鳳陽縣農作物秸稈綜合利用途徑及機械化處理技術探析

計開家

摘 要 隨著農業現代化的不斷發展，如何科學提升秸稈綜合利用效率已成為我國農業發展急需解決的難題之一。為提高農作物秸稈綜合利用水平，促進農業機械化和可持續發展，以安徽省鳳陽縣農作物秸稈綜合利用和機械化技術應用效果為例，探討了農作物秸稈綜合利用機械化技術存在的問題，提出了“農機與農藝相結合；增加科研技術投入，解決生產中的難點；開展機械設備研究與引進；政府引導，搞好秸稈綜合利用示范推廣工作，促進秸稈產業化發展”等措施建議。

關鍵詞 農作物秸稈；機械化技術；技術應用；安徽省滁州市鳳陽縣

中圖分類號：S38 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.18.048

隨著我國農村經濟的發展，人們生活質量不斷提高，以農作物秸稈為代表的嚴重污染環境的生活燃料正逐漸被天然氣、環保煤等替代。同時，為保護生態環境，各級政府都出臺相關文件嚴禁秸稈焚燒，造成大量秸稈荒廢田間，科學利用率偏低。研究表明，農作物秸稈作為重要的生物質資源，總能量基本上和玉米淀粉相當；其燃燒值、蛋白質和纖維素含量分別約為標準煤的50%、5%和30%；另外，作物秸稈中還含有一定量的鈣、磷等礦物質[1-4]。采用秸稈歸田等方式，可以顯著提升土壤肥力，減少農業化肥施用量。因此，開展農作物秸稈的綜合利用和機械化技術研究既能維護鄉村生態平衡、促進農業經濟循環發展，又能增加作物秸稈附加值、提高農民收入，對我國農業可持續發展具有重要的現實意義。

1 鳳陽縣作物秸稈綜合利用探索

鳳陽縣是一個農業大縣，常年農作物播種面積15.3萬～16.0萬hm2，其中糧食種植面積12.0萬hm2，每年農作物秸稈產量可達70萬t[5-6]。按其燃燒值計算，可折合約35億t標準煤；按蛋白質含量折算，相當于近3 500 t糧食。因此，提升當地農作物秸稈綜合利用率，對提高農業綜合生產效率、擴大鄉村就業渠道、增加農民收入和提升農業資源利用率都具有重要意義。為此，鳳陽縣從2010年開始積極探索農作物秸稈綜合利用的新途徑。

1.1 秸稈利用途徑探索

1.1.1 秸稈粉碎還田

根據種植作物和種植模式不同，對秸稈粉碎還田實行兩種作業方式。1）全量還田。使用帶有秸稈粉碎裝置的聯合收割機收獲小麥或玉米時，將其秸稈粉碎均勻拋撒于田中，然后進行翻耕整地或直接播種作業。2）部分還田。使用聯合收割機收獲水稻或玉米時，留茬10～20 cm，取走已切割下的秸稈，采用滅茬旋耕機進行翻耕整地作業。隨后，將微生物菌劑、木屑和緩控釋肥全部混合，均勻撒施，通過旋耕機深翻入地。

1.1.2 加工秸稈飼料

利用秸稈青貯收獲機械、秸稈粉碎機械、青貯設備及裝料與卸料設備等，將秸稈加工為飼料，以青貯和黃貯氨化為主。如花生秸稈、紅薯秸稈和玉米秸稈是牲畜傳統的粗飼料，在此基礎上，鳳陽縣依靠安徽科技學院的技術優勢，開展作物秸稈青貯或氨化處理，形成高質量飼料，發展畜牧業。每年制作青貯飼料7萬t，氨化秸稈4萬t，相當于節約飼料用糧近10萬t。

1.1.3 加工秸稈肥料

由于秸稈中含有豐富的礦物元素及微量元素，本身即是較好的肥料資源。將秸稈進行肥料化處理后還田，可以增加農作物養料來源，改善土壤團粒結構[7-8]。以秸稈作為肥料資源還田的方式主要有直接還田、間接還田、腐熟還田和食用菌基料等4種：直接還田即作物收獲時利用粉碎機將秸稈粉碎直接還田；間接還田即過胃還田，秸稈飼料通過飼喂牲畜，產生的糞經發酵處理后施到田地中；腐熟還田即將秸稈粉碎，加入一定比例的生物菌劑，并與氮肥混合，經堆壓漚制腐熟后還田；食用菌基料是利用粉碎機將秸稈粉碎后作為栽培食用菌的基料。

1.1.4 加工秸稈燃料

利用秸稈撿拾打捆機、運輸車、秸稈粉碎機、秸稈壓塊成型機、制炭設備等將秸稈收集、粉碎、打捆和運輸，壓塊成型制炭。現有研究表明，農作物在生長過程中進行光合作用，近50%的產物都貯存在秸稈中，秸稈中的養分包括氫、碳、氧等，而氮和硫的含量較低[9]。為了更好地利用秸稈，鳳陽縣積極采取措

施：1）成立了永盛、潤農、鑫德3家生物質燃料有限公司，以生物質為原料進行加工，制成的顆粒型燃料可用于鍋爐、發電廠等企業；2）結合夏秋季時節和作物特點，在堅持秸稈禁燒和還田利用的同時，提前謀劃、全面動員、周密部署，扎實推進秸稈打捆離田作業，為有效促進秸稈綜合利用，從根本上解決秸稈的出路起到了很好的示范引領作用；3）每年夏秋季前，鳳陽縣政府都要召開由各鎮街和縣直相關單位參加的全縣秸稈收儲運體系建設協調會，要求各單位積極做好宣傳引導、工作對接，加快推進收儲場地落實、收儲協議簽訂、獎補政策細則出臺等工作，提前謀劃好夏秋季的秸稈綜合利用工作；4）各鄉鎮街道積極召開種糧大戶座談會，組織秸稈經紀人、光大城鄉再生能源（鳳陽）有限公司與種糧大戶現場對接，簽訂協議，落實打捆、收儲、運輸等細節。

截至2021年，鳳陽縣共建立了30多家秸稈收儲中心，秸稈經紀人隊伍8家。2022年組織秸稈打捆、摟草、抓草、運輸等機械200多臺（套）投入小麥秸稈收儲工作，完成小麥秸稈打捆面積2.3萬hm2，收儲小麥秸稈超過6萬t，促進了秸稈禁燒和綜合利用。

1.1.5 加工秸稈育秧盤

秸稈富含大量的天然纖維素，是很好的造紙原材料，可以通過技術手段處理農作物秸稈以提取草漿造紙。根據這一原理，鳳陽縣與安徽科技學院合作，以秸稈為原材料開發出可降解的水稻育秧盤，與傳統塑料育秧盤相比，具有育秧工序簡單、節省基質土、降低成本等優點。

1.2 秸稈綜合利用效率探索

1.2.1 輪作套種

為加強秸稈的綜合利用，鳳陽縣正積極推進多種作物輪作。近年來，在安徽省水稻、玉米等產業技術體系的大力支持下，安徽省鳳陽縣國家級農作物品種區域試驗站等科研單位不斷嘗試和推廣各種生態栽培模式，如玉米與蔬菜、草莓、西甜瓜、葡萄、水稻等作物進行輪套種，在改良土壤、提高種植品質及促進農民增收、農業增效等方面取得了良好的效果。

1.2.2 技術步驟和關鍵點

玉米為鳳陽縣主要農作物之一，為進一步推廣生態栽培模式，提升玉米秸稈的綜合利用率，鳳陽縣加大推廣玉米秸稈還田技術力度，提出了玉米秸稈還田的技術步驟和實施關鍵點。1）進行二次粉碎。采用玉米聯合收獲機收獲后直接粉碎秸稈還田，或人工采收后用玉米還田機粉碎秸稈還田，留茬過高、秸稈粉碎達不到要求時，應采用秸稈粉碎還田機進行二次秸稈粉碎作業。2）細化作業要求。選用聯合收獲粉碎一體機作業模式，秸稈合格粉碎長度≤10 cm。3）規定秸稈還田量。玉米秸稈還田的生物量為0.9萬～

1.2萬kg·hm-2。4）微生物菌劑施用方式。秸稈粉碎后，表面噴施微生物菌劑，活菌數≥107 cfu·mL-1，菌劑施用量為15.0～30.0 kg·hm-2，以加速秸稈的腐解。還應注意，在微生物菌劑噴施后，需要再次翻耕，使秸稈與微生物充分混合，并適當增施氮肥，適度調節碳氮比，從而加快秸稈腐解。降解15～20 d后種植下茬作物效果更佳。

2 秸稈綜合利用技術存在的問題

鳳陽縣在農作物秸稈綜合利用方面取得了一些成功經驗，但是這些利用方式還處在初級階段，存在一些問題，主要表現在以下4個方面。

2.1 秸稈綜合利用技術不夠成熟

鳳陽縣的秸稈粉碎還田、秸稈飼料加工、秸稈生物質燃料加工和水稻育秧盤開發等技術在相關企業中已開始投入運營。但秸稈綜合利用總體技術水平不高，產品成本高，經濟效益不明顯，農民應用的積極性不高。

2.2 科技投入不夠

目前鳳陽縣還是以秸稈粉碎還田作為解決秸稈問題的主要途徑，對秸稈營養成分分析、秸稈植物纖維特性研究、秸稈殘體腐解與土壤肥力基礎研究投入不夠，秸稈綜合利用和產品開發深度不夠。如飼料化加工方面，當下主要利用玉米（豆類）秸稈經過青貯和微生物發酵形成飼料，其粗蛋白和礦物質含量低且纖維素含量過高，直接影響動物的采食量和營養物質的消化率。

2.3 機械設備有待更新換代

據不完全統計，鳳陽縣目前引進的秸稈處理設備主要有秸稈粉碎還田機械（包括粉碎還田機、滅茬機等）、飼料加工設備（包括青貯收獲機、粉碎機、打捆機、揉絲機、調質機及壓餅包膜機等），普遍存在中小型機具偏多、動力小、故障多等問題，2021年和2022年雖有大型馬力及配套機具增加，但離鳳陽縣秸稈打捆要求還相距甚遠，每年還要引進外地機具100臺（套）。另外，鳳陽縣有制炭機、造紙機、秧盤成型機等，但這些設備自動化程度和加工精細度均有待提高。

2.4 秸稈產業發展有待進一步完善

近年來，政府部門出臺了一系列關于作物秸稈綜合利用的文件和政策，多集中在“禁燒”“秸稈集中收儲”等方面，對秸稈深加工產品開發及相關企業投入和政策支持力度還不夠，作物秸稈的綜合利用有待繼續完善，作物秸稈產業化發展還沒有形成規模。

3 改善建議

農作物秸稈綜合利用機械化技術是采用現代先進的實用技術對農業廢棄物進行開發利用，使之轉變為有用資源的過程。農作物秸稈綜合利用既節約了資源，又保護了環境，實現了農業經濟循環發展。結合鳳陽縣農業生產實際情況，針對存在的問題提出如下建議。

3.1 農機與農藝相結合

在秸稈滅茬粉碎還田的基礎上，因地適宜，開展秸稈適量還田、部分離地再利用。通過農機與農藝相結合，更加完善秸稈綜合利用技術，進而提高農業現代化水平，增加農民收入，提升各類農業經營主體和農民參與的積極性。

3.2 增加科研技術投入，解決生產中的難點

農作物秸稈綜合利用需要產品開發和農業機械化技術綜合運用，建議各級政府、科技和農業部門，在政策項目、技術創新和資金方面給予專項支持，開展產學研合作，組織各類農業院校、科研院所等科技力量進行技術攻關，促進成果應用與轉化。

3.3 開展機械設備研究與引進

依托安徽農業大學、安徽科技學院等相關科研院校，重點在農作物秸稈還田實驗基礎上進行理論與生產對接的研究，對秸稈飼料設備進行優化，加快秸稈生物質燃料和秸稈育秧盤加工設備核心零部件開發、秸稈有機肥工業化生產設備的引進。

3.4 政府引導，搞好秸稈綜合利用示范推廣工作，促進秸稈產業化發展

加大政策引導力度，鼓勵農民有條件地加大對秸稈綜合利用的投入，調整《機具補貼目錄》，加強對秸稈綜合利用農機化技術的宣傳和推廣工作。結合農業結構調整，有重點地扶持科技含量高、效益高的秸稈加工利用項目和企業，實施項目帶動戰略，搞好秸稈綜合利用示范推廣工作。如在鳳陽縣政府積極引導下，光大城鄉再生能源（鳳陽）有限公司每年全量收購鳳陽縣及周邊秸稈，為秸稈產業的良性發展起到了很好的示范帶動作用。

4 結語

鳳陽縣農作物秸稈綜合利用應在政府統籌規劃和社會各方力量參與下，圍繞生態農業開展秸稈綜合利用，繼續探索“兩利用”新路徑，促進農業可持續發展。截至2022年，鳳陽縣共布置了32個秸稈收儲中心，形成了完善的秸稈收儲運用產業體系和“公司+村集體+專業合作社”的模式。村設立秸稈收儲專業合作社并設立標準化臨時堆放轉運點及堆放點，配備必要的收儲器械設備和收儲人員，最終形成了農作物秸稈“收、儲、存、運、銷”一條龍服務網絡。未來鳳陽縣要將做大做強秸稈產業、讓秸稈變廢為寶、點草成金作為農業循環經濟的重點，力爭到“十四五”期末，將農作物秸稈和畜禽養殖廢棄物綜合利用率提升到96%以上，秸稈產業化利用率提升到70%以上。

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（責任編輯：劉寧寧）