國(guó)外秸稈利用借鑒與中國(guó)秸稈利用探索

姜寶興 陳玲梅

摘要：指出了鼓勵(lì)和引導(dǎo)農(nóng)作物秸稈的綜合利用，對(duì)于合理化利用中國(guó)大量的秸稈資源，提高我國(guó)農(nóng)作物秸稈的綜合利用水平，保護(hù)社會(huì)生態(tài)環(huán)境，增加廣大農(nóng)民農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)來(lái)源，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在仔細(xì)研究國(guó)外農(nóng)作物秸稈成功利用實(shí)例的基礎(chǔ)上，分析了中國(guó)目前在農(nóng)作物秸稈利用方面存在的阻礙，并借鑒國(guó)外成功的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)目前的農(nóng)作物秸稈利用改善提出了合理化建議。

關(guān)鍵詞：秸稈利用;循環(huán)經(jīng)濟(jì);綠色環(huán)保;發(fā)展路徑;農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)

中圖分類號(hào)：S216.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2019） 24-0182-03

1 引言

中國(guó)是糧食生產(chǎn)大國(guó)，每年產(chǎn)糧總量位居世界第一位，同時(shí)中國(guó)每年也會(huì)生產(chǎn)大量的農(nóng)作物秸稈。2015年中國(guó)主要的作物秸稈理論生產(chǎn)量為10.4億t，可收集的資源量為9.O億t，利用量為7.2億t，秸稈綜合利用率為80. 1%。十三五期間，我國(guó)還將進(jìn)一步加大秸稈綜合利用的工作力度，不斷完善秸稈“收儲(chǔ)運(yùn)”體系和扶持政策，推動(dòng)秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展。

2 秸稈利用現(xiàn)狀

2.1 禁止焚燒秸稈

新中國(guó)成立初期，礙于技術(shù)和觀念的限制，對(duì)待農(nóng)作物秸稈的態(tài)度較隨意，任由農(nóng)民用作生活能源，比如取暖，少部分用作牲口飼料。中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展之后，農(nóng)村對(duì)于過(guò)剩的農(nóng)作物秸稈，普遍采用露天集中焚燒，這樣不僅造成了巨大的空氣污染，同時(shí)還對(duì)交通、水體造成了不可逆的破壞。當(dāng)前制約農(nóng)村環(huán)境的首要問(wèn)題在很大程度上來(lái)自于農(nóng)作物秸稈，秸稈問(wèn)題甚至將來(lái)會(huì)成為危及城市環(huán)境的來(lái)源。為保證經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，減少環(huán)境破壞，中國(guó)在農(nóng)作物秸稈問(wèn)題上積極進(jìn)行秸稈禁燒政策。

中國(guó)各省市積極響應(yīng)國(guó)家政策，切實(shí)實(shí)行秸稈禁燒政策。各省市通過(guò)政策鼓勵(lì)，尋找更加正確的秸稈利用手段，利用無(wú)人機(jī)等先進(jìn)科技手段監(jiān)測(cè)火點(diǎn)等，在秸稈禁燒方面涌現(xiàn)了許多行之有效的方法，大大降低了在露天焚燒秸稈的發(fā)生率。

2.2 政策推動(dòng)秸稈利用新途徑

整體提升秸稈的綜合還田率和重復(fù)收集使用率，積極擴(kuò)展利用秸稈的養(yǎng)殖業(yè)、大力推廣農(nóng)業(yè)保護(hù)性耕種、推進(jìn)使用秸稈代替木材、發(fā)展秸稈的能源利用技術(shù)等有關(guān)秸稈整體使用技術(shù);加快研究秸稈的收集儲(chǔ)備運(yùn)輸綜合使用體系以及相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)推進(jìn)措施;建立主要地區(qū)秸稈綜合利用的扶持政策;探索建立秸稈二次返田或搜集的扶持制度，加快推進(jìn)秸稈二次還田沃土、養(yǎng)殖、秸稈代木、經(jīng)濟(jì)型菌類種植、秸稈固化成型、秸稈炭質(zhì)化等不同的利用途徑。通過(guò)制定行之有效的制度推動(dòng)秸稈利用新途徑的實(shí)施。

2.3 秸稈資源“五料化”利用途徑

2008年，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見》（國(guó)辦發(fā)[2008]105號(hào)）之后，我國(guó)各地區(qū)、有關(guān)部門積極推動(dòng)秸稈的全面開發(fā)利用，以國(guó)家提出的秸稈利用“五料化”為中心，加快發(fā)展秸稈的綜合利用。“五料化”主要是指秸稈肥料化、飼料化、原料化、燃料化、基料化。

利用秸稈制作肥料的主要手段包含：腐熟還田法、秸稈直接還田法、堆漚還田法、生物反應(yīng)堆法。直接還田法是目前中國(guó)農(nóng)作物主產(chǎn)區(qū)利用秸稈制作肥料的主要方法之一。腐熟還田技術(shù)主要用于環(huán)境較濕潤(rùn)、積溫較高的地區(qū)。生物反應(yīng)堆技術(shù)可以較充分的利用秸稈資源，改善農(nóng)作物的品質(zhì)，改良溫室生產(chǎn)的微生態(tài)環(huán)境。堆漚還田技術(shù)可產(chǎn)生許多能夠供給農(nóng)作物利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

利用秸稈生產(chǎn)飼料的方法主要包括：青（黃）貯法、堿化法、氨化法、直接壓塊加工飼料法、揉搓絲化加工飼料法。其中青（黃）貯法生產(chǎn)的飼料具有損耗秸稈原有營(yíng)養(yǎng)成分少、轉(zhuǎn)化效率和利用率高的優(yōu)點(diǎn)。而堿化/氨化法更加的經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而更加便于實(shí)現(xiàn)并推廣。直接壓塊飼料法在發(fā)生旱災(zāi)嚴(yán)重的地區(qū)具有重要的應(yīng)用價(jià)值，可以大大的儲(chǔ)存由壓塊生產(chǎn)的飼料，從而降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。揉搓絲化加工飼料法可以制作高質(zhì)量的粗料，在飼養(yǎng)時(shí)結(jié)合使用粗料可以降低飼養(yǎng)成本，同時(shí)提升牲畜對(duì)飼料的消化吸收。

直接使用秸稈作為原料的利用手段包含：人造板材生產(chǎn)法、復(fù)合材料生產(chǎn)法等。利用秸稈制作的人造板材可部分代替純木質(zhì)板材，適用于家具的生產(chǎn)制造和室內(nèi)裝飾或者裝修，擁有節(jié)約木材、減少污染的優(yōu)點(diǎn)。

秸稈固化成型法、秸稈炭質(zhì)化法、秸稈堆漚生產(chǎn)沼氣法等技術(shù)手段，是當(dāng)下利用秸稈作為燃料使用的基本方法。

秸稈基料方法主要是利用秸稈作為載體種植經(jīng)濟(jì)型菌類。此方法具有廣泛的地區(qū)適應(yīng)性，幾乎不受地域的約束限制，在當(dāng)前情況下能夠大面積推廣，于此同時(shí)，可以給農(nóng)民帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)收入，促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（圖1）。

3 秸稈綜合利用的問(wèn)題

3.1 農(nóng)民對(duì)秸稈經(jīng)濟(jì)的認(rèn)識(shí)不足

早期中國(guó)農(nóng)民對(duì)于秸稈非常珍惜，秸稈可以作為很好的日常能源，但是隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的農(nóng)民擺脫了貧困，過(guò)上了較為富裕的生活。家家戶戶在用起了綠色方便的天然氣的同時(shí)，卻忽略了原本用作能源的秸稈，每年秋收之后，農(nóng)村往往會(huì)出現(xiàn)大量的過(guò)剩秸稈等待處理，由于中國(guó)農(nóng)民對(duì)秸稈認(rèn)識(shí)的不足，往往會(huì)采取露天焚燒。盡管我國(guó)各級(jí)政府部門積極執(zhí)行秸稈禁燒政策，但是違規(guī)的露天焚燒秸稈的現(xiàn)象還是時(shí)有發(fā)生。即使農(nóng)民不去焚燒秸稈，也會(huì)導(dǎo)致秸稈被堆積在一起，經(jīng)過(guò)風(fēng)吹雨打，田頭的秸稈堆會(huì)腐爛，這樣就徹底喪失了秸稈的利用價(jià)值，完全變成了污染環(huán)境的垃圾，如果這些腐爛的秸稈被丟人河流之中，將會(huì)大大污染水質(zhì)，引發(fā)水體的富營(yíng)養(yǎng)化。

3.2 秸稈收集成本較高

中國(guó)擁有廣袤的領(lǐng)土面積，每年都能夠生產(chǎn)大量的秸稈，與此同時(shí)，秸稈的分布具有區(qū)域性，我國(guó)河南省、江蘇省、山東省等13個(gè)產(chǎn)量大省所擁有的秸稈儲(chǔ)備量大約占了總儲(chǔ)備量的7成以上。雖然秸稈分布比較密集，但是在實(shí)際收集利用過(guò)程中卻存在許多障礙。

秸稈的收集率低在很大程度上表現(xiàn)為秸稈的質(zhì)量和體積不協(xié)調(diào)，例如玉米秸稈與玉米的重量比例大約為1：1，但是玉米秸稈的體積卻是玉米的數(shù)倍。再例如在麥秸稈的收集過(guò)程中，主要采用捆扎麥秸捆的方式，這樣雖然可以大大減小麥秸的原有體積，但是在運(yùn)輸麥秸稈的過(guò)程中依然會(huì)產(chǎn)生較大的運(yùn)輸成本。其次，中國(guó)農(nóng)村東部地區(qū)的大面積耕地分布具有離散性，不像美國(guó)等國(guó)家的農(nóng)場(chǎng)一樣可以統(tǒng)一而且較高效率的進(jìn)行秸稈收集。因此在秸稈的綜合利用上，中國(guó)不得不考慮秸稈綜合收集的問(wèn)題。

3.3 秸稈綜合利用效率太低

在對(duì)秸稈的綜合利用上，中國(guó)綜合我國(guó)特有的國(guó)情創(chuàng)造性的提出了“五料化”利用模式，但是因?yàn)橛^念以及條件等因素的限制，中國(guó)秸稈利用的效率很低。

在秸稈的燃料化方面，現(xiàn)在中國(guó)農(nóng)村的傳統(tǒng)爐灶對(duì)秸稈的直接焚燒利用效率僅為20%，如果使用秸稈顆粒燃燒配套的專業(yè)汽爐灶，相同的秸稈利用率將會(huì)達(dá)到90%以上。同樣是用作燃料使用，傳統(tǒng)爐灶不僅使秸稈的利率降低，而且還會(huì)產(chǎn)生大量污染環(huán)境的氣體。

農(nóng)民對(duì)于秸稈經(jīng)濟(jì)的認(rèn)識(shí)不足，使得中國(guó)農(nóng)民對(duì)待秸稈的態(tài)度，僅僅就像是對(duì)待農(nóng)作物的副產(chǎn)物。經(jīng)過(guò)走訪發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)農(nóng)民在對(duì)待秸稈問(wèn)題上，只是知道國(guó)家禁止焚燒的政策，但是卻不知道如何正確的去處理。然而在調(diào)查部分地區(qū)的生物質(zhì)發(fā)電廠時(shí)，卻出現(xiàn)了秸稈資源庫(kù)存緊缺的情況。一方面是農(nóng)民面對(duì)無(wú)法處理的秸稈而焦頭爛額，另一方面卻是生物質(zhì)發(fā)電廠的原料緊張。本來(lái)可以給農(nóng)民和發(fā)電廠帶來(lái)雙重利益的秸稈資源卻因?yàn)檎吆蛯?shí)施的限制，絲毫沒有發(fā)揮作用，白白浪費(fèi)。

在秸稈其他的綜合使用領(lǐng)域，目前的中國(guó)還是存在一些技術(shù)欠缺和政策障礙。比如使用秸稈進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電，在環(huán)保能源中所占的比重較低。現(xiàn)如今，全中國(guó)現(xiàn)存的秸稈發(fā)電廠，理論上每年可以使用大約4000萬(wàn)t的秸稈資源，但是實(shí)際中能夠利用的秸稈資源大約僅為1800萬(wàn)t。再比如秸稈的固化成型技術(shù)，理論上雖然已經(jīng)具有了接近560萬(wàn)t的產(chǎn)能，但是在實(shí)踐中，卻因?qū)Ｓ没癄t具不能推廣配備使用等因素，實(shí)際每年被固化成型技術(shù)使用的秸稈總量?jī)H僅不到200萬(wàn)t。

3.4 秸稈利用技術(shù)不夠先進(jìn)

我國(guó)雖然每年在秸稈環(huán)保利用上投入不少的人力財(cái)力，但是相比發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的秸稈利用技術(shù)還是不先進(jìn)，這從根本上導(dǎo)致了中國(guó)秸稈利用率低的情況。

不僅如此，我國(guó)對(duì)秸稈綜合利用技術(shù)的創(chuàng)新性缺乏，研究的基礎(chǔ)比較弱，也極大的制約了中國(guó)對(duì)秸稈綜合利用技術(shù)的發(fā)展。

4 國(guó)外秸稈資源化利用及啟示

4.1 保護(hù)性耕作

大部分發(fā)達(dá)國(guó)家將保護(hù)性耕作寫入法律來(lái)強(qiáng)制性執(zhí)行，而保護(hù)性耕作也為這些發(fā)達(dá)國(guó)家或直接或間接的帶來(lái)了巨大的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

美國(guó)為了改善西部地區(qū)因?yàn)E用化工肥料帶來(lái)的“黑色風(fēng)暴”，加強(qiáng)對(duì)保護(hù)性耕作的研究力度，最終于20世紀(jì)30—40年代廣泛使用殘差覆蓋耕作，實(shí)行免耕、少耕作，最終得以改善西部農(nóng)場(chǎng)的問(wèn)題。

在對(duì)秸稈的肥料化利用過(guò)程中，秸稈翻壓還田技術(shù)已經(jīng)成為一項(xiàng)廣受歡迎的保護(hù)性耕作技術(shù)，深受發(fā)達(dá)國(guó)家的重視。美國(guó)一直堅(jiān)持秸稈全量翻壓還田，即通過(guò)農(nóng)機(jī)，在秸稈的采集時(shí)期便將秸稈處理還田，以此達(dá)到將秸稈用作肥料的目的。利用采集期還田，不僅不會(huì)出現(xiàn)因擱置秸稈而出現(xiàn)蟲蝕、腐爛的問(wèn)題，更不需要人工收集秸稈產(chǎn)生額外的勞動(dòng)。位于英國(guó)的洛桑試驗(yàn)站在持續(xù)的實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，每年中把1 hm2的玉米作物秸稈重新返還田野，土壤所含有的有機(jī)物質(zhì)總含量會(huì)相對(duì)上漲0. 4%，在經(jīng)過(guò)多次的秸稈還田對(duì)比試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)秸稈通過(guò)直接返還土壤要明顯好于堆積腐爛后還田，其中直接還田后，更能增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量。

4.2 秸稈飼料

歐美國(guó)家對(duì)秸稈飼料化的利用狀況也比較成熟，約有20%的秸稈被重新加工用做飼料。據(jù)估算，It普通的秸稈經(jīng)過(guò)專業(yè)的處理后，再用作飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值約等于0. 25 t的優(yōu)質(zhì)糧食。世界上主要國(guó)家對(duì)秸稈用作飼料的手段主要包括生物處理法、物理機(jī)械處理法、化學(xué)處理法。其中秸稈的物理處理就是直接通過(guò)切短或粉碎、浸泡、將秸稈壓制煮熟和膨化等方式，使牲畜對(duì)秸稈的消化率提高，此方法操作易于實(shí)施，具有較大的實(shí)用性。

4.3 秸稈再加工產(chǎn)品

類似于中國(guó)對(duì)秸稈進(jìn)行原料化的利用，國(guó)外在秸稈的綜合原料化利用方面，主要有：秸稈乙醇加工、秸稈建材料、秸稈建筑等。

其中秸稈板的生產(chǎn)，美國(guó)路易安那州早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)開始發(fā)展，目前早已經(jīng)形成了完整的秸稈板產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)體系，建于1998年的，位于加拿大的艾索波德麥秸板廠，是世界上目前最大的麥秸板廠，其公司現(xiàn)有技術(shù)比較成熟，麥秸板的年產(chǎn)量大，對(duì)秸稈資源的綜合利用率較高。

秸稈作為一種完全環(huán)保的親環(huán)境型材料，用作建筑方面可以說(shuō)是完全環(huán)保的。用于建造房屋的秸稈，避免了人們直接利用燃燒的方式處理秸稈，可以大大減少空氣中的污染物含量。在對(duì)秸稈建筑進(jìn)行防火能力的檢查時(shí)，驚人的發(fā)現(xiàn)：在抗燃方面，秸稈建筑要比傳統(tǒng)的木構(gòu)架建筑表現(xiàn)更為優(yōu)秀。抗蟲蝕方面，由于秸稈本身的組成成分較為單一，對(duì)于嚙齒類昆蟲來(lái)說(shuō)沒有木材的吸引力大，所以在蟲蛀問(wèn)題上，秸稈建筑也要比木質(zhì)建筑表現(xiàn)的優(yōu)秀。

5 中國(guó)新時(shí)代秸稈利用發(fā)展路徑與建議

5.1 強(qiáng)化秸稈經(jīng)濟(jì)技術(shù)研發(fā)

秸稈的綜合利用離不開技術(shù)的革新和進(jìn)步，強(qiáng)大的技術(shù)支持是提升秸稈利用率的綜合保障。目前中國(guó)已經(jīng)創(chuàng)造性地提出了秸稈利用的五料化，但是在面對(duì)秸稈利用五料化的技術(shù)方面，我國(guó)的技術(shù)創(chuàng)新太少，相比于歐美等西方國(guó)家，我國(guó)在技術(shù)領(lǐng)域顯然落后很多，例如在秸稈板、秸稈發(fā)電、殘茬還田方面，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，落后甚多。不夠先進(jìn)的技術(shù)必然造成投資者更多的成本投入以及相對(duì)微薄的效益，所以秸稈經(jīng)濟(jì)的最主要核心在于抓緊革新技術(shù)。

5.2 加強(qiáng)秸稈新型清潔能源轉(zhuǎn)變

強(qiáng)化對(duì)秸稈用作新能源技術(shù)開發(fā)利用，提高由秸稈生產(chǎn)的新能源在當(dāng)今能源結(jié)構(gòu)中的比例，當(dāng)下最重要的就是推廣使用秸稈堆漚沼氣和秸稈固化成型作燃料、利用秸稈進(jìn)行生物發(fā)電等技術(shù)。切實(shí)落實(shí)綠水青山就是金山銀山的發(fā)展理念，積極響應(yīng)國(guó)家禁止焚燒秸稈的政策，在保護(hù)環(huán)境的前提下，進(jìn)一步借鑒國(guó)外在新能源方面的成功性經(jīng)驗(yàn)，大力發(fā)展秸稈固結(jié)成型燃燒設(shè)備，秸稈直燃、混燃、氣化等秸稈發(fā)電模式，加大秸稈的清潔利用。

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收稿日期：2019-11-25

基金項(xiàng)目：2018年淮南市科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2018A05）;國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：201810361123）

作者簡(jiǎn)介：姜寶興（1998-），男，安徽理工大學(xué)測(cè)繪學(xué)院學(xué)生。