廣西蔗葉資源化利用現狀分析與對策探討

劉宇鋒 譚裕模

（廣西壯族自治區農業科學院農業資源與環境研究所 廣西 南寧 530007）

蔗葉是糖料蔗收獲蔗莖后遺留的葉片和尾梢，是糖料蔗產業的主要副產品和廣西重要的可再生農業秸稈資源。［1］蔗葉是由葉鞘和葉片組成的，葉片寬度為2～8 cm，長度為80～150 cm，分為銳劍型、劍型和帶型3種形態。［2］蔗葉主要由纖維素、半纖維素、木質素、粗蛋白、多糖等物質組成［3］，一般占糖料蔗全株干物質質量的15%～25%［4］，鮮蔗葉含水率70%左右［5］，干蔗葉粗維素30%，粗蛋白含量 3%～6%［6］，粗脂肪含量 2%～5%［7］，蔗糖含量7.19%，有機質含量6.05%［8］，有機酸為7%，灰分含量 6%～10.5%［9，10］。蔗葉中含 N、P、K、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn等營養元素［11］，廣西主栽甘蔗品種蔗葉分析發現N、P、K、Ca含量分別為5.92 g/kg、0.65 g/kg、6.24 g/kg［12］和 4.8 g/kg［13］，新鮮蔗葉和干蔗葉的燃燒熱值分別為13.13 MJ/kg和16.41 MJ/kg［14，15］，蔗葉消化能為 5.68 MJ/kg［16］。蔗葉藥用成分分析發現其具有抗菌、降血糖、抗腫瘤等藥用價值［17-19］。

1988 年廣西被列為我國重點發展產糖基地以來，糖料蔗產業取得了長足的發展［20，21］，2019年廣西糖料蔗種植面積和總產量分別為89.02萬公頃和7490.65萬噸，分別占全國同期糖料蔗種植面積和總產量的64.01%和68.48%［22］。廣西糖料蔗種植面積分別占廣西耕地面積和旱作耕地面積的24.84%和49.6%［23］，廣西是我國糖料蔗生產第一大省（區），糖料蔗也是廣西種植面積最大的經濟作物。從1992/1993榨季開始，廣西糖料蔗產量已經連續26年位居全國第一。廣西有95個縣（區）種植糖料蔗，占全區111個縣級行政單位的85.6%。直接從事糖料蔗種植農民超過850萬人，涉蔗農業人口達1200萬人，占全區人口的30%左右［24］。種蔗現金收入占廣西農村人均家庭現金收入的20%，占農民年人均純收入的15%［25］。糖料蔗產業是廣西農業支柱產業和特色產業。

隨著廣西糖料蔗種植規模的持續發展，蔗莖采收后遺留的蔗葉總量持續增加，蔗葉傳統的處理方式是就地焚燒或丟棄［26，27］，處理方式簡單易行且成本低廉，但蔗葉焚燒污染大氣環境，蔗葉養分和有機質損失較大，蔗葉丟棄造成資源的浪費且滋生病蟲害，并影響宿根蔗生長，因此蔗葉資源化利用愈發重視。雖然廣西各級政府出臺了一系列禁止秸稈焚燒［28］和獎補農作物秸稈利用［29］的地方性政策法規，通過行政、法規方式禁止蔗葉秸稈焚燒做了大量工作，但是在蔗葉資源化利用產業鏈培育、經濟和技術方法提高蔗葉資源化利用水平存在短板，蔗葉禁燒仍任重道遠［30］。蔗葉“用則利，棄則害”，資源化利用才是解決蔗葉等秸稈焚燒的根本出路。如何有效解決廣西蔗葉利用率低、轉化率低、經濟效益低和環境污染嚴重的“三低一重”的問題，需從源頭上進行梳理和分析。本文針對廣西蔗葉資源產量、分布、利用現狀和存在的問題進行分析梳理，針對性提出廣西蔗葉綜合利用發展建議，以期為廣西蔗葉資源化利用政策制定和可持續發展提供參考。

1 廣西蔗葉資源規模與分布特點

廣西蔗葉具有總量相對豐富、產生時期集中、地區分布不均衡的特點。陶敏華等［31］通過建模分析認為廣西主要農作物秸稈理論資源量為5400.314萬噸，其中鮮蔗葉3227.116萬噸，占廣西農作物秸稈總量的59.758%，是廣西第一大農作物秸稈。按鮮蔗葉折干率25%計算［32］，廣西每年干蔗葉產量約為806.8萬噸。依據廣西統計數據發布庫［33］公布的數據，2019年廣西糖料蔗種植面積約為89.04萬公頃，按干蔗葉9.0t/hm2計，廣西每年干蔗葉產量約為801.36萬噸；理論預測結果與面積折算數據基本吻合，廣西年均干蔗葉總產量在800萬噸左右。蔗葉在每年11月至翌年3月糖料蔗收獲季集中產生。廣西年產干蔗葉燃燒熱值與449萬噸標準煤相當，可產生365億千瓦時電力。如果廣西每年所產的干蔗葉不能資源化有效利用，相當于每年有240萬噸粗纖維、48萬噸有機碳、10.3萬噸尿素的N、3.1萬噸過磷酸鈣的P2O5、8.3萬噸氯化鉀的K2O、15.4萬噸鈣鎂磷肥的CaO流失。

依據廣西統計數據發布庫［34］公布的數據，2019年廣西各地市糖料蔗種植面積、蔗葉理論產量與所占比例見表1。

表1 2019年廣西各地市糖料蔗種植面積、蔗葉理論產量與所占比例

續表

廣西蔗葉資源在全區14個地市均有不同程度的分布（表1），各地蔗葉總量與糖料蔗種植面積緊密相關。崇左市是全區糖料蔗種植面積和蔗葉產量最多的地區，占全區蔗葉總量的32.49%。崇左、南寧、來賓、柳州4個地區既是廣西糖料蔗主產區，也是蔗葉資源最為豐富的地區，4個地區蔗葉資源總量占廣西全區總量的70.42%。桂林、賀州、梧州3個地區糖料蔗種植面積只占全區糖料蔗種植面積的0.80%，蔗葉資源規模不到廣西全區總量的0.80%。

2 廣西蔗葉資源化利用現狀

蔗葉作為廣西主要特色農作物秸稈資源，其資源化利用途徑可按照國家發展和改革委員會及農業部頒布的《秸稈綜合利用技術目錄（2014）》［35］，分為肥料化、燃料化、飼料化、原料化和基料化5種利用類型進行分析。

2.1 蔗葉肥料化

廣西蔗葉肥料化的主要形式是蔗葉直接還田，雖然存在蔗葉堆漚還田，但因其勞動強度大、成本高，在農村逐步被淘汰。廣西直接蔗葉還田主要有機械粉碎還田和覆蓋還田兩種方式［36］。覆蓋還田法是甘蔗收獲后，人工將蔗葉隔行整齊堆放于蔗地壟間的一種蔗葉還田方法。其具有操作成本較低，只能在宿根蔗栽培應用，存在蔗葉腐解周期長、病蟲害增加和影響宿根蔗出苗等問題，在生產中逐步被淘汰。機械粉碎還田法是使用蔗葉粉碎還田機械設備，結合糖料蔗采收對蔗葉就地粉碎，拋撒在蔗田表面，再采用機械翻埋入土的機械化蔗葉還田技術［37-40］。蔗葉粉碎程度在10～25 cm之間，工作效率高，粉碎后的蔗葉翻埋于土中，可加速蔗葉在土壤中的腐解速率，進一步改善土壤的團粒結構和理化性能［41］，蔗葉粉碎翻壓還田由于翻動土壤，蔗葉腐解后易被當季作物所吸收利用。推行蔗葉機械化粉碎還田技術是實現蔗葉資源化利用的有效途徑和主要趨勢，但成套農機設備購置成本高，對種植規模、地形和土壤有一定要求。

2.2 蔗葉燃料化

廣西蔗葉燃料化主要集中在蔗葉直燃發電、蔗葉沼氣利用等2個方向［42］。對廣西蔗葉燃料化利用進行有益嘗試和探索，我國首個利用甘蔗葉進行直燃發電項目于2010年在廣西柳城投產［43］，項目年消耗蔗葉20萬噸，發電量約為1.8億千瓦時，減少大量溫室氣體和煙塵排放，電廠以120元/t的價格收購蔗葉，每年能向周邊農戶帶來2000萬元的經濟收入。來賓市象州縣投資1.8億元理昂生物質發電項目已開工建設，設計年發電量1.5億千瓦時，年消耗蔗葉等秸稈26萬噸，對周邊150 km范圍內農作物秸稈均能有效利用。

蔗葉中纖維素、半纖維素含量較高，大分子互相纏結，不易降解，使產甲烷菌難以獲得所需的小分子有機物，沼氣發酵啟動慢、效率低，蔗葉需要預處理才能沼氣化利用［44，45］；同時對廣西農村沼氣池調查發現，農村沼氣池普遍存在沼氣池年久失修、使用者操作維護不當、產氣量不足、生豬養殖業調整導致畜禽糞污供應中斷、農戶外出務工、后續技術服務缺乏等問題［46］，目前廣西蔗葉沼氣利用還不具備規模化利用的條件。

2.3 蔗葉飼料化

蔗葉可作為是牲畜飼料，飼喂牛、羊、兔、豬等，也可以作為水產飼料，飼養草魚等。新鮮蔗葉含糖量高，適口性好，可直接飼喂牛羊反芻家畜，廣西利用蔗葉作為飼料主要用于飼養肉牛和山羊［47］。蔗葉作為牲畜飼料的主要形式為直接投喂、切碎后投喂、青貯后投喂、氨化后投喂、加工飼料后投喂等5種方式。據不完全統計，廣西全區蔗葉飼料化利用 15 萬噸，約占蔗葉總量的1%［48］。

蔗葉中粗纖維含量高，粗蛋白、鈣和磷含量低，李茂等［49］對廣西10種農作物秸稈營養價值綜合分析，蔗葉排名第七，蔗葉營養價值偏低。單一使用蔗葉飼養畜禽只能部分滿足家畜維持需要［50］，但增重緩慢，甚至負增長［51］。鄒知明等［52］通過對多種農作物秸稈比較認為，廣西蔗葉數量巨大，分布分散，運輸成本高，飼用營養價值偏低，同時新鮮蔗葉水分含量高，霉菌總數偏高，開發價值中等。

蔗葉飼料化實踐存在以下問題：一是隨著農業機械化程度提高，傳統的“蔗葉-役牛”養殖模式，規模小，因勞動強度大，飼料轉化效果差，逐步被淘汰。二是廣西養殖規模化養殖肉牛和山羊比例較低，規模化養殖龍頭企業較少，蔗葉消耗量偏低。三是蔗葉飼用營養價值偏低，直接飼養畜禽，增肥效果不理想；糖料蔗連作時間長，蔗葉農藥殘留高，影響蔗葉飼用效果［53］。四是有一定技術含量的蔗葉飼料化使用途徑（青貯、微貯、氨化），缺乏穩定的技術、資金支持，推廣應用有限。蔗葉飼料化在廣西實踐中存在一定局限。

2.4 蔗葉基料化

蔗葉基料是指以蔗葉為主要原料，加工或制備主要為動物、植物及微生物生長提供良好條件和一定營養的有機固體物料，包括蔗葉食用菌生產栽培基質、作物育苗與栽培基質、畜禽發酵床養殖過程中所使用的秸稈料，還包括固體微生物制劑生產所用的吸附物料以及逆境環境條件下用于阻斷障礙因子或保水、保肥等功能的物料［54］。

廣西蔗葉基料應用主要集中在蔗葉栽培食用菌。使用蔗葉栽培大球蓋菇［55］、雞腿菇［56，57］、香菇［58］、平菇［59］、毛木耳［60］、竹蓀［61］等食用菌均有相關報道，蔗葉代替部分木材栽培基質有效地減少木材消耗量并降低生產成本，擴展了蔗葉基料化應用的范圍。

蔗葉基料化實踐中發現存在以下問題：一是蔗葉栽培食用菌，蔗葉消耗量少。2015 年廣西農作物秸稈可收集資源量 4951.23萬噸，食用菌基料化利用約 210 萬噸，僅占4.24%［62］。蔗葉不能全部作為食用菌栽培基質使用，只能作為部分輔料，蔗葉基料化消耗更少。二是蔗葉種菇企業規模化程度低，數量少，消化蔗葉能力較弱。三是科技支撐力度弱。蔗葉原料前期的處理技術方法，與原料相適宜的溫濕度、pH 值等培養條件，高質高價食用菌的配方等沒有形成完整、成熟的技術體系。四是蔗葉栽培食用菌后產生的菌渣，處理不當，容易產生二次污染。五是蔗葉栽培食用菌產出率偏低，綜合成本和經濟效益分析，蔗葉栽培食用菌效益偏低。

2.5 蔗葉原料化

蔗葉原料化就是利用蔗葉作為加工品的原料，包括蔗葉造紙、板材加工、生活用品加工、凈化功能材料、蔗葉有機化工和蔗葉編制等。廣西目前對蔗葉原料化研究與應用相對還比較滯后，蔗葉原料化相關報道不多。

蔗葉造紙是蔗葉原料化應用的主要用途之一［63］。因為造紙行業是高污染高耗能行業，且目前的制漿技術對于蔗葉中質量較差的褐色纖維的處理能力較弱，以蔗葉為原料只能生產低端紙張，市場潛力有限；同時廣西具有豐富速生桉資源，使用蔗葉生產低端制品，不符合市場需求；廣西造紙業對蔗葉的消費量很小。另外，將蔗葉通過添加化學制劑和壓實的方式制成裝飾和家具板材是近年來出現的另外一種較為簡便的蔗葉利用方式。在目前的水平下，以秸稈為原料生產的板材在強度、防水性、耐久性等各方面都無法與傳統木質板相比，蔗葉制板的市場前景和消耗量有限。

綜合廣西蔗葉資源化利用的5種主要途徑的利用現狀，并對標國家秸稈資源化利用的情況，對廣西蔗葉資源化利用主要形式、效益比較進行匯總，具體見表2。

表2 廣西蔗葉資源化利用主要形式、效益比較

廣西蔗葉資源化利用水平仍處于初級階段，利用方式仍比較單一，主要以肥料化和燃料化利用，其次是飼料化利用，蔗葉原料化和基料化比例較低。蔗葉資源化利用不充分導致相當部分蔗葉被就地焚燒和丟棄。

3 廣西蔗葉資源化利用存在的問題

3.1 廣西蔗葉資源化認識有待加強

廣西對秸稈綜合利用的價值和意義認識不足，沒有從工業化、產業化的高度把蔗葉資源化利用作為一個新興產業來對待。蔗葉資源化利用缺乏一個全區統一的、跨部門協調機構指導全區蔗葉資源化利用工作，缺少統一的規劃和目標。沒有在充分、客觀調查研究的基礎上，認識并分析廣西蔗葉資源化利用具體所面臨的問題。

廣西蔗葉資源總量、各地區分布和利用途徑等相關數據缺乏權威性統計和發布。自治區農業主管部門暫時沒有以年報形式公開的蔗葉資源化利用數據，對廣西蔗葉利用途徑與方式沒有進行詳細的統計和歸類。通過研究人員整理的蔗葉數據權威性、真實性不足，數據波動較大、時效性較差，阻礙了廣西蔗葉資源化利用相關政策制定和研究開展。

自治區層面出臺了《廣西壯族自治區秸稈禁燒管理暫行辦法》《廣西壯族自治區農作物秸稈綜合利用獎補（暫行）辦法》，有力地推動了我區秸稈利用的法制化水平，其重點在禁燒措施和政府財政資金引導上，廣西各級政府下大力氣抓蔗葉秸稈禁燒，主要精力放在“堵”上，對秸稈綜合利用增加農民收入、改善農民生活環境這條“疏”的渠道上有待加強。農作物秸稈資源種類多，分布廣，不可能面面俱到。有限的政府財政獎補資金也不能全部解決農作物秸稈的利用問題。廣西農作物秸稈總量第一的蔗葉秸稈資源卻沒有頒布相應的法律和法規，在促進蔗葉資源化利用的地方立法上還存在空白。

3.2 蔗葉粉碎還田農機設備適應性不強

廣西糖料蔗種植地形的復雜多樣性和缺乏規模化的地塊特點給廣西甘蔗機械化粉碎還田等機械化應用帶來了一定難度［64］。蔗葉還田農機具政府補貼覆蓋面小且補貼比例較低，現在從國外引進的大型蔗葉還田農機具和甘蔗聯合收割機價格昂貴，即使是國內農機公司仿制的類似產品，價格都遠超出普通農戶的承受能力，且可靠性不高，容易損壞且功能相對單一，輔助勞動力多，效率不高［65］。研制開發符合廣西實際、土壤性狀、種植地塊特征的糖料蔗采收、粉碎還田、施肥一體化農業機械是擺在廣西甘蔗機械化領域一個亟待解決的實際問題。

3.3 蔗葉收集困難的技術瓶頸仍然存在

蔗葉收集難、運輸難、儲存難，成為蔗葉資源化利用的瓶頸之一，是目前蔗葉資源化、商品化程度低的重要原因之一。蔗葉具有體積蓬松、分布分散、密度低、季節性強的特點，使得蔗葉收集貯運存在較大困難。租用大型打包設備需要40元/667m2，再加上裝卸，收購價約為0.18元/kg；每千米運輸成本為0.6元/ t，若按照收購半徑為 50km 計算，為30元/t，綜合計算蔗葉采收成本為210元/t。自行收集成本較高，農戶積極性不高。企業收集本身建立收儲體系，難度大、成本高、進程慢。一是蔗葉收集難度大。蔗葉體積較大，需要高效壓縮。現雖有較成熟的撿拾打捆機械，但因一次性投入大，收集成本過高，農民和企業均難以承受。二是蔗葉收集時間緊。蔗葉收集時間短、工作量大，且每年蔗葉收儲時間都在農忙期間，此期間用人難、成本高。三是原料貯存存在技術難題。蔗葉原料分散、收獲期短、堆積密度小、存儲空間大，因此收集難度大，防雨、防火、防霉變的要求高、成本高。所以對于規模化綜合利用蔗葉來說，蔗葉的安全合理貯存是一個亟須解決的技術難題。四是大規模收集的蔗葉缺乏有效的消化利用途徑。蔗葉綜合利用效益周期長，蔗葉綜合利用項目和技術推廣難度大，規模化利用不夠發達，蔗葉工業化利用程度低。收集的蔗葉如果沒有有效的大規模利用渠道，資源化利用就無從談起。

3.4 蔗葉資源化利用產業鏈條還有待建立與完善

經濟效益的高低在產業可持續發展中發揮著決定性作用。廣西蔗葉資源化利用，農戶和相關企業對利用蔗葉的正向經濟激勵尚未形成，符合廣西實際的蔗葉資源化利用上下游產業鏈體系還沒有建成和有效運行，這是制約廣西蔗葉資源化利用的根本性原因。蔗葉與蔗莖同根生，分布特點高度相似，農民愿意收獲蔗莖而不愿意收集蔗葉，除了蔗葉收集勞動成本高客觀原因外，蔗莖收獲后送交制糖企業能帶來穩定可靠的經濟收入，蔗葉卻看不到可見的經濟收入，這是農民不愿意將蔗葉收集并加以利用的重要原因之一。由于缺乏有效的政策激勵機制、儲運體系和蔗葉消化市場機制，“誰來收，交給誰，誰給錢”，這些只能通過蔗葉資源化利用產業鏈條的建立與完善來解決。

4 廣西蔗葉資源化利用對策

4.1 提高蔗葉資源化利用的認識水平，促進蔗葉資源化利用的地方立法

廣西蔗葉資源利用發展思路：“多元利用，突出重點”的思路，采取循序漸進、逐步推進的辦法，結合廣西實際，根據各地蔗葉規模和分布特點，因地制宜，要“堵”更要“疏”，遵循“疏堵結合，以疏為主，以堵促疏”的原則，這個“疏”就是建立蔗葉資源的合理利用渠道，以蔗葉粉碎還田和燃料化利用為主導方向，加強蔗葉飼料化利用，合理安排蔗葉基料化利用和原料化利用，把蔗葉資源化利用的5種途徑有機地組合起來，形成一種多層次、多途徑綜合利用的方式。讓農民體會到蔗葉的價值，轉化的蔗葉是金子，還田的蔗葉是寶藏，才能把被動的“禁燒”變為主動的“舍不得燒”。

明確農業主管部門在蔗葉資源化利用中的權責，統籌協調蔗葉資源化利用的各種資源，成立統一蔗葉資源化利用的協調機構。盡快在充分調查研究基礎上，構建廣西蔗葉資源化利用數據庫，以年報的形式及時向社會公布蔗葉資源化利用的信息，為科學決策和資源化利用提供數據支撐。在加強蔗葉禁燒有關法規執行的基礎，推動廣西蔗葉資源化利用的地方立法工作的探索和實踐。

4.2 加強符合廣西實際的蔗葉還田機械的研發與應用

在蔗葉還田農機研發上，應采取引進吸收和創新相結合的方式進行，鼓勵借鑒國外機械的先進技術，針對廣西甘蔗種植地小塊多、山多坡眾、農機作業道路條件差等現實情況，開發適合廣西實情的實用性好、適應性強、可靠性高、性能優越、價格適中的蔗葉還田機械。廣西甘蔗機械化收獲和蔗葉還田設備不能采取單一模式，必須因地制宜，設計符合廣西蔗地特點的農機設備。對于平原地區、大農場等地域可采取大型機械化作業模式，而對于種植較分散的農民承包地可推廣中小型、蔗葉還田農機具。建議設立廣西涉蔗農業機械專項研發基金，并設置跨行業的農藝、農機有機結合的相關農機設計研發機構，對適合廣西特點甘蔗收割、蔗葉還田、施肥聯合農業機械進行技術攻關，進行政策支持和獎勵。

4.3 加強蔗葉收儲運體系建設，建立以兼顧各方利益的蔗葉資源化利用產業鏈條體系

在蔗葉資源化利用中，收儲運體系是關鍵之一。充分借鑒糖料蔗收集、轉運的成熟模式，將在土地經營管理模式上，按照“劃片收儲、集中轉運、規模利用”的原則，完善“企業+鄉鎮收儲中心+村級收儲點+農戶”的收儲運營模式。鼓勵社會資本以市場運作的形式，參與蔗葉的收儲，增加收儲中心建設，并在規劃用地、財政補貼、金融支持等方面創造條件，拓寬蔗葉的收儲、加工、利用半徑，形成“離地出田、進站進園”的蔗葉收儲利用體系。培育蔗葉收儲利用實體，建立健全蔗葉收儲體系，完善蔗葉離田利用按量補助機制，完善“縣-鄉-村-收儲點”四級收儲運體系建設。鼓勵村級建設臨時集中堆放場，鄉鎮建設集中收儲站，縣級建設蔗葉收儲集散交易中心及服務機構。最終形成符合廣西實際的蔗葉收儲利用體系。

加快建立和完善廣西蔗葉資源化的產業鏈條，明確蔗葉產業化建設思路，讓蔗葉資源有序合理地進入產業鏈，以工業化的方式加以消化，按照蔗葉資源化利用工業化的模式，進行蔗葉綜合利用項目的開發和建設，扭轉蔗葉“越禁越燒”的被動局面。

4.4 依據實際情況，對廣西蔗葉資源進行分類指導，多途徑利用

依據廣西蔗葉地區分布不均衡的特點，對糖料蔗種植相對集中、蔗葉收集儲運不太方便的地區，采用蔗葉直接粉碎還田的途徑，減輕農戶負擔，降低蔗葉利用投入。糖料蔗種植集中區，也是蔗葉集中連片分布區，建議考慮在這些區建設蔗葉直燃發電廠，既可以成規模燃料化利用蔗葉發電，又可以利用并網發電的收益反補蔗農，同時蔗葉直燃發電產生的灰分也可以直接還田利用，經濟效益、社會效益和生態效益得到了兼顧。蔗葉直燃發電廠投資金額數量大、投資周期長、投資收益回報慢，政府需要統籌規劃，運用市場經濟手段科學布局，并根據規劃電廠的容量和當地農業發展情況科學估算蔗葉年需求量和原料需求輻射半徑，既保證直燃電廠有穩定的蔗葉來源，又避免不同電廠的原料輻射范圍重合，發生利益沖突。對基礎設施較差、交通不便、土地分散種植的地方，考慮蔗葉飼料化養殖肉牛、山羊和蔗葉栽培食用菌。