玉米秸秆资源的综合利用及方式

丁攀 叶芳 张轲 黄泽权 张韶祥 季福杰 蒋云仲

中国是农业大国，每年在有大量粮食产出的同时，也有大量的农作物秸秆产生。我国农作物秸秆产量大、种类多、分布广，是一项重要的生物资源。据调查统计，2019 年全国秸秆理论资源量为8.4 亿t，可收集资源量约为7 亿t。秸秆品种以水稻、小麦、玉米等为主，其中，稻草秸秆约2.11 亿t、小麦秸秆约1.54 亿t、玉米秸秆约2.73 亿t、棉花秸秆约2600 万t，油料作物秸秆（主要为油菜和花生）约3700 万t、豆类秸秆约2800 万t、薯类秸秆约2300 万t。玉米作为我国主要的粮食作物，玉米秸秆在我国农作物秸秆总产量中占有很大比例。由于一直以来没有合理的秸秆处理方式和秸秆收获装备，玉米秸秆的随意抛弃和焚烧现象非常严重，造成了极大的资源浪费，同时也带来了环境污染。

一、玉米秸秆资源的综合利用

农作物秸秆是农业生产过程中的附产物，我国是世界上农作物秸秆资源量最丰富的国家之一，每年产生的农作物秸秆量在7亿t以上。玉米作为我国三大粮食作物，玉米秸秆的每年产量在2.5亿t以上，占各类农作物秸秆总量的30%。

河南省农作物秸秆资源以小麦、玉米、水稻、棉花、花生、大豆和瓜菜薯类秸秆为主，其中，小麦秸秆资源量3 797.98万t、玉米秸秆资源量2 394.77万t、水稻秸秆资源量485.93万t、棉花秸秆资源量147.15万t、花生秸秆资源量340.80万t、大豆秸秆资源量229.26万t、薯类秸秆资源量243.37万t、瓜菜类秸秆资源量526.62万t、其他类秸秆资源量271.74万t。玉米秸秆资源总量仅次于小麦秸秆资源总量，占28.38%。

二、玉米秸秆的总体利用情况及利用方式

近几年，国家为了建设节约型社会和发展循环经济，彻底解决秸秆焚烧和污染的问题，逐步加强了对秸秆的综合利用，农作物秸秆的利用情况越来越好，各类秸秆的利用率都已经处于比较高的水平。玉米秸秆的利用率也达到了70%。

（一）利用情况

如表1所示，玉米秸稈主要由茎和叶组成，其中茎又由外皮和瓤组成，瓤充满于筒状外皮中。皮、瓤、叶的含量各不相同。

（二）利用方式

1.玉米秸秆直接还田。我国农村土地普遍存在地力不足的状况。实行玉米秸秆直接还田能够增加土壤中的有机质质量分数，培肥地力，改善土壤结构，有利于农业的可持续发展。玉米秸秆粉碎后还田，有利于更新土壤腐殖质，改善土壤的物理性状和耕性，促进土壤的养分循环。地力和肥力的提高可促使玉米的产量增加，提高生态效益和经济效益。

2.玉米秸秆饲料化。玉米秸秆作为饲料应用是玉米秸秆非常重要的一项利用方式。玉米秸秆含有丰富的营养和可利用的化学成分。有关研究结果表明，玉米秸秆含有30%以上的碳水化合物、2%～4%的蛋白质和0.5%～1%的脂肪，对玉米秸秆黄化、氨化及糖化后，提高了利用率。如果把2500万t玉米秸秆转化为饲料的话，每年可以养1000万头牛，同时还能够产生大量的有机肥。玉米秸秆既可以青贮，也可以直接饲喂。通过对玉米秸秆进行精细加工处理后制成高营养的畜牧饲料，不仅有利于发展畜牧业，而且通过秸秆过腹还田，具有良好的生态效益和经济效益。

3.玉米秸秆可作为再生能源原料。玉米秸秆通过适当处理后，可以用于生物质电厂发电、生产乙醇、生产沼气、制作压块煤和食用菌基料以及有机肥等。玉米秸秆致密成型燃料是把粉碎的玉米秸秆经过高温热压成型，制成生态煤砖、燃料棒，可用于取暖做饭、小型锅炉等。经测定，玉米秸秆致密成型燃料的各种排放量都远低于煤，是一种清洁无污染的可再生能源。

用玉米秸秆等非食品原料制造乙醇，大约7 t玉米秸秆相当于4 t玉米原料，可产1 t乙醇，而且每吨成本比用粮食生产乙醇低1000元。项目年产6万t乙醇时，可带动农民增收8000万元，户均增收230元以上。山西省是玉米主产区之一，其借鉴的山东省“东平经验”利用秸秆生产乙醇，不仅可避免秸秆就地焚烧的烟尘污染，还是发展循环经济、缓解能源紧缺、促进农民增收的好项目。

基金项目：河南科技智库调研课题（编号：HNKJZK-2019-21B），河南省科技攻关项目（182102110010，172102310355 ），河南省基础与前沿技术研究计划项目（142300410294），河南农业大学本科实验室开放创新项目（编号：KF1908）。