國外秸稈利用借鑒與中國秸稈利用探索

姜寶興 陳玲梅

摘要：指出了鼓勵和引導農作物秸稈的綜合利用，對于合理化利用中國大量的秸稈資源，提高我國農作物秸稈的綜合利用水平，保護社會生態環境，增加廣大農民農作物經濟來源，具有重要的現實意義。在仔細研究國外農作物秸稈成功利用實例的基礎上，分析了中國目前在農作物秸稈利用方面存在的阻礙，并借鑒國外成功的經驗，對我國目前的農作物秸稈利用改善提出了合理化建議。

關鍵詞：秸稈利用;循環經濟;綠色環保;發展路徑;農業經濟

中圖分類號：S216.2

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2019） 24-0182-03

1 引言

中國是糧食生產大國，每年產糧總量位居世界第一位，同時中國每年也會生產大量的農作物秸稈。2015年中國主要的作物秸稈理論生產量為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，我國還將進一步加大秸稈綜合利用的工作力度，不斷完善秸稈“收儲運”體系和扶持政策，推動秸稈綜合利用產業化、規模化發展。

2 秸稈利用現狀

2.1 禁止焚燒秸稈

新中國成立初期，礙于技術和觀念的限制，對待農作物秸稈的態度較隨意，任由農民用作生活能源，比如取暖，少部分用作牲口飼料。中國經濟快速發展之后，農村對于過剩的農作物秸稈，普遍采用露天集中焚燒，這樣不僅造成了巨大的空氣污染，同時還對交通、水體造成了不可逆的破壞。當前制約農村環境的首要問題在很大程度上來自于農作物秸稈，秸稈問題甚至將來會成為危及城市環境的來源。為保證經濟快速發展，減少環境破壞，中國在農作物秸稈問題上積極進行秸稈禁燒政策。

中國各省市積極響應國家政策，切實實行秸稈禁燒政策。各省市通過政策鼓勵，尋找更加正確的秸稈利用手段，利用無人機等先進科技手段監測火點等，在秸稈禁燒方面涌現了許多行之有效的方法，大大降低了在露天焚燒秸稈的發生率。

2.2 政策推動秸稈利用新途徑

整體提升秸稈的綜合還田率和重復收集使用率，積極擴展利用秸稈的養殖業、大力推廣農業保護性耕種、推進使用秸稈代替木材、發展秸稈的能源利用技術等有關秸稈整體使用技術;加快研究秸稈的收集儲備運輸綜合使用體系以及相關獎勵推進措施;建立主要地區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，加快推進秸稈二次還田沃土、養殖、秸稈代木、經濟型菌類種植、秸稈固化成型、秸稈炭質化等不同的利用途徑。通過制定行之有效的制度推動秸稈利用新途徑的實施。

2.3 秸稈資源“五料化”利用途徑

2008年，國務院辦公廳印發《關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》（國辦發[2008]105號）之后，我國各地區、有關部門積極推動秸稈的全面開發利用，以國家提出的秸稈利用“五料化”為中心，加快發展秸稈的綜合利用。“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、生物反應堆法。直接還田法是目前中國農作物主產區利用秸稈制作肥料的主要方法之一。腐熟還田技術主要用于環境較濕潤、積溫較高的地區。生物反應堆技術可以較充分的利用秸稈資源，改善農作物的品質，改良溫室生產的微生態環境。堆漚還田技術可產生許多能夠供給農作物利用的營養物質。

利用秸稈生產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）貯法生產的飼料具有損耗秸稈原有營養成分少、轉化效率和利用率高的優點。而堿化/氨化法更加的經濟實用，因而更加便于實現并推廣。直接壓塊飼料法在發生旱災嚴重的地區具有重要的應用價值，可以大大的儲存由壓塊生產的飼料，從而降低農業生產成本。揉搓絲化加工飼料法可以制作高質量的粗料，在飼養時結合使用粗料可以降低飼養成本，同時提升牲畜對飼料的消化吸收。

直接使用秸稈作為原料的利用手段包含：人造板材生產法、復合材料生產法等。利用秸稈制作的人造板材可部分代替純木質板材，適用于家具的生產制造和室內裝飾或者裝修，擁有節約木材、減少污染的優點。

秸稈固化成型法、秸稈炭質化法、秸稈堆漚生產沼氣法等技術手段，是當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濟型菌類。此方法具有廣泛的地區適應性，幾乎不受地域的約束限制，在當前情況下能夠大面積推廣，于此同時，可以給農民帶來一定的經濟收入，促進城鄉經濟發展（圖1）。

3 秸稈綜合利用的問題

3.1 農民對秸稈經濟的認識不足

早期中國農民對于秸稈非常珍惜，秸稈可以作為很好的日常能源，但是隨著中國經濟的飛速發展，越來越多的農民擺脫了貧困，過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，卻忽略了原本用作能源的秸稈，每年秋收之后，農村往往會出現大量的過剩秸稈等待處理，由于中國農民對秸稈認識的不足，往往會采取露天焚燒。盡管我國各級政府部門積極執行秸稈禁燒政策，但是違規的露天焚燒秸稈的現象還是時有發生。即使農民不去焚燒秸稈，也會導致秸稈被堆積在一起，經過風吹雨打，田頭的秸稈堆會腐爛，這樣就徹底喪失了秸稈的利用價值，完全變成了污染環境的垃圾，如果這些腐爛的秸稈被丟人河流之中，將會大大污染水質，引發水體的富營養化。

3.2 秸稈收集成本較高

中國擁有廣袤的領土面積，每年都能夠生產大量的秸稈，與此同時，秸稈的分布具有區域性，我國河南省、江蘇省、山東省等13個產量大省所擁有的秸稈儲備量大約占了總儲備量的7成以上。雖然秸稈分布比較密集，但是在實際收集利用過程中卻存在許多障礙。

秸稈的收集率低在很大程度上表現為秸稈的質量和體積不協調，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倍。再例如在麥秸稈的收集過程中，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，但是在運輸麥秸稈的過程中依然會產生較大的運輸成本。其次，中國農村東部地區的大面積耕地分布具有離散性，不像美國等國家的農場一樣可以統一而且較高效率的進行秸稈收集。因此在秸稈的綜合利用上，中國不得不考慮秸稈綜合收集的問題。

3.3 秸稈綜合利用效率太低

在對秸稈的綜合利用上，中國綜合我國特有的國情創造性的提出了“五料化”利用模式，但是因為觀念以及條件等因素的限制，中國秸稈利用的效率很低。

在秸稈的燃料化方面，現在中國農村的傳統爐灶對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汽爐灶，相同的秸稈利用率將會達到90%以上。同樣是用作燃料使用，傳統爐灶不僅使秸稈的利率降低，而且還會產生大量污染環境的氣體。

農民對于秸稈經濟的認識不足，使得中國農民對待秸稈的態度，僅僅就像是對待農作物的副產物。經過走訪發現，大多數農民在對待秸稈問題上，只是知道國家禁止焚燒的政策，但是卻不知道如何正確的去處理。然而在調查部分地區的生物質發電廠時，卻出現了秸稈資源庫存緊缺的情況。一方面是農民面對無法處理的秸稈而焦頭爛額，另一方面卻是生物質發電廠的原料緊張。本來可以給農民和發電廠帶來雙重利益的秸稈資源卻因為政策和實施的限制，絲毫沒有發揮作用，白白浪費。

在秸稈其他的綜合使用領域，目前的中國還是存在一些技術欠缺和政策障礙。比如使用秸稈進行生物質發電，在環保能源中所占的比重較低。現如今，全中國現存的秸稈發電廠，理論上每年可以使用大約4000萬t的秸稈資源，但是實際中能夠利用的秸稈資源大約僅為1800萬t。再比如秸稈的固化成型技術，理論上雖然已經具有了接近560萬t的產能，但是在實踐中，卻因專用化爐具不能推廣配備使用等因素，實際每年被固化成型技術使用的秸稈總量僅僅不到200萬t。

3.4 秸稈利用技術不夠先進

我國雖然每年在秸稈環保利用上投入不少的人力財力，但是相比發達國家，我國的秸稈利用技術還是不先進，這從根本上導致了中國秸稈利用率低的情況。

不僅如此，我國對秸稈綜合利用技術的創新性缺乏，研究的基礎比較弱，也極大的制約了中國對秸稈綜合利用技術的發展。

4 國外秸稈資源化利用及啟示

4.1 保護性耕作

大部分發達國家將保護性耕作寫入法律來強制性執行，而保護性耕作也為這些發達國家或直接或間接的帶來了巨大的農業經濟效益。

美國為了改善西部地區因濫用化工肥料帶來的“黑色風暴”，加強對保護性耕作的研究力度，最終于20世紀30—40年代廣泛使用殘差覆蓋耕作，實行免耕、少耕作，最終得以改善西部農場的問題。

在對秸稈的肥料化利用過程中，秸稈翻壓還田技術已經成為一項廣受歡迎的保護性耕作技術，深受發達國家的重視。美國一直堅持秸稈全量翻壓還田，即通過農機，在秸稈的采集時期便將秸稈處理還田，以此達到將秸稈用作肥料的目的。利用采集期還田，不僅不會出現因擱置秸稈而出現蟲蝕、腐爛的問題，更不需要人工收集秸稈產生額外的勞動。位于英國的洛桑試驗站在持續的實驗監測中發現，每年中把1 hm2的玉米作物秸稈重新返還田野，土壤所含有的有機物質總含量會相對上漲0. 4%，在經過多次的秸稈還田對比試驗中，發現秸稈通過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質含量。

4.2 秸稈飼料

歐美國家對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。據估算，It普通的秸稈經過專業的處理后，再用作飼料的營養價值約等于0. 25 t的優質糧食。世界上主要國家對秸稈用作飼料的手段主要包括生物處理法、物理機械處理法、化學處理法。其中秸稈的物理處理就是直接通過切短或粉碎、浸泡、將秸稈壓制煮熟和膨化等方式，使牲畜對秸稈的消化率提高，此方法操作易于實施，具有較大的實用性。

4.3 秸稈再加工產品

類似于中國對秸稈進行原料化的利用，國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，美國路易安那州早在20世紀80年代就已經開始發展，目前早已經形成了完整的秸稈板產業生產體系，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，其公司現有技術比較成熟，麥秸板的年產量大，對秸稈資源的綜合利用率較高。

秸稈作為一種完全環保的親環境型材料，用作建筑方面可以說是完全環保的。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。在對秸稈建筑進行防火能力的檢查時，驚人的發現：在抗燃方面，秸稈建筑要比傳統的木構架建筑表現更為優秀。抗蟲蝕方面，由于秸稈本身的組成成分較為單一，對于嚙齒類昆蟲來說沒有木材的吸引力大，所以在蟲蛀問題上，秸稈建筑也要比木質建筑表現的優秀。

5 中國新時代秸稈利用發展路徑與建議

5.1 強化秸稈經濟技術研發

秸稈的綜合利用離不開技術的革新和進步，強大的技術支持是提升秸稈利用率的綜合保障。目前中國已經創造性地提出了秸稈利用的五料化，但是在面對秸稈利用五料化的技術方面，我國的技術創新太少，相比于歐美等西方國家，我國在技術領域顯然落后很多，例如在秸稈板、秸稈發電、殘茬還田方面，我國與發達國家相比，落后甚多。不夠先進的技術必然造成投資者更多的成本投入以及相對微薄的效益，所以秸稈經濟的最主要核心在于抓緊革新技術。

5.2 加強秸稈新型清潔能源轉變

強化對秸稈用作新能源技術開發利用，提高由秸稈生產的新能源在當今能源結構中的比例，當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、利用秸稈進行生物發電等技術。切實落實綠水青山就是金山銀山的發展理念，積極響應國家禁止焚燒秸稈的政策，在保護環境的前提下，進一步借鑒國外在新能源方面的成功性經驗，大力發展秸稈固結成型燃燒設備，秸稈直燃、混燃、氣化等秸稈發電模式，加大秸稈的清潔利用。

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收稿日期：2019-11-25

基金項目：2018年淮南市科技計劃項目（編號：2018A05）;國家級大學生創新創業訓練計劃項目（編號：201810361123）

作者簡介：姜寶興（1998-），男，安徽理工大學測繪學院學生。