拓宽农作物秸秆综合利用途径 有效改善生态环境

贾殿春

摘要：秸秆是重要的生物质资源和清洁可再生能源。北方冬季寒冷，秸秆短时间内不会腐烂，其氮、磷、钾、碳平均含量分别为0.6%、0.3%、10%、45%。可以小范围还田与产业化经济相结合，加快秸秆综合利用，实现转化升值和循环发展，以此减少对大气的污染，对推动农业可持续发展具有十分重要的现实意义。

关键词：农作物秸秆；生态环境；利用；影响

中图分类号： X712 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.03.001

1农作物秸秆资源情况

近年来，吉林省秸秆总量逐年攀升，2015年全省各种作物秸秆约为7500万吨，可收集利用量约为6000余万吨。

2农作物秸秆的综合利用途径

2.1秸秆肥料化利用

2.1.1秸秆直接还田 一是提升地力。根据东北农业大学长期定位试验，秸秆还田5年，土壤有机质增加0.19～0.23克/公斤。秸秆翻压还田18年，土壤有机质增加5.22～11.78克/公斤；据全国60份秸秆还田试验资料，秸秆还田土壤全氮提高0.001%～0.1%，速效磷增加0.2～30毫克/公斤，速效钾增加3.3～80毫克/公斤；二是改善理化性状。据省农科院土肥所试验，秸秆直接还田6年，土壤容重降低0.05克/立方厘米，孔隙度增加2%～3%，水稳性团聚体增加94.8%；三是土壤微生物量增加，酶活性提高。据省农科院土肥所试验，秸秆直接还田6年，0～20厘米耕层细菌和真菌数分别增加142.9%和115.0%，所有酶活性均增加，其中碱性磷酸酶，秸秆翻压增加14.23毫克/公斤，覆盖增加13.66毫克/公斤；四是抗旱、抗风蚀、水蚀效果明显。据科研人员在湖南研究所得，秸秆覆盖可减少蒸发量51.4毫米。玉米秸秆覆盖0～10厘米土层含水量多4.1%，10～20厘米多6.9%，20～40厘米多3%。在内蒙古自治区武川县研究所得，小麦留茬对12厘米高度风速比对照减少11.706米/秒，减少37.7%，风蚀量减少0.60公斤/公顷，减少10.5%，研究表明，小麦高留茬25～30厘米，比无覆盖产生径流次数少1次，径流量减少47.8%，土壤侵蚀量少67.7%；五是改良盐碱地效果明显。据省农科院研究表明，秸秆连续还田2～3年，盐碱土pH值由8.2降至7.5～7.2，总盐碱量由0.88%降至0.75%～0.70%。

2.1.2制成优质肥还田 主要分场地化堆沤造肥和工厂化处理生产的商品有机肥，一般畜禽粪便与秸秆掺混比例为1∶0.3。对生态环境的影响，据中科院东北地理与农业生态所长期定位试验，连续6年施用有机肥（腐熟的猪粪）折合每公顷有机碳2529公斤，土壤有机质增加1.6克/公斤，土壤全氮增加9.8%，土壤全磷增加42.5%，速效磷增加95.2%，速效钾增加0.37%，pH值稳定（施用化肥区下降0.5），土壤中大于0.25毫米水稳性团聚体可增加7.8%。

2.2秸秆饲料化利用

主要分为秸秆青（黄）贮、微贮、加工成块状粗饲料和精饲料搭配使用等方式进行过腹还田。对生态环境的影响，一方面减少二氧化碳排放，另一方面减少化肥用量。据相关资料显示，1万吨秸秆直接焚烧将排放1.44万吨二氧化碳，1头牛1年产3600公斤粪便，7200公斤尿，生产腐熟粪肥1.2～1.5吨，0.5～1亩地做底肥，可减少化肥用量10%～15%。

2.3秸秆基料化利用

基料化利用是指将秸秆粉碎，按一定比例配合添加剂、辅料等经灭菌发酵制成作物育苗的营养基质。据相关资料推算，秸秆粉碎代替部分木屑，1万吨秸秆约可代替0.4万吨木料，在保护资源的同时也减少了秸秆焚烧带来的污染。

2.4秸秆燃料化利用

2.4.1秸秆生物质发电 以农作物秸秆为主要燃料的一种发电方式。根据对公主岭市电厂调查所推算，每2吨秸秆产生的热量相当于1吨标准煤，每利用1万吨秸秆替代煤燃烧，将减少二氧化碳排放1.4吨、烟尘排放100吨。

2.4.2秸秆固化成型、热解氧化 主要将农作物秸秆通过敞开式快速炭化窑及其配套设备，固化成型或热解氧化，加工成绿色新型燃料。对生态环境的影响，每碳化1吨秸秆，可产炭220公斤、木醋酸液（pH值4）250公斤，焦油40公斤，燃气2000立方米。秸秆固化燃料燃烧时，二氧化硫排放量是燃煤的1/15，燃油的1/7，排尘浓度小于每立方米40毫克，含灰量小于8%。另外，秸秆热解气化后所产生的燃气是一种与天然气成分相似的清洁能源，可燃成分主要为CO、H2、CH4等，燃气中氮氧化物及硫化物含量极少，经锅炉燃烧后排放达到天然气排放标准。

2.5秸秆原料化利用

2.5.1秸秆生产纤维素乙醇 主要以生物质秸秆为原料，从秸秆所含纤维素中提取酒精燃料。对生态环境的影响，据测算，大约5～6吨秸秆能生产1吨乙醇。一方面秸秆生产乙醇，可以减少秸秆焚烧排放的大量二氧化硫、二氧化氮等大气污染物，减少对環境的污染。另一方面生产出的乙醇汽油是一种清洁的发动机燃料油，车用乙醇汽油可有效降低汽车尾气排放。

2.5.2秸秆制浆造纸 主要以农作物秸秆为原料，通过亚硫酸胺法清洁制浆技术，生产出各种纸制品。对生态环境的影响，一是减碳护林，改善生态环境。每利用1万吨秸秆，可生产3500吨本色浆，3000吨本色纸，可替代1.4立方米木材，相当于保护1200亩林地免遭砍伐，被保护林地每年可吸收二氧化碳2.56万吨，释放氧气2.27万吨；二是减少化肥用量、减少煤耗和二氧化碳排放量。每加工1吨秸秆可提取167公斤纯黄腐酸，以每亩施入2.5公斤纯黄腐酸节省化肥20%计算，1吨秸秆可减少化肥用量640公斤，约减少煤炭消耗1240公斤，减少二氧化碳排放3.22吨。

2.5.3秸秆制造板材 主要以农作物秸秆为原料，制成的一种广泛应用于家具制造、室内装修等领域的板材。对生态环境的影响，一是实现碳减排。据木材网相关资料估算，生产1立方米秸秆板需要消耗1.2吨农作物秸秆实现碳减排量3.949吨。二是节约森林资源。1立方米木制板材需消耗1.5立方米木材，用秸秆板代替木制板材，每年我国可以减少约8000万立方米的木材砍伐。