河北省玉米秸稈離田利用現狀與發展建議

李昕 郭麗華

[摘要]河北省是我國主要的玉米生產基地之一，有著豐富的玉米秸稈資源。近年來，在政府的管控下，秸稈露天焚燒情況有所改善，但玉米秸稈就地粉碎還田仍然是目前最普遍的秸稈處理方式。秸稈的合理利用對于幫助農民提高收入，建立循環農業與可持續能源體系，促進國民經濟綠色發展具有重要意義。基于此，本文結合河北地區玉米秸稈資源概況和利用現狀，分析目前在秸稈利用方面存在的問題，提出河北地區玉米秸稈離田利用發展建議。

[關鍵詞]玉米秸稈;離田利用;河北省

中圖分類號：S38 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202005

1 河北省玉米秸稈資源概況及利用現狀

1.1 河北省玉米秸稈資源概況

玉米秸稈是河北省農作物秸稈的重要組成部分。2018年河北省玉米播種面積為34 377km2，年產量1 941.2萬t，按照玉米秸草谷比1.15[1]、玉米秸稈可收集系數為0.83[2]計算，玉米秸稈的理論產量為2 232.32萬t，實際可收集量為1 852.83萬t，約占河北省農作物秸稈總產量的33.1%。近10年河北地區玉米種植面積整體趨于上升，玉米秸稈資源也隨之增加，與2009年相比，2018年玉米產量增長幅度為32.48%，河北省需要利用、消納的玉米秸稈數量龐大。河北地區近10年玉米秸稈資源數量變化情況見表1。

1.2 河北省玉米秸稈離田利用現狀

河北省政府針對秸稈資源建立“疏堵結合”監管機制，倡導以還田為主，多元化利用的秸稈利用方式。從河北省相關部門了解到，目前河北省玉米秸稈肥料化利用方式以直接還田為主，2018年河北省玉米秸稈資源綜合利用率為96.8%，其中肥料化利用方式占69.8%，飼料化利用方式占23.30%、能源化利用方式占4.9%、基料化利用方式占1.1%、原料化利用方式占0.9%（見圖1），由此可見，河北省目前秸稈離田利用的主要方式分別為肥料化、飼料化。

2 河北省玉米秸稈主要離田利用方式

秸稈離田利用的方式多樣，在秸稈“五化”利用中，飼料化、能源化、基料化、原料化以及肥料化中的間接還田均屬于秸稈離田利用方式。

2.1 玉米秸稈飼料化利用

玉米秸稈飼料化利用是指通過物理處理、化學處理和微生物處理等方式將粗質農作物秸稈加工轉化為優質飼料，用于飼喂牧畜動物的利用方式[3]。玉米秸稈中含有34%的纖維素、37.5%的半纖維素、16%的脂肪以及5.7%的蛋白質。就食草動物而言，2kg的玉米秸稈增重凈能相當于1kg的玉米籽粒，經過青貯、黃貯、氨化及糖化等方式處理后，可進一步提高飼喂效果。玉米秸稈的消化能為2 235.8kJ/kg，總能量與牧草相當。秸稈飼料化利用有利于標準化規模養殖的發展，對解決“人畜爭糧”、保障我國糧食安全產能意義重大，是發展節糧型畜牧業的重要途徑。將玉米秸稈加工處理制成牲畜飼料，不僅能夠促進畜牧業發展，還能利用反芻動物的瘤胃消化生理特性，將秸稈過腹還田，從而增強土壤肥力，提高作物產量，產生經濟效益。

河北省飼料化利用量為1 317.85萬t，截至2018年，河北省共有玉米秸稈壓塊飼料加工企業48家（見圖2），主要集中于山前平原區、黑龍港流域等秸稈資源豐富、交通便利，且牛羊等草食動物養殖量較大的地區，其中僅有9家企業年產量超過1萬t，占河北省玉米秸稈飼料加工企業總數的18.75%，當前主要存在自主生產能力較弱，企業在當地的帶動能力較差等問題。截至2018年年底，河北省爭取到5.49億元國家“糧改飼”專項資金，主要用于對玉米種植大縣和奶牛生產大縣395家企業（合作社）的收儲運設備進行補貼，提高收儲運秸稈水平，并支持356家大中型奶牛養殖場提升草食畜飼料品質，振興河北省奶業發展。

2.2 玉米秸稈能源化利用

秸稈能源化利用包括傳統利用和新型利用方式，其中傳統利用方式主要是指戶用薪碳。玉米秸稈是傳統農村常用的生火取暖的一種薪碳資源，但近年來由于秸稈燃燒產生了嚴重的環境問題，由此產生的霧霾還會造成飛機延誤、高速被封，對人的身體也有極大的危害，給人們日常生活和社會發展都帶來了不利影響。此外，隨著其他新型資源的普及，以及對秸稈綜合利用途徑的積極探索，直接將秸稈薪碳用作資源的情況逐漸減少。新型利用方式包括秸稈固化成型燃料利用技術、秸稈生產沼氣、秸稈熱解氣化、秸稈發電等[4]。

2.2.1 玉米秸稈顆粒燃料

河北省玉米秸稈顆粒燃料的生產方式以加工成為生物質顆粒為主，河北省生物質顆粒生產廠家約有74家（見圖3），主要集中于冀中和冀南小麥、玉米、棉花等農作物主產區和農林廢棄物豐富區。將農林加工的廢棄物等生物質作為原料，通過生物質顆粒機固化成形，加工為高密度顆粒燃料，能夠有效替代煤炭、天然氣等不可再生的化石能源，節約資源的同時減少污染排放，是一種潔凈、高效的可再生能源。如博新民樂新能源有限公司，采用生物質鍋爐加工，1t干秸稈可生產約0.8t顆粒燃料，單日產量約10t，一年可生產3 000t顆粒燃料，消納秸稈3 800t，替代節約煤炭資源約1 500t。經過機械加工后形成的生物質顆粒燃料碳含量低，可以降低二氧化碳排放量，含氧量遠高于煤炭，使顆粒燃料更易燃燒，且燃燒更充分，可以實現生物質廢棄物的減量化、無害化和資源化利用。

2.2.2 玉米秸稈生物質燃氣

生物質氣化技術能夠將秸稈高溫裂解，生成以CO為主，并含有H2、CH4等多種可燃成分的生物質燃氣，熱值為5～12MJ/m3，總效率可達35%～45%，是直燃的2倍。河北省目前玉米秸稈生物質燃氣利用企業有13家，主要用于鄉村小型集中供氣。如河北唐縣恒旺利新能源發展有限公司史家佐供氣站，2017年試車成功并服務于農村居民冬季采暖，夏秋季用于燒磚瓦供氣使用。一臺功率為14kw/h的SQ1000小型生物質氣化設備正常運轉可年產生物質燃氣500萬m3左右，可供2 000戶農村家庭日常生活及冬季取暖，年消耗玉米秸稈等生物質剩余物約2 000t，可替代秸稈煤炭1 000t。與煤炭相比，可有效緩解冬季取暖污染嚴重的問題;與天然氣相比，可降低農村家庭冬季“取暖貴”的問題。

2.2.3 玉米秸稈生物質發電

截至2018年底，河北省已建成（或完成技改）33個縣域生物質熱電聯產清潔供熱示范項目（見圖4），總裝機規模達80MW左右，每年可發電約34億kW·h，平均每年可消耗利用農作物秸稈和其他農林剩余物152萬t左右，提供1 151.5萬MJ熱量，可替代燃煤約72.6萬t。例如，張家口涿鹿華達發電廠是中國第一批利用可再生能源用于生物質發電的項目之一，是河北省第一個生物質發電工程。裝機規模為2.5MW，配套130 t次高壓秸稈焚燒爐及相關環保設備，2019年實現年發電量1.53億kW·h，消耗24萬t農作物生物質秸稈，可替代標準煤約6萬t，提供100多個就業崗位，帶動當地農戶增收。

2.3 玉米秸稈食用菌基料

秸稈基料是指以農作物秸稈為主要原料，加工制備成能夠為植物、動物以及微生物提供一定營養的秸稈利用方式[5]。玉米秸稈栽培食用菌技術的示范與推廣，進一步推動了食用菌產業的發展。草菇、香菇、金針菇等草腐菌和木腐菌適宜利用農作物秸稈進行栽培，利用玉米秸稈替代部分木屑、棉籽殼等基料原料栽培食用菌，節約食用菌種植成本的效果十分顯著。其中以玉米秸稈為主要基料原料的赤松茸林下種植技術，每公頃可消納玉米秸稈1.33t左右。該技術操作方便，既可運用于個體農戶生產，又可運用于產業化規模生產，能消納大量零散玉米秸稈，極大地提升了秸稈基料化水平，成為高效利用秸稈的又一個途徑。

河北省秸稈基料利用量62.216萬t，以食用菌種植基料為主，以河北省環京津食用菌優勢區、邯鄲冀中南食用菌核心產區為重點。目前，玉米秸稈基質化栽培食用菌技術在雙孢菇、滑菇等生產上已大規模推廣與應用。河北省引進了以玉米秸稈為主要基料原料的赤松茸林下種植技術，每公頃可消納玉米秸稈1.33t，單公頃產量166.67kg，成為秸稈又一高效利用途徑。目前河北地區食用菌種植企業有18 000多家，其中赤松茸種植企業20家左右，主要集中在邯鄲、邢臺、保定等地，全省種植面積約為9 000hm2，年產量150萬kg，赤松茸種植技術每年消納玉米秸稈約1.2萬t。

2.4 玉米秸稈原料化利用方式

秸稈原料化利用是借助作物秸稈天然纖維素生物降解性好、含糖量高等特點，將秸稈用于造紙原漿、糖醇等產品制造的方式。但是由于玉米秸稈節點較多，含有過多的灰分，表皮較硬，化學蒸煮不利于藥液的浸透，制造出的紙質量不高。且玉米秸稈中含糖量較少，一般并不利用玉米秸稈生產糖醇，受玉米秸稈自身生物特性的局限，玉米秸稈一般不作為原料化利用的原材料，因此本文不對此種方式做過多分析。

2.5 玉米秸稈間接還田

玉米秸稈間接還田是將秸稈進行養畜或發酵，在經過禽畜消化或生成沼氣后，將其糞便或沼渣處理后還田。玉米秸稈中含有K、N、P等微量元素[6]，將經過處理的秸稈還田，能夠改善土壤結構，增強土壤肥力，促進根系發育，同時還能減少化肥農藥的使用量，實現作物高產、優產，并能夠解決因直接還田秸稈分解不充分導致的后續耕播作業延誤、冬小麥出苗緩慢和部分病蟲害問題。

3 河北省玉米秸稈利用存在的問題

河北省政府將秸稈利用放在環境治理工作中的重要位置，近年來不斷探索玉米秸稈利用新途徑，拓寬秸稈利用途徑，從而加快了改善秸稈焚燒的步伐。但由于部分相關政策較為模糊，各級部門落實程度較差，對農戶補貼以及企業經濟、技術扶持的政策激勵力度不強，導致河北地區玉米秸稈利用仍存在一些問題，具體問題如下。

3.1 玉米秸稈利用技術不成熟，現代化產業發展緩慢

由于秸稈利用企業缺少技術和經濟扶持，企業規模普遍較小，生產設備落后、相關技術不夠成熟且推廣普及程度低，導致企業利潤低、發展空間小。雖然政府在相關技術方面給予了一定的支持，但仍然存在技術瓶頸，導致秸稈加工轉化能力偏低，秸稈的開發利用程度不高，產品附加值低，造成現代化產業發展進程緩慢。

3.2 扶持監管政策體系尚不完善

河北省目前形成規模農村合作社數量有限，玉米種植不集中且較為分散，盡管有政府扶持資金，但補貼覆蓋面窄，未能全面普及，且補貼主要針對大型玉米秸稈加工企業;政府對于市場優化配置的引導工作力度不足，導致企業與農戶之間缺少聯結機制，企業獲取秸稈的途徑少、成本高，制約了相關企業的發展。

3.3 秸稈獲取成本高，影響經濟利潤

一方面，由于玉米秸稈自身密度小、體積大的生物特性，目前的秸稈運輸打包工具單次運輸的量有限，使玉米秸稈的運輸成本居高不下，在秸稈獲取成本中占很大一部分比例;另一方面，河北省內形成規模的農村合作社較少，玉米種植呈分散型，未形成大面積種植區，并且缺乏適用于實際情況的可作業小型機械。另外，由于農機具價格較高，因此在獲取秸稈的環節中，需要投入較高的人工成本和運輸成本，這成為當前制約秸稈離田利用經濟效益的重要因素。

3.4 秸稈收儲運體系不健全，市場產業化協調意識薄弱

目前秸稈收儲運方式較單一，尚未形成完善的收儲運體系[7]。對秸稈需求量大的企業，收儲運受季節約束性較強，短期內秸稈收儲運成本資金需求量大，存儲難度大且收益難以平衡。而相對于規模較大的企業，小型玉米秸稈利用企業的秸稈需求量少，沒有專門的秸稈收購人員，議價能力低，秸稈獲取成本相對較高，缺乏成本優勢。

4 河北省玉米秸稈利用發展建議

4.1 構建扶持與監管政策體系

結合河北省實際情況，發揮政策導向作用，充分調動、激發秸稈處理環節中參與者的積極性、主動性。在資金方面，將分散的相關資金、政策凝聚整合為專項政策或基金，加大資金補貼力度，利用“經濟杠桿”撬動產業發展。此外，綜合利用農作物秸稈的公益性特征鮮明，政府應針對全產業鏈條，對產業“參與者、生產者、使用者”進行精準扶持、加大支持力度，建立產業補貼、運輸、審批、稅收等“綠色通道”，徹底打通農作物秸稈發展的“最后一公里”。

4.2 完善秸稈收儲運體系，降低秸稈獲取成本根據秸稈產地合理區域半徑的就近就地利用原則，建立秸稈收儲運站點，建立健全以政府為推手、以秸稈利用企業和收儲組織為軸心、由專業合作社經濟組織和秸稈經濟人共同參與、由市場化運作的規模化專業秸稈收儲運體系模式[8]。

4.3 提高機械化水平，提升科技含量

產業發展的動力是科技。隨著河北省農業機械化的加快發展，河北省在玉米秸稈離田利用方面的機械化水平越來越高。但隨著我國水經濟的持續發展，人工成本也越來越高。對于一些人工成本較高的玉米秸稈離田利用方式，要充分釋放科技創新發展活力，讓科技真正為產業創新發展服務，加強產業技術創新研究，提高玉米秸稈離田利用的機械化水平，既可以減少玉米秸稈離田利用的人工成本，又可以提高玉米秸稈的能量轉化效率，提升玉米秸稈離田利用效益。

4.4 加大宣傳示范力度

積極鼓勵地區秸稈資源利用工程發展，堅持示范先行，以點帶面的工作方式，以秸稈綜合利用試點項目為載體，總結秸稈利用典型模式，將工作措施、技術措施和政策措施有機結合，形成可持續、可復制、可推廣的秸稈利用模式。同時，發揮媒體輿論導向作用，加大對秸稈利用效果、焚燒法律法規以及相關先進典型的宣傳力度，加強全民保護環境、節約資源的意識。

參考文獻

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