秸秆综合利用前景途径及存在问题与解决办法

王智卓

（彰武县东六家子镇农科农机站 123211）

自2008年国务院办公厅印发《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》以来，各地区、各部门积极采取有效措施，农作物秸秆综合利用和禁止露天焚烧工作取得了积极进展，综合利用水平有所提高，露天焚烧火点数明显减少。

2015年11月25日，发展改革委、财政部、农业部、环境保护部联合发出通知，要求各地进一步加强秸秆综合利用与禁烧工作，力争到2020年全国秸秆综合利用率达到85%以上。

四部委要求通过推动产业化发展拓宽秸秆利用渠道，推行秸秆机械化还田作业和留茬高度等标准，促进秸秆就地还田或应收尽收;积极扶持秸秆收储运服务组织发展，建立规范的秸秆储存场所，促进秸秆后续利用；支持秸秆代木、纤维原料、清洁制浆、生物质能、商品有机肥等新技术的产业化发展，完善配套产业及下游产品开发，延伸秸秆综合利用产业链。

1 秸秆综合利用前景广阔

1.1 国外的基本做法

从国外情况看，特别是在发达国家，通过科技进步与创新，为农作物秸秆的综合开发利用找到了多种用途，除传统的将秸秆粉碎还田作有机肥料外，还走出了秸秆饲料、秸秆汽化、秸秆发电、秸秆乙醇、秸秆建材等新路子，大大提高了秸秆的利用值和利用率，值得我们借鉴。如北美以耕种玉米、小麦为主，每年产生大量的秸秆。在加拿大的农业区，当玉米成熟时，人们就用玉米收割机一边收割一边把玉米秆切碎，切碎的玉米秆作为肥料返到田里。

在美国，有24个农业州，每年能收集大约4500万吨秸秆，被用作饲料，或者用来盖房，将整捆的秸秆高强度挤压后填充新房的墙壁；美国还积极推动再生能源事业，把秸秆作为新兴的替代燃料特别是生物燃料，从中提取乙醇进行开发利用，使秸秆综合回收利用有了新发展。政府进行补贴等政策的鼓励与支持。

在欧洲，则开创了秸秆发电的新途径。丹麦是世界上首先用秸秆发电的国家，农民将秸秆卖给电厂发电，满足上万户居民的用电和供热需求，电厂降低了原料成本，居民获得了实惠的电价，而秸秆燃烧后的草木灰又无偿地还给农民作了肥料，从而形成了一个工业与农业相衔接的循环经济圈。

在日本，人们主要是把秸秆翻入土层中还田用作肥料，也把秸秆用作粗饲料喂养家畜。日本也在积极挖掘秸秆的燃料转化潜力，已研制出从秸秆所含纤维素中提取酒精燃料的技术，向着秸秆的科学化、实用化迈出了新步伐。

1.2 国内的基本做法

从国内看，情况仍然不能令人乐观。秸秆还田要影响作物生长，秸秆焚烧污染大气环境，综合开发利用又面临着技术不成熟、投资比较大、效果比较差的窘境。如果能将秸秆在农村就地变为国家急需的工业原料，实现产业化，吸纳农村劳动力，将给农民带来可观的收入（0.5吨秸秆/亩，增收150元/亩）。如果能创建以秸秆为原料的新型生态工业，实行种植业、养殖业、农副产品加工业、秸秆生态工业四业相结合的高级阶段生态农业的生产模式，则农用生物柴油燃料、寡糖植保素生物农药、秸秆有机肥、秸秆生物饲料等都是秸秆转化产物，有望形成比传统石油农业生产率更高、可持续发展的新型农业，前景十分诱人。

在实践中，我国也有不少地方积极探索，创造性地采用了许多有益的经验和办法。如利用秸秆造纸；或者利用秸秆生产无甲醛系列秸板，广泛用作高档家具、高档包装、高档建筑材料以及高档音箱等基材，既能增加农民收入，还能出口增加外汇收入，使秸秆资源转化为经济优势；鼓励农民扩大养殖规模，使秸秆成为牛羊的粗饲料；可喜的是，一些地方已经利用秸秆汽化原理和技术，在农村推行秸秆沼气工程，这是十分有意义的事情。但是，由于秸秆利用的具体工艺还不完善，政策和资金投入不足，市场运作力度还很不够，秸秆加工设备以及相关加工设施有限，秸秆使用技术比较低下，秸秆综合利用的效率和效益有待提高，出现了当前的两难困境。秸秆焚烧与秸秆多少没有多大关系，而与秸秆综合利用率低下有直接关系，必须解决秸秆综合利用的问题。但如何提高，却不是农民自身可以解决的，必须采取多管齐下的措施与办法。

首先要明确的是，秸秆问题必须通过市场化的途径加以解决，即要以市场化的理念来认识秸秆的资源价值，看待其发展前景，要以企业化的制度来推进秸秆的综合利用，拓宽其开发利用的途径。其次要明确和突出政府对秸秆综合利用的主要责任。第一，政府要加大推进秸秆科学研究的力度，促进我国秸秆生态产业链的发展。必须改变现行的秸秆利用技术效率较低、经济效益差、投入产出不合算的状况。第二，政府要加大政策和资金支持的力度。但由于支持力度不够，财政补贴、税收减免等政策和措施没有跟上去，公共服务不到位，民间投资也不到位，使加工设备、基础处理设施配套不足的状况长期延续，秸秆综合利用严重滞后。第三，必须同时加大宣传和服务工作的力度，充分调动广大农民的积极性，为秸秆综合利用做好各项准备工作。

2 目前秸秆利用的技术方法

2.1 秸秆直接还田

机械化秸秆还田技术主要是以机械粉碎、破茬、深耕和耙压等机械化作业为主，将农作物秸秆粉碎后直接还到土壤中去。

2.2 快速热腐还田

该技术是把传统的堆沤还田用现代生化技术进行快速腐化处理。采用现代微生物和化学技术，经微生物发酵、除臭和完全腐熟后生产出秸秆腐熟肥料，富含多种功能性微生物和丰富的微量元素，可以改良土壤结构，减轻土壤硬化，对农作物生长起到营养、调理和保健作用，让土地吸收的有机质发挥更大的效用。

2.3 加工制造秸秆有机生物肥料

生产厂家将生物物质、生物废料、动物残体、排泄物等用特定化学方法和微生物菌种培养生产出来的具有活性的微生物制剂，加入适量的微量元素，经加工包装制成商品，进行销售的肥料。

2.4 直接饲喂牲畜

将秸秆切短做成干草或制成青贮饲料供给草食牲畜食用。现代养猪技术有自然养猪法，又叫垫料养猪法。主要是以秸秆、锯末、稻壳等做垫圈料，通过添加天然盐、微生物、营养剂等物质使其混合形成发酵床，小猪们不仅可拱食发酵床中的养分，也同时在上面吃、喝、拉、撒。

发酵床的垫料中含有大量的有益菌群，负责分解猪粪尿，保持猪圈温度，又能避免病菌传播，垫料还能直接还田，从而实现养殖过程中零污染排放。

2.5 加工制造秸秆饲料

秸秆饲料的加工利用技术有以下几种：秸秆饲料黄贮加工技术、秸秆饲料氨化加工技术、秸秆饲料碱化加工技术、秸秆饲料酸贮加工技术、秸秆草粉加工技术等。

2.6 生产沼气，沼渣还田

沼气一直被称为农村能源的聚宝盆，生产利用沼气不仅提升乡村人居环境、改善农民生活质量，还能有力地推动农业、畜牧业等相关产业的良性互动发展。

2.7 食用菌栽培，基渣还田

当前剩余的秸秆为栽培蘑菇提供了丰富的原料，栽培蘑菇技术要求不高，成本低，效益高，用过的基渣还是还田的好肥料，不失为农民节支增收的好门路。

2.8 秸秆生物质发电

通过在高温高压锅炉中直接燃烧经过预加工的秸秆产生热能，再进一步转化为电能。利用生物质能发电，不但为农村的秸秆找到出路，而且可以缓解煤炭资源紧缺的状况。秸秆燃烧后的灰渣是很好的钾肥，可以被农作物直接利用或加工成为复合肥。目前，在全世界资源供应紧张的情况下，秸秆发电可谓是一项很具开发潜力的新型能源项目。

2.9 生产乙醇

研究表明，纤维素原料生产使用一个单位的能量，可得到近5.5个单位价值的乙醇。它比从谷物生产乙醇的效率甚至更高。纤维素乙醇排放主要的温室气体二氧化碳比谷物基乙醇远远少得多。用秸秆生产乙醇更符合当前的资源利用理念，相信随着市场技术的改进，秸秆生产乙醇的成本会进一步降低。

2.10 造纸

新的生物降解制造纸浆工程新技术是利用稻草、麦秸、棉秆等农业废弃物为原料，以多种特定的微生物为接种剂，通过工程处理和生物发酵工艺，使秸秆中的果胶物质、木质素、半纤维素等分解、氧化，并使其中的纤维素分离出来，用于造纸工业。

2.11 秸秆颗粒燃料、压块燃料、木炭

秸秆颗粒燃料是以秸秆、木屑为原料，使用环模式颗粒机做成的直径在5～8毫米之间的圆柱型生物质颗粒型燃料，或用压块机制成直径在50～110毫米之间的生物质压块燃料。与煤相比，具有节能、低排放、低成本、储存使用方便、省时卫生等优点。把秸秆进行粉碎筛选和烘干，然后再加入锯末通过制泵机热压和炭化炉炭化生产出机制木炭。机制木炭无烟、无味、无毒的特点，可用于烧烤取暖、净化水源等方面。

2.12 秸秆气化

以生物质秸秆经压缩成型后的颗粒燃料为原料，以空气和水蒸汽为气化剂，生物质颗粒原料在缺氧状态下加热反应的能量转换，制成煤气，替代燃油，供餐饮、炉灶、锅炉和各种加热炉使用。

2.13 加工秸秆建材、板材

这是秸秆加工利用的新兴领域。该技术以秸秆为原材料，利用模压设备制成各种高质量的低密度、中密度和高密纤维板材制品。还可用秸秆中的纤维和木质作填充材料；以水泥、树脂为基料压制成各种类型的轻体隔墙板作为建筑材料。该种建材的特点是具有较好的耐压强度，重量轻、防火防震、价格便宜且安装方便。

2.14 秸秆包装制品

秸秆代替木材和棉花生产高质量的人造纤维浆，可作为化纤制品和玻璃纸生产的主要原料，亦可广泛应用于一次性包装袋、一次性卫生餐具的生产。无毒无害，自然生物降解，不产生任何环境污染，可望成为塑料材质快餐盒的理想替代产品。

3 农作物秸秆处理的困境及其对策

随着农业生产水平的提高，作物秸秆生产越来越多，同时，随着农民生活水平的不断提高，作物秸秆用作燃料或饲料的比例也越来越少，这直接导致秸秆剩余越来越多，秸秆禁烧问题成了影响环境的大问题，甚至成为政治问题。

3.1 秸秆处理中存在的问题

3.1.1 秸秆不焚烧的问题。秸秆收获后不焚烧，就会造成秸秆堆积问题，堆在地里会占据生产空间，堆在路边则影响交通，填进沟塘又会污染水源且妨碍排水泄洪。

3.1.2 秸秆自由焚烧的问题。大量焚烧秸秆会造成环境严重污染，造成空气粉尘多，影响人们正常的生产生活，造成呼吸疾病多发或加剧等。

3.1.3 当前禁烧的问题。国家推行秸秆禁烧制度，也出现了相当多的问题：①禁烧之后无法种植下茬作物，使得禁烧命令难以落实，虽投入大量的人力物力仍难达到基本禁烧的理想目标；②禁烧制度的实施缺乏必要的法律支持，对于不听规劝、擅自焚烧秸秆的农民进行处罚时没有明确的法律依据；③政府禁烧的结果往往导致群众不在白天烧而改在半夜烧，使乡村干部根本无力控制局面，导致比白天和晴天燃烧产生的污染更多，加重了环境污染。

3.1.4 秸秆粉碎还田的问题。从理论上讲，秸秆还田可以在减少秸秆存量的同时增加土壤养分含量和减少化肥投入。但事实上，一方面秸秆还田要增加机械设备投入和燃料投入；另一方面，当年秸秆不能完全还田，否则会造成土壤比重下降、孔隙度过大，进而影响作物正常生长，试验证明，还田比例不宜超过30%；此外，秸秆在田间腐化分解时会吸收土壤中的氮素肥料，在分解完全后才会再释放出氮素肥料。这样，作物在播种时不仅不能少施肥料，还要多施肥料，否则下茬作物就会因在苗期缺少氮肥而生长不良；再次，秸秆还田会造成田间病虫害的发生加重，特别是地下害虫的严重发生，这就必须投入较多的农药来处理，造成新的污染和经济投入的增加。

3.1.5 秸秆用作饲料过腹还田的问题。过腹还田可以消耗相当一部分秸秆，但问题是其间投入的劳动力较大，而且用作饲料的作物秸秆（特别是玉米秸秆）需要青贮才好，而在玉米种植技术中，当前推广的一项重要的增产措施是推迟收获技术，这样可以在不增加投入的条件下增加产量，技术实施效果好而且极易实施，这就会与秸秆青贮用作饲料的方案产生矛盾，也就是说，把玉米秸秆用作饲料的代价是减少玉米产量。

3.1.6 秸秆生物质发电问题。从理论上讲，这样可以变废为宝，但问题是建设发电厂投入巨大；其次，秸秆发电所用秸秆由车辆运输到发电厂，中间消耗的人力与物力成本也是巨大的，而且交通压力也会加大，虽然每收获、集中667平方米秸秆政府补贴10元钱，但农户仍然亏损。

3.1.7 秸秆的其它应用问题。在制沼发电上，其面临的问题与火力发电一样，也是早期投资大、运输成本高，经济效益为负且政府补贴巨大；用作造纸时会造成再次污染，且消耗量不大，秸秆处理作用小；工业上用作制作板材、农业上用于制菇、制作工艺品等，都是杯水车薪，不可能较大程度上保证当前秸秆问题的解决。

3.2 解决措施

秸秆处理的每种方式都有许多优点，但每一种方式都不能完全解决秸秆处理问题，必须综合分析评判每种处理方式、综合应用多项技术与政策，按照效益和可操作性进行共同分析，按照顺序由重点到一般来综合解决秸秆问题。

3.2.1 加大秸秆还田技术的推广与应用。应科学制定秸秆还田量与技术操作，并配套相应植保技术，在不影响作物生长和不对环境造成污染的前提下实施秸秆还田，由科研、农技推广部门与行政部门配合实施。

3.2.2 结合当地经济发展模式的特色，引导当地群众发展畜牧养殖、食用菌种植、工业板材制造、纸浆制造等消耗秸秆的产业，应由基层政府引导、由市场经济调节，不宜搞政府强制，也不宜做过多的政府补贴。

3.2.3 对于大量生产秸秆而又无法消耗太多的地区，政府可以招标建设生物质发电厂，由国家集中投入补贴资金，在有限的范围内集中处理大部分秸秆，应由政府的较高层来决策完成。

4 农作物秸秆的综合利用愿景可期

近年来，随着化石能源的短缺及农业环境的日益恶化，人们对环境保护和可持续发展越来越重视，生物质资源的开发利用逐渐受到世界各国的关注。我国作为世界的农业大国，拥有丰富的生物质资源，具有较大的新型能源化开发潜力。

农作物秸秆是农业生产的副产物，是一种可再生的生物质资源，具有来源广、污染小、热值含量高等显著优势，曾是我国农村主要的牲畜饲料和生活燃料。

由于农村生活水平的提高和生产方式的改变，秸秆的利用受到收集方式、利用技术和运输成本的限制，目前主要采用田间焚烧和废弃的方式处理过剩的秸秆，导致环境的污染和资源的浪费，存在火灾和交通事故隐患，同时破坏土壤抗旱保湿能力。秸秆综合利用率低（约为33%），严重制约了农业的可持续发展。农作物秸秆的资源化、商品化，可以缓解农村能源、饲料、肥料、工业原料和基料的供应压力，有利于改善农村的生活条件，发展循环经济，构建资源节约型社会，促进农村经济可持续发展。因此，农作物秸秆综合利用技术的研究具有重要的现实意义。

5 未来发展

农作物秸秆具有广阔的应用范围，秸秆综合利用一个是较新的技术领域，具有较大的市场开发潜力。我国在生物质能综合利用技术方面已经积累了一些成熟的经验，发展初具规模；但由于技术及成本等问题的限制，导致各领域发展并不平衡，在秸秆饲料化和肥料化上发展较快，在能源化方向增幅不大，在原料化和基料化方面应用还很有限。

在国家提出节能减排、可持续发展的背景环境下，随着各项促进生物质能产业化发展政策的实施，秸秆综合利用技术迎来了前所未有的发展机遇。顺应我国的基本国情，发展生物质产业，必将成为提高我国国民经济的一个重要的方式。