生物質秸稈綜合利用現狀與對策分析

李 忠

（金昌化學工業集團公司，甘肅 金昌 737000）

狹義來說，生物質是指農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素（簡稱木質素）、農產品加工業下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質[1]。作為一種可再生的生物質資源，木質纖維素不僅存量最為豐富，而且十分廉價。相關資料顯示，在世界范圍內，植物體干物質的生成量每年可以達到1.155×1 014 t[2]。我國擁有種類繁多的生物質資源，而且數量十分可觀。單說農作物秸稈，其每年產量高達8億t，差不多占生物質資源總量的50%。然而，受傳統生產方式和生活習慣的影響，目前我國秸稈利用率只有30%，處理后再被利用的生物質秸稈資源也只占2.6%，相當數量的生物質秸稈資源被廢棄或焚燒，不僅造成資源浪費，還污染空氣。

1 生物質秸稈綜合利用現狀

1.1 秸稈能源化

秸稈具有發熱量高、有害氣體排放量少的特點，可以作為一種優質的生物質原料被能源化利用，這樣可以減少煤炭、石油、天然氣等不可再生能源的消耗。目前，我國秸稈的能源化利用方式主要包括：直燃供熱、氣化、液化和炭化。

1.2 秸稈飼料化

秸稈體內的有機物質占農作物一半，因此秸稈的營養價值很高，可以用作畜用飼料。然而，秸稈體內存在大量難以消化的木質素、纖維素以及半纖維素等物質，直接作為飼料食用不僅會產生嚴重的粗硬感，也不利于牲畜消化。為了滿足牲畜的生長需求，人們現已通過物理處理法、化學處理法以及微生物發酵等方法對秸稈進行處理。

1.3 秸稈肥料化

農作物秸稈的養分價值十分高，因此它是良好的肥料資源。秸稈的肥料化主要是利用秸稈還田的方式達成的。在秸稈還田以后，其可以有效補充并平衡土中的養分，還能在一定程度上提高土壤中有機質的含量，從而改善土壤的肥力以及土壤團粒的結構，以實現減少化肥用量、增加農作物產量的目的。

1.4 秸稈原料化

對于農業生產所需設施、工業材料、日常生活用品以及建筑物等，秸稈都可以作為原料被利用，這對于高效利用秸稈、實現秸稈的產業化有積極作用。

1.5 秸稈基料化

在培養食用菌時，為了獲得足夠的養料，人們會用到大量木屑。秸稈資源豐富、價格便宜，其自身含有豐富的木質素和纖維素等有機物，所以，在一定程度上秸稈是木屑很好的替代品。

2 生物質秸稈綜合利用策略與展望

2.1 深化并優化秸稈資源的利用方式

就我國秸稈資源利用現狀來看，秸稈主要作為肥料而用于農業生產。現階段，這種方式可以說是全面推進秸稈綜合利用中最現實、最經濟的路徑。為了進一步實現對生物質秸稈的綜合利用，人們必須進一步深化和優化秸稈資源的利用方式。因此，在直接還田、堆肥還田和過腹還田的秸稈利用過程中，人們應探索工業化、批量化、規模化的升級利用方式，實現秸稈等生物質資源的深度還田和綜合利用，徹底解決目前秸稈還田利用受限、焚燒造成對環境的二次污染等問題。為了從根本上消除秸稈等生物質資源的面源污染和低質化利用的窘境，實現變廢為寶、化害為利的資源綜合高效利用目標，人們可以從以下四個方面著手。

一是努力探索和拓展秸稈能源化的利用方式，全面提升生物質秸稈能源的利用效率。對于低海拔地區，可以大力推進秸稈沼氣池的應用；對于高海拔地區，可以全面推廣和普及秸稈氣化爐的運用。另外，人們應當全面借鑒并學習秸稈技術相對優秀地區在秸稈能源化發展和能源化利用等方面所具備的成熟經驗以及先進技術。

二是不斷深入探尋利用秸稈造紙和利用秸稈生產板材的路徑，進一步開拓和完善秸稈裝飾品、編織品以及工藝品市場，科學、有效利用秸稈進行木糖醇以及活性炭等物質的生產，大力推廣和發展秸稈培植技術。

三是全面推進和深化“以秸代糧，用秸換肉”的生物質秸稈利用策略。一方面，應當有效結合堿化、熱噴以及發酵等先進技術，進一步推進秸稈飼料的深加工。同時，應科學利用和推廣秸稈機械揉搓絲化技術，通過種植業的發展帶動畜牧業的發展，并通過畜牧業的發展促進種植業的發展。

四是利用秸稈炭化制肥工藝，實現秸稈資源的深度綜合利用。生物質炭化技術在國際、國內已經有了很多年的研究和開發，在國家大力發展有機肥料和有機種植的大趨勢下，生物質炭化技術近兩年來取得了突飛猛進的發展。三聚環保是一家生產石油化工和煤化工脫硫劑、凈化劑等助劑和催化劑的專業環保型企業，同南京農業大學共同開發出生物質炭基肥料。通過兩年來全國范圍內的田間對比試驗示范驗證，其具有顯著的增產效果，在提高土壤有機質含量、增加團粒結構、緩解土壤板結、改良鹽堿土壤方面有獨特的功效。同時，經過中溫絕氧炭化后的秸稈等生物質材料具有納米級的多微孔結構，在制肥的過程中能夠有效地螯合礦物質元素，使生物質炭基肥具有緩釋和優良的保水性能。由于采用特殊的生產技術，生物質炭基肥料還兼具殺蟲、抗病蟲害的功效，使用后的作物具有抗旱、抗倒伏等優良的抗逆特性。它受到廣大種植戶的青睞，成為新型肥料中的新寵，助推了秸稈等生物質資源綜合利用產業的迅猛發展。

2.2 發展不同的綜合利用模式

針對秸稈綜合利用的模式而言，人們應當盡可能實現秸稈在農業生產過程中的多級利用，使秸稈在經過一系列轉化后所形成的終極產物能夠通過有機肥或者農家肥的方式再次回歸農田。結合我國農業生產存在的地域差異，根據我國農業生產的實際經驗，筆者認為，秸稈綜合利用的模式主要有五種。

一是通過“畜—沼—肥”模式實現生物質秸稈的綜合利用。這種模式主要是針對畜牧業為主的農村。在養殖過程中，農民將秸稈作為資源進行充分利用，可以減少飼料用糧，隨著沼氣的應用，還可以有效保護森林資源。所以，“畜—沼—肥”生物質秸稈的綜合利用模式可謂實現了經濟效益和生態效益的雙贏。

二是通過“糧—沼—茶”模式實現生物質秸稈的綜合利用。這種模式主要是針對茶葉主產區。秸稈在沼氣池中被發酵以后所形成的沼液與沼渣都是促進茶樹生長的有機肥，并且，沼液對于某些病蟲害的發生還有很好的預防作用。因此，“糧—沼—茶”生物質秸稈的綜合利用模式對于促進有機茶產業的發展起到十分重要的作用。

三是通過“糧—沼—蔬”模式實現生物質秸稈的綜合利用。這種模式主要是針對城郊地區的農村。城郊地區通常承擔城市肉制品、糧食以及蔬菜的供應，因此，應該大力推進沼氣池的建設，保證農村能源的清潔，提升綠色食品的品質。

四是通過“糧—畜—肥”模式實現生物質秸稈的綜合利用。這種模式主要是針對以旱糧作物為主的地區。在農業生產過程中，畜牧養殖業占據十分關鍵的位置，而秸稈資源對于養殖業可以起到良好的服務效果。“糧—畜—肥”生物質秸稈的綜合利用模式，對于秸稈的高效、合理利用具有積極作用。

五是通過“炭—肥—糧”模式實現秸稈的高質化綜合利用，達到提高地力水平、農民增收的目標。這種模式主要針對大量高桿作物連片大面積種植的糧油主產區，如東北平原、華北平原等。其主要采用專業的設備和技術，將秸稈等生物質資源進行炭化處理，將經過中溫炭化后的生物質炭制成生物質炭基肥，實現秸稈還田的目標。經過近年來的發展和大面積推廣，該模式實現了秸稈深度還田、提高地力水平和農作物品質的目的，增產效果明顯，農民豐產又增收。在炭化過程中，副產的秸稈油又成為煤化工的基礎原料，秸稈氣可以作為農民采暖供熱的有效熱源，實現了生物質資源的高效綜合利用。

2.3 加強秸稈利用技術引進、研發與推廣，完善相關配套產業

目前，充分挖掘農業內部增收的潛力已經成為我國解決“三農”問題和縮小城鄉差距的重要措施之一。為此，以農民為主體組建的不同形式的農業企業已經成為我國農業發展的重點對象。秸稈的深加工以及相關配套產業的完善不僅是未來農業建設的重要內容，也是緩解化石燃料短缺、全面發展低碳經濟的必經之路。

結合現代科技，努力實現秸稈的規模化種植、養殖，是獲取秸稈生產最大效益的必要手段。目前，我國某些地區已經出臺相關政策，大力鼓勵有關企業全面發展和利用秸稈發電裝備、秸稈收集儲運設備、秸稈炭化氣化設備以及秸稈乙醇和生物質油的加工設備等。一些具備足夠條件的地區，已經建設了相關應用設備的示范性項目和示范性工廠，這為發展秸稈能源的經營管理市場奠定了堅實的基礎，也為開拓新的秸稈能源使用市場提供了條件。

3 結語

我國具有豐富的生物質秸稈資源，但是目前其利用率較低。因此，人們必須結合現代科學技術，積極探索、拓展和推廣不同的綜合利用模式，全面提高生物質秸稈的綜合利用效率。

1 中華人民共和國農業部.NY/T3041-2016 中華人民共和國農業行業標準——生物炭基肥料[S].北京：中國農業出版社，2017.

2 田 飛，茍正貴，陳 穎．黔中、黔北地區玉米秸稈再利用調查與分析[J].貴州農業科學，2007，35（3）：58-60．