濱州市農作物秸稈綜合利用技術及優選分析

李甲亮 石陽

摘 要：濱州市耕地面積46.53萬hm2，種植結構以小麥、玉米、棉花為主，理論秸稈產量約580萬t/a，主要利用方式包括肥料化（70%）、飼料化（20%）、燃料化+基料化+原料化（10%）等。結合當地實際，優選出了小麥/玉米秸稈“青貯飼料+秸稈還田”、棉花秸稈“生物質顆粒燃料+生產原料”、零散秸稈“沼氣/沼渣+有機肥”為主的綜合利用模式，分析了秸稈綜合利用的長效機制。

關鍵詞：農作物秸稈 綜合利用 優選

中圖分類號：S38 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（c）-0112-04

Abstract： The area of arable land in Binzhou City is about 465，300 hm2， and the crop cultivation structure is dominated by wheat， corn， and cotton， which theoretical crop straw resource is about 5.8 million t/a. The main ways of straw utilization include fertilization（70%）， feedstuf（20%）， fuelization+substrate+raw materials（10%）. Combining the local reality， the mainly comprehensive utilization model such as "silage feed + straw ploughing under the field"mode for wheat/corn straw， the "biomass particle fuel + as production raw materials" mode for cotton straw， and the"biogas / biogas residue + organic fertilizer" mode for scattered straw were recommended， which put forward the long-acting mechanism of comprehensive utilization of straw.

Key Words： Crop straw； Comprehensive utilization； Optimization selection

農作物秸稈是一種重要的生物質能源和飼料資源。據測算，每生產1t玉米（小麥）可產1.5-2t（1t）噸秸稈。干秸稈含有約5%和30%質量比的蛋白質、纖維素，以及鈣、磷等多種礦物質；燃燒值約為標準煤的50%，營養價值約為糧食的25%[1]。秸稈綜合利用能避免夏秋季節秸稈焚燒（其對當地大氣PM2.5的年平均貢獻率超過30%）。本文通過對農作物秸稈綜合利用技術的適用性分析，探討適合濱州市實際的秸稈綜合利用模式，為秸稈綜合利用提供有益借鑒。

1 濱州市農業環境概況

濱州市位于山東北部黃河三角洲沖積平原腹地，多年平均降水量575mm，且多集中在7～9月，年蒸降比較高；人均水資源占有量僅320m3，是全國水資源人均占有量的14%，為典型缺水城市[2]。地勢西南高東北低，自然比降為1/2000～1/800，平均海拔<13m，地下水礦化度>20g/L，鹽漬化土地面積約占60%。2017年，濱州全市耕地面積46.53萬hm2（約698萬畝），其中糧食、棉花和蔬菜瓜類種植面積分別為784.04萬畝（小麥玉米輪作）、60.4萬畝和80.5萬畝。

2 濱州市秸稈利用現狀

2.1 秸稈利用技術特點

2.1.1 秸稈還田用作肥料

包括秸稈粉碎還田、堆漚還田和生物菌快速腐熟還田三種實施方式，其中機械粉碎直接還田應用較廣。2017年，濱州市小麥秸稈粉碎還田385.4萬畝，秸稈撿拾打捆8.2萬畝，收集秸稈達2.46萬噸。生物菌快速腐熟技術也在濱州得到應用，例如惠民縣建設3500畝秸稈生物反應堆技術標準化應用區，年利用腐熟作物秸稈3500萬kg。2017年，全市要求1/3以上的農業鄉鎮建成利用秸稈制作有機肥基地，2018年農業鄉鎮全部建成秸稈制作有機肥基地。

2.1.2 鮮秸稈用作青貯飼料

用作畜牧養殖飼料是秸稈利用的一大領域，特別是青貯飼料，在陽信縣大型養牛場等重點農業大縣得到應用；鼓勵實施“秸稈→飼料→養殖→制沼→沼渣還田”的循環利用模式。根據2012年統計，濱州市永久青貯池總數7615個，總容積達到150萬m3，秸稈青貯能力93萬t[3]。

2.1.3 秸稈加工制作燃料

（1）秸稈固化：用作生物質電廠或生物質鍋爐燃料。

生物質顆粒是在常溫條件下，利用壓輥和環模將秸稈等原料進行冷態致密成型加工制成的棒狀、粒狀、塊狀成型燃料，成型后的顆粒密度達1.1～1.3t/m3，方便儲存、運輸，能量密度與中質煤相當，且燃燒性能大大改善，非常適合于生物質發電、生物質鍋爐、農村新型燃料。同時，每噸小麥秸稈能賣200～240元能，能實現農民增收。據2012年統計，濱州市已可年產秸稈固化燃料20萬t，可為農民帶來4000萬元的經濟效益。

（2）秸稈液化：用作生物乙醇生產原料。

秸稈液化包括常溫常壓催化制生物油技術和制生物乙醇技術。濱州市利用多地優勢，實施種植甜高粱生產燃料乙醇。甜高粱被稱作“二代甘蔗”，具有再生能力強、抗旱澇和耐鹽堿（鹽度0.5%～0.9%）等特性，每公頃產莖稈45～60t，可生產乙醇1250-5625L。2006年全市規模化種植甜高粱已近6萬畝，濱州市陽信縣光華生物能源集團有限公司等已建成甜高粱種植+制乙醇中試一體化示范工程。

（3）秸稈氣化：利用秸稈生產燃氣或沼氣。

秸稈氣化包括化學法制生物燃氣和微生物法制沼氣。山東省科學院能源研究所已經研發成功利用麥草二步法氣化技術制燃氣技術，燃氣熱值約8000kJ/Nm3，但目前在濱州還未探索。近年來，濱州市以每年至少建設5000個的速度發展農村厭氧發酵沼氣池，沼氣凈化后，用于民用燃氣、汽車加氣、社區供氣及工業用氣，同時，還可聯產有機沼渣肥料。

2.1.4 秸稈用作食用菌培養基料

食用菌養殖是濱州市的傳統優勢產業，全市現食用菌投料量26.3萬t，年產量達到25萬t。開發了利用秸稈栽培高溫白平菇、低溫黑平菇技術，整玉米秸栽培大球蓋菇高產技術及棉柴栽培雙孢菇技術，項目覆蓋區年投料量達到了620萬kg。其中，惠民縣發展秸稈養殖食用菌3000畝，年有效轉化利用農作物秸稈1.5萬t，形成了秸稈栽培食用菌—菌渣還田的現代循環農業產業。

2.1.5 秸稈用作其它原料

秸稈還可用作造紙、手工草編、塑木、糠醛等生產原料。例如，沾化縣造紙企業每年消耗秸稈10萬t左右；博興縣利用秸稈手工編織工藝品出口創匯；鄒平縣利用秸稈生產糠醛、醋酸乙酯、糠醇、乙醇等有機化工產品。秸稈還可應用到合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、合成醫藥和農藥、合成燃料以及食品工業、國防工業等方面。

2.2 濱州市秸稈利用現狀

濱州市農作物秸稈主要來源于小麥、玉米、棉花，占秸稈總量的94.52%，理論秸稈量約為580萬噸。秸稈利用方面，2017年，用作肥料化70%，飼料化20%，其它10%（燃料化4.5%，菌類基料化4.5%，其它原料化1%），見圖1。

以2011年為例，當年秸稈實際綜合利用率平均88.33%，其中機械化秸稈還田用作肥料是主要方式。不同作物秸稈生產量、利用量和還田情況見表1和圖2。

例如，無棣縣是濱州市典型農業縣，農作物常年種植面積120萬畝左右。2015年，該縣小麥機收秸稈還田綜合利用率達99.48%；企業建有5處共17500立方米玉米秸稈青貯池，年利用玉米秸稈1.715萬噸；通過山東京能秸稈發電廠、西小王鎮生物質能源棉柴壓塊廠、佘家鎮李管莊村棉柴壓塊廠、用作造紙廠原料等方式實現秸稈其它綜合利用。

3 秸稈綜合利用問題解析

3.1 農民對秸稈利用認識不足

農民對秸稈資源化利用的認識程度不高，對秸稈綜合利用各種模式了解不夠，因此，地方農業部門的引導至關重要，需要配套相關科學的利用知識。

3.2 秸稈還田利用占比偏高

秸稈還田能實現土壤有機質每年提高0.05%～0.1%，改善土壤物理性狀，抑制雜草生長、作物病害，可以總體減少氮肥用量15%左右。但秸稈還田量過大或不均勻易發生土壤微生物與作物幼苗爭奪氮磷養分矛盾，甚至出現黃苗、死苗、減產等現象，需要增施氮肥；秸稈翻壓還田還使土壤過松，影響種子發芽生長，需要鎮壓或澆水；另外秸稈中的蟲卵、帶菌體等病蟲害會直接或者越冬來年發生。這些因素，決定了不能將秸稈一碎了之，需要提高其他綜合利用途徑比例，一般每畝秸稈粉碎翻壓還田不超過300kg，最多不超過500kg。

3.3 秸稈利用產業化水平不高

秸稈綜合利用投資大，見效慢，項目融資困難，利用企業數量少、規模小，導致其它利用方式規模還比較少，亟需國家、省、市有關部門加強政策支持、財政扶持和產業助力。

4 秸稈利用幾點建議

4.1 做好秸稈肥田和青貯飼料利用

結合濱州市以小麥/玉米為主的特點，合理確定秸稈還田量。推行小麥/玉米秸稈的“青貯飼料+秸稈還田”綜合利用模式，實現小麥機收+秸稈還田；玉米方面要因地制宜，結合地方畜牧業發展要求，大力提高青貯飼料利用比例；探索零散收集的秸稈“沼氣/沼渣+有機肥”利用技術。

4.2 建成秸稈收儲運體系和配套政策

根據秸稈利用方式和運輸半徑，充分發揮合作社、農業服務中心、種糧大戶、經紀人的作用，合理規劃收儲點、運輸線路布局，構建企業-專業合作社-經紀人-農戶四位一體的農作物秸稈收、儲、運、用體系，配套制定用電、用地、稅費等優惠政策。

4.3 研發秸稈綜合利用新技術

建議成立“濱州市秸稈綜合利用工程技術中心”，探索具有地方特色的秸稈綜合利用新方法、新工藝和新設備，研發棉花秸稈“生物質顆粒燃料+生產原料”、秸稈深度開發利用（如制作塑木）、生物燃氣為主等方面綜合利用技術。例如，2017年，山東農業大學與濱州騰達農莊校企合作，開展了以農作物剩余秸稈和餐廚剩余植物油為主要原料制生物有機肥研究。

4.4 拉長產業鏈，建立秸稈利用長效機制

探索土地流轉背景下農民代收、代耕置換農民秸稈的新運作模式；配套補貼和鼓勵政策；發揮合作社、農業龍頭企業、現代化農業園區、重點農戶在秸稈利用中的作用[4]；形成以小麥秸稈還田、玉米秸稈“青貯飼料+秸稈還田”、棉花秸稈“生物質顆粒燃料+生產原料”、零散秸稈“沼氣+沼渣有機肥”為主的利用模式，拉長產業鏈條，建立秸稈綜合利用長效機制，提高綜合利用效益。

參考文獻

[1] 劉建福，白玉瑞.充分認識秸稈價值促進秸稈綜合利用[J].河南農業，2009（2）：27-31.

[2] 濱州市飲用水水源保護區劃分技術報告（內部資料）[Z].濱州市環境保護局，2014.

[3] 張樂森.濱州市農作物秸稈綜合利用現狀及發展探析[J].中國農技推廣，2014（2）：43-45.

[4] 高強，陳恩明.濱州市農作物秸稈綜合利用機械化發展現狀與對策建議[J].農業開發與裝備，2017（9）：69，89.