電廠、秸稈沼氣站、秸稈氣化站等在大部分縣市還處于空白狀態，未能形成規模化、產業化。同時，秸稈綜合利用企業規模普遍較小，缺乏龍頭企業的帶動，加工轉化能力不高，企業化、市場化管理模式經營進展遲緩，造成哈爾濱市秸稈規模化生產企業不多，產業化程度需要進一步提高。

5秸稈綜合利用的保障措施

5.1建立健全秸稈收儲運輸體系秸稈原材料的充足供應是相關企業以及示范項目正常運行的有力保障，因此不斷健全和完善秸稈收儲運服務體系已成亟待解決的問題。根據哈爾濱市農業分散生產、小農經營的特點，可在機制創新上做文章。建立市場化推進的秸稈收集和物流體系，鼓勵發展農作物聯合收獲、撿拾打捆、儲存運輸全程機械化，建立和完善秸稈田間處理體系。在利用原有的糧食收儲機構人員和場地的基礎上，鼓勵有條件的地方和企業建設必要的秸稈儲存基地。

5.2加強科技研發力量針對哈爾濱市秸稈綜合利用項目中凸顯的相關技術不夠成熟、設備實用性差、綜合效益低等問題，哈爾濱市農村能源主管部門應進一步整合科研資源，將強大的科研力量投入到秸稈資源綜合利用的設備和技術研發中，例如與秸稈還田相配套的農業機械的優化、病蟲草害防治等技術指標的制定、能源化利用設備和技術改良等，并針對主要技術問題進行攻關，縮短技術熟化時間。通過不斷的完善和創新，降低企業生產成本，提供全面技術支撐，不斷擴大秸稈高效綜合利用比例，逐步推動產業轉型。

5.3以龍頭企業推動產業化進程龍頭企業是秸稈加工產業化的重要驅動力，在推動規模化生產、打造秸稈轉化產業鏈、完善市場流通機制等方面發揮著重要作用。個體農戶和農村集體經濟組織的資金規模、市場信息來源和銷售渠道有限，依靠龍頭企業將散戶聯系起來，按照聯結的運轉模式，風險承受能力強的企業來負責信息、運輸、銷售、市場運作等環節，農技推廣部門負責人員培訓、技術指導及宣傳等環節，打造成以農戶為載體、企業為紐帶的完整產業鏈，實現多方共贏。

5.4政府加大資金及政策扶持力度實現秸稈綜合利用必須調動社會各界力量[14]，建立健全財政投入、金融貸款及社會融資等渠道相結合的多元化資金投入機制。特別要加大重要秸稈資源綜合利用技術的研發和產業化示范項目的投入力度。另外，政府要對秸稈收儲運等環節給予一定的財政補貼，提高農民的積極性，也緩解企業的資金壓力。應進一步完善對國家需要重點扶持和鼓勵發展的秸稈能源生產企業的稅收優惠政策，以解決秸稈產業化成本偏高的突出問題，為企業的發展搭建一個良好的投資與發展平臺。

5.5加強秸稈綜合利用的宣傳教育工作秸稈綜合化利用推廣在哈爾濱市剛剛起步，基本處于示范階段，廣大干部群眾對其缺乏必要的了解和認識。因此，要充分發揮廣播、電視、報紙等大眾傳播媒體的輿論引導作用，提高公眾對秸稈高效利用的認識水平和參與意識。通過召開現場會、組織參觀學習、開展技術培訓、進行效益對比等多種形式，引導農民更新觀念，追求健康文明的生活方式，為秸稈高效綜合利用的推廣打下堅實的群眾基礎。

因勢利導哈爾濱市豐富的秸稈資源，通過燃料化、飼料化、肥料化、基料化等方法進行科學合理的有機結合，在強大的科技力量支撐下，形成多層次、多途徑、跨行業綜合利用的模式，開辟出一條綠色發展的新道路，為農業的可持續發展探索新方向、譜寫新篇章。

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作者簡介于清濤(1977- )，男，黑龍江富錦人，高級農藝師，碩士，從事水稻育種和栽培技術研究。

收稿日期2016-05-07

中圖分類號S 216.2

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)16-054-03

Preliminary Discussion on the Straw Resources Utilization and Problems in Harbin City

YU Qing-tao, LI Zan

(Harbin Academy of Agricultural Sciences, Harbin, Heilongjiang 150029)

AbstractCrop straw is a kind of precious biological resources with extremely high utilization value. However, the utilization status of straw researces confoundes fears at present. In this research, we mainly introduced the new pathway of comprehensive utilization and the traditional method of straw utilization in Harbin City, and elaborated the main problems restricting the efficient utilization of staw resources. Relevant countermeasures were put forward.

Key wordsStraw; Comphrehensive utilization; Countermeasures