玉米秸稈資源的綜合利用及方式

丁攀 葉芳 張軻 黃澤權 張韶祥 季福杰 蔣云仲

中國是農業大國，每年在有大量糧食產出的同時，也有大量的農作物秸稈產生。我國農作物秸稈產量大、種類多、分布廣，是一項重要的生物資源。據調查統計，2019 年全國秸稈理論資源量為8.4 億t，可收集資源量約為7 億t。秸稈品種以水稻、小麥、玉米等為主，其中，稻草秸稈約2.11 億t、小麥秸稈約1.54 億t、玉米秸稈約2.73 億t、棉花秸稈約2600 萬t，油料作物秸稈（主要為油菜和花生）約3700 萬t、豆類秸稈約2800 萬t、薯類秸稈約2300 萬t。玉米作為我國主要的糧食作物，玉米秸稈在我國農作物秸稈總產量中占有很大比例。由于一直以來沒有合理的秸稈處理方式和秸稈收獲裝備，玉米秸稈的隨意拋棄和焚燒現象非常嚴重，造成了極大的資源浪費，同時也帶來了環境污染。

一、玉米秸稈資源的綜合利用

農作物秸稈是農業生產過程中的附產物，我國是世界上農作物秸稈資源量最豐富的國家之一，每年產生的農作物秸稈量在7億t以上。玉米作為我國三大糧食作物，玉米秸稈的每年產量在2.5億t以上，占各類農作物秸稈總量的30%。

河南省農作物秸稈資源以小麥、玉米、水稻、棉花、花生、大豆和瓜菜薯類秸稈為主，其中，小麥秸稈資源量3 797.98萬t、玉米秸稈資源量2 394.77萬t、水稻秸稈資源量485.93萬t、棉花秸稈資源量147.15萬t、花生秸稈資源量340.80萬t、大豆秸稈資源量229.26萬t、薯類秸稈資源量243.37萬t、瓜菜類秸稈資源量526.62萬t、其他類秸稈資源量271.74萬t。玉米秸稈資源總量僅次于小麥秸稈資源總量，占28.38%。

二、玉米秸稈的總體利用情況及利用方式

近幾年，國家為了建設節約型社會和發展循環經濟，徹底解決秸稈焚燒和污染的問題，逐步加強了對秸稈的綜合利用，農作物秸稈的利用情況越來越好，各類秸稈的利用率都已經處于比較高的水平。玉米秸稈的利用率也達到了70%。

（一）利用情況

如表1所示，玉米秸稈主要由莖和葉組成，其中莖又由外皮和瓤組成，瓤充滿于筒狀外皮中。皮、瓤、葉的含量各不相同。

（二）利用方式

1.玉米秸稈直接還田。我國農村土地普遍存在地力不足的狀況。實行玉米秸稈直接還田能夠增加土壤中的有機質質量分數，培肥地力，改善土壤結構，有利于農業的可持續發展。玉米秸稈粉碎后還田，有利于更新土壤腐殖質，改善土壤的物理性狀和耕性，促進土壤的養分循環。地力和肥力的提高可促使玉米的產量增加，提高生態效益和經濟效益。

2.玉米秸稈飼料化。玉米秸稈作為飼料應用是玉米秸稈非常重要的一項利用方式。玉米秸稈含有豐富的營養和可利用的化學成分。有關研究結果表明，玉米秸稈含有30%以上的碳水化合物、2%～4%的蛋白質和0.5%～1%的脂肪，對玉米秸稈黃化、氨化及糖化后，提高了利用率。如果把2500萬t玉米秸稈轉化為飼料的話，每年可以養1000萬頭牛，同時還能夠產生大量的有機肥。玉米秸稈既可以青貯，也可以直接飼喂。通過對玉米秸稈進行精細加工處理后制成高營養的畜牧飼料，不僅有利于發展畜牧業，而且通過秸稈過腹還田，具有良好的生態效益和經濟效益。

3.玉米秸稈可作為再生能源原料。玉米秸稈通過適當處理后，可以用于生物質電廠發電、生產乙醇、生產沼氣、制作壓塊煤和食用菌基料以及有機肥等。玉米秸稈致密成型燃料是把粉碎的玉米秸稈經過高溫熱壓成型，制成生態煤磚、燃料棒，可用于取暖做飯、小型鍋爐等。經測定，玉米秸稈致密成型燃料的各種排放量都遠低于煤，是一種清潔無污染的可再生能源。

用玉米秸稈等非食品原料制造乙醇，大約7 t玉米秸稈相當于4 t玉米原料，可產1 t乙醇，而且每噸成本比用糧食生產乙醇低1000元。項目年產6萬t乙醇時，可帶動農民增收8000萬元，戶均增收230元以上。山西省是玉米主產區之一，其借鑒的山東省“東平經驗”利用秸稈生產乙醇，不僅可避免秸稈就地焚燒的煙塵污染，還是發展循環經濟、緩解能源緊缺、促進農民增收的好項目。

基金項目：河南科技智庫調研課題（編號：HNKJZK-2019-21B），河南省科技攻關項目（182102110010，172102310355 ），河南省基礎與前沿技術研究計劃項目（142300410294），河南農業大學本科實驗室開放創新項目（編號：KF1908）。