秸秆产业化现状及发展趋势

李志坤

（河北省平乡县环境监测站，河北平乡054500）

秸秆产业化现状及发展趋势

李志坤

（河北省平乡县环境监测站，河北平乡054500）

农业生产不断发展创造了丰富的秸秆资源，科学技术发展提供了秸秆产业化的技术保障，使秸秆产业化具有可行性。介绍了秸秆造纸、秸秆还田、秸秆作为动物饲料、秸秆生产燃料乙醇等的利用方式。探讨了秸秆未来的发展趋势和限制条件，为我国开展秸秆资源综合利用，减小因秸秆焚烧对大气环境产生的影响，提供了一定的参考。

秸秆；产业化；可行性；发展趋势

近年来随着农业生产现代化水平的不断提高和农业生产的迅速发展，秸秆资源开始出现了大量剩余，秸秆燃烧问题日益严重，对大气环境造成了严重影响，成为颗粒物中的主要贡献源[1，2]。作为农作物的副产品，秸秆是一种重要的可再生生物资源，是一种能够被综合利用起来的重要资源。秸秆可以用于饲料、肥料和生活燃料以及工业生产的原料，是一种应用广泛的生物质资源。我国是农业生产大国，秸秆资源丰富多样，具体包括谷类、薯类、棉花、油料类、甘蔗、烟草和豆类等多种农作物，其中又以稻草、玉米和小麦等三种秸秆为主，这三种秸秆的数量占据了我国秸秆资源总量的四分之三以上，并且随着农业产业结构的逐步调整，农业经济作物不断涌现，经济作物类的秸秆资源比例也日益增加。因此，对秸秆实行综合利用，进行产业化发展，对环境保护有着重要意义。

1 秸秆产业化发展的可行性

1.1农业生产不断发展，创造了丰富的秸秆资源

自2007年以来，我国的农业生产迅速发展，随着国家对于农业发展的大力支持和农业现代化种植技术的广泛应用，以及土地资源的整合，我国农产品产量迅速增高，见表1。秸秆作为农产品生产的“副产物”，随着农业生产的不断发展，其数量也呈现出递增的趋势，为秸秆实现产业化发展提供了充足的原材料。

表12007 —2013年我国农产品产量统计万t

1.2科学技术发展，提供了秸秆产业化的技术保障

我国作为科技大国，科学技术迅猛发展。大量的科技工作者投入到了秸秆资源化的研究中。秸秆固化、秸秆造纸、秸秆发电等技术已成为成熟技术。秸秆高效还田、秸秆板材生产、秸秆生产乙醇等技术已趋于成熟。同时，科技工作者也将生物技术应用到秸秆综合利用中，这为秸秆综合利用和产业化发展提供了有力的技术支持。

2 秸秆产业化现状概述

2.1秸秆用于工业造纸

制浆造纸工业的主要原料是植物纤维。根据相关资料统计显示，国外造纸工业90%以上是采用木材作为制浆纤维原料，而国内采用木材比重较少，秸秆等非木材原料采用较多，是世界上最大的草浆生产国。我国草类非木材原料主要有芦苇、竹子、甘蔗渣、秸秆及棉、麻等。据相关农业部门统计，我国秸秆资源总量约有45%用于农村生活能源，30.9%用于牲畜饲料（其中14.8%经过处理，16.1%未经处理，直接用于牲畜），29%用于制浆原料，还有21.2%用于焚烧以及其他用途。

目前，利用秸秆造纸的企业主要是靠近稻麦生产地区，诸如河北、河南、山东、江苏、安徽及四川等地，其他地区秸秆在造纸工业中的应用比重较低。原因是产业链短，龙头企业缺乏，秸秆综合利用企业规模小，加上企业布局缺乏合理性，利用成本逐步增高，地区性、结构性和季节性秸秆资源过剩。秸秆产业化程度的高低取决于秸秆收集能否与对其能源化和材料化进行有机衔接。此外，秸秆产业化过程中还要求机械化作业，强调一次性投资，并且投资成本较大，加上农业生产受季节性影响的因素，秸秆用于造纸工业的产业化进程则是效率低、收益慢，这在一定程度上阻碍了秸秆用于工业造纸产业化的发展。

2.2秸秆用于造肥还田

目前，我国秸秆用于造肥还田的主要方法有焚烧还田、堆腐还田和过腹还田。焚烧还田，是农业经济时代的主要方法，这种方法污染空气、危害大气环境，至今仍在某些农业生产地区中存在。堆腐还田，是将秸秆粉碎，加以粪、尿等动物和人体排泄物掺合在一起，并加以密封，使有机物在微生物作用下逐步得到腐化和矿物质化，最终形成肥料。这种过程需要采用一定的科学技术进行控制，比如速腐剂堆肥、催腐剂堆肥和酵素菌堆肥等技术。

我国人均占用耕地面积非常小，加上农业生产机械化程度低、耕地复种指数较高和秸秆碳氧的比值高等因素，秸秆用于造肥还田存在着较大难度，主要表现在若对秸秆翻压量过大和翻压质量不到位，以及土壤水分不够等，则会出现幼苗被烧死、病虫害增加等影响幼苗生长的问题，甚至会直接造成产量减少。因此，为了充分利用好秸秆资源造肥还田，需要克服盲目性，要按照农业生产规律进行造肥还田，以提高秸秆还田效益。

2.3秸秆用于牲畜饲料

秸秆产业化发展的第三种形式是牲畜饲料。农作物秸秆中具有较高的粗纤维含量，限制微生物和消化酶对牲畜瘤胃中细胞壁内溶物的消化作用，这就需要采用科学技术对饲料进行加工，从而提高饲料营养价值和被吸收率。

目前，主要是采用氨化、青贮和微生物处理等技术，提高秸杆饲料的适口率和营养吸收率。其中氨化处理是应用较为普遍的方法，也是一种较为成功的处理方法。氨化处理能够提升牲畜约20%的消化率，提高1~1.5倍的粗蛋白含量，并且还可以对粗饲料进行有效保护和存储，具有显著的经济效益。对秸秆用于牲畜饲料的产业化发展奠定了基础。

2.4秸秆生产燃料乙醇

秸杆生产燃料乙醇具有原料来源丰富、积碳含量少、动力性能好等优点，是我国未来生物燃料的主力军[4-6]。秸秆中的主要糖类物质为半纤维素和纤维素。这些糖类物质在一定的催化条件下经水解后，以糖化酶作为发酵剂，在厌氧条件下可生产出乙醇。即解决了秸秆的利用问题，又生产出了清洁能源，在一定程度上减少了污染物的排放量。秸秆纤维素、木质素、半纤维素这些糖类物质可以水解，而不可水解的非糖类物质便会以固体废弃物的形式存在，且产生量较大，如何解决剩余固体废弃物的问题，也是摆在科技工作者面前的难题[7-9]。

3 秸秆产业化发展趋势分析

3.1秸秆加工设备的研制和生产加工工艺的完善

在现有的以还田机械和青贮机械等秸秆切短设备为主的秸秆加工设备的基础上，加快开发集多功能于一体，秸秆收集与利用相配套的机械设备的研制和生产，推动秸秆饲料的生产和商品化，使秸秆由简单利用向深化利用发展。利用秸秆生产秸秆板材、可降解一次性餐具、秸秆固化、可燃气等产品。同时，在利用现有技术和设备的基础上，加快高产高效生产线设备和

工艺的制造和引进。

3.2秸秆产业化组织的培育和发展

由于我国土地种类较多，部分地区土地经营和农业生产方式仍以分散的家庭经营为主，同时由于土地生产能力的限制，部分小区快，农民仍采用焚烧的方式肥田，造成秸秆原料的生产和收集困难。解决这方面问题，就要搞好秸秆产业化组织的培育和发展，采用多种形式，如“生产公司+农户”、“公司+协会+农户”、“公司+合作社+农户”等，提高组织化程度和增强规模化生产，实现资源利用和经济效益的最大化[10]。

3.3秸秆资源化利用

秸秆产业化利用使得秸秆成为可以出售的商品，农民出售秸秆，可以获得收益，提高经济收入；而对于企业来讲，这是颇具发展潜力的新兴产业，同时资源来源广泛且可持续。因此各级政府应该正确引导农民，以科技为基础，以市场为导向，实现产业化经营农作物秸秆，根据本地区秸秆产生特点，建立相应的秸秆高效利用企业，如建立秸秆发电厂、肥料制造厂、秸秆气化站等，从而建立起一种完善的秸秆产业化发展模式[11，12]。

4 结束语

随着科学技术的不断发展和农业生产现代化水平的提高，秸秆产业化发展将会迎来广阔的空间，秸秆资源将在新兴工艺综合利用项目中实现产业化生产模式，并逐步形成由生产、加工到销售的完整产业链。然而，秸秆产业化发展仍存在诸多障碍和问题，这些障碍和问题的解决不是一蹴而就的，需要人们不断去研究和实践，才能真正使秸秆资源综合利用产业化得到可持续发展，才能使秸秆资源得到高效综合利用。

[1]高申.中国五城市大气可吸入颗粒物和细颗粒物源解析[D].天津：天津医科大学，2012.

[2]邹本东，徐子优，华蕾，等.因子分析法解析北京市大气颗粒物PM_(10)的来源[J].中国环境监测，2007，23(2):79-85.

[3]王民，郭康权，朱文荣.秸秆制作成型燃料的研究[J].农业工程学报，1993，9(1):99-104.

[4]李阳，孙岩峰，张玉苍，等.玉米秸秆制乙醇预处理新工艺-“液化技”[J].食品技术，2009，34(9):123-127.

[5]张继泉，郭利美，王瑞明.玉米秸秆发酵生产燃料酒精工艺探讨[J].广州食品工业科技，2003，19(2):24-25.

[6]任丽，田瑞华，段开红，等.甜高粱秸秆固体发酵生产乙醇工艺研究[J].酿酒科技，2008(2):52-54.

[7]宋安东，裴广庆，王风芹，等.中国燃料乙醇生产用原料的多元化探索[J].农业工程学报，2008:24(3)：302-307.

[8]张庭瑞，李志忠.甘肃省发展非粮原料产燃料乙醇初探[J].中国农业资源与区划，2011，32(3):60-65.

[9]张强，陆军，候霖，等.玉米秸秆发酵法生产燃料酒精的研究进展[J].饲料工业，2005，26(9):20-23.

[10]李金红.新时期推动农作物秸秆综合利用方式转变的思考[J].天津农业科学，2013，12:80-83.

[11]王红彦，毕于运，王道龙，等.生命周期能值分析法与生物质能源研究[J].中国农业资源与区划，2014(2):13-19.

[12]姚宗路，赵立新，田宜水，等.黑龙江省农作物秸秆资源利用现状及中长期展望[J].农业工程学报，2009，29(11):288-292.

Straw industrial status quo and development trend

LI Zhikun
（Pingxiang Environmental Monitoring Station,Pingxinag 054500,China）

The continuous development of agricultural production creates rich straw resources,and scientific and technological development provide technical support for the industrialization of straw so as to make the straw industrialization feasible.The paper described the use patterns of paper-making,straw turnover,animal feed,fuel ethanol production.The future trends and constraints were discussed,which provided some reference for China to carry out comprehensive utilization of straw resources and reduce the atmospheric impact of straw burning.

straw;industrialization;feasibility;development trends

F323.2；X712

A

1674-0912（2015）03-0028-03

2015－02－06）

李志坤（1965-），男，河北平乡人，工程师，从事监测站技术管理工作。