农作物秸秆综合利用技术

王安生

摘  要：众所周知，我国是一个农业大国，也是农作物秸秆资源最为丰富的国家之一。农作物秸秆是农业生态系统中一种十分宝贵的生物质能资源，其内部富含氮、磷、钾、有机质等多种营养成分。农作物秸秆资源的综合利用，对于促进农民增收、环境保护、资源节约、农业经济可持续发展具有重要的意义，农作物秸秆综合利用的发展前景非常广阔。

关键词：农作物;秸秆;综合利用;技术

农作物秸秆是宝贵的可再生资源，其内部富含氮、磷、钾、有机质等多种营养成分。我国的农业生产范围广，每年秸秆产量十分巨大。农作物秸秆综合利用能够有效缓解能源需求压力，缓解环境污染与耕地退化，为工业生产提供更多的基础原料。由此可见，加强农作物秸秆综合利用具有重要的意义。

1农作物秸秆综合利用的意义

1.1减轻环境污染与耕地退化

对于农作物秸秆，我国传统的处理方式是进行焚烧，这样会对空气造成严重的污染，而且在焚烧农作物秸秆的过程中，农作物秸秆中的营养成分会显著降低，能被耕地再次利用的有效成分会大大地降低，焚烧过程中产生的高温会大量地减少耕地土壤中的微生物，显著地降低土壤的理化性能，不利于农业生产的长远发展。而通过对农作物秸秆资源的回收和再利用，不仅能够显著地降低焚烧农作物秸秆带来的环境污染，而且将农作物秸秆粉碎还田，能够在一定程度上恢复耕地土壤的原始地力，降低农业生产过程对自然界的破坏程度。

1.2缓解能源需求压力

从能源含量的角度讲，农业生产中的农作物秸秆等废弃资源仅次于煤炭、石油、天然气，是易于获取且可再生的资源。对农作物秸秆进行有计划地回收和利用，是现阶段缓解能源需求压力的有效途径。通过对农作物秸秆进行处理，不仅能将其作为高密度能源使用，还能够利用农作物秸秆制作酒精等液体燃料，而且将来随着相关研究的不断深入，农作物秸秆的资源化利用途徑将逐渐丰富，其能源的替代能力也将显著提升。

1.3为工业生产提供更多的基础原料

农作物秸秆经过加工、处理、提取后可以以淀粉、纤维等多种形式作为工业产品和生活用品的原料使用，这在一定程度上能够替代粮食和经济作物在工业原材料上的损耗，从而减少粮食消耗，丰富了工业产品的类型，促进了生产工艺的进一步改良。

2农作物秸秆综合利用目前存在的主要问题

目前，农作物秸秆综合利用存在的主要问题有：（1）针对农作物秸秆综合利用标准化工作缺乏系统性研究，各地对农作物秸秆综合利用标准化的重视程度和发展水平不同，农作物秸秆综合利用相关的标准数量少，尤其是国家标准、行业标准制修订主要集中在秸秆能源化利用领域，而秸秆原料化、基料化、饲料化、肥料化利用的标准明显不足，不能满足实际需要。即使在某一特定的利用方式领域，也存在严重不平衡的现象。（2）农作物秸秆综合利用方式单一，主要是以秸秆直接还田为主，而作为饲料、生物燃料、基料等方面应用量很少，产业化发展就更加的落后了，从而出现多样性发展不均、综合利用率较低的问题。（3）在农作物秸秆综合利用中，秸秆收集方法比较落后，机械化程度不高，开发新设备的研究机构、企业也不多，专业的科研人员短缺，投入的研发资金不足，存在生产成本较高、农作物秸秆利用率低、与当地的地质环境条件不匹配、投入与产出不成比例等问题。（4）农作物秸秆的收储体系还不完善，收储点的规划和建设大多处于起步阶段，农作物秸秆回收难度大，多数就地处理。（5）农作物秸秆综合利用缺乏科技创新的大力支持以及完善的服务体系的辅助，农作物秸秆综合利用研发和推广力度不足。（6）农民思想观念落后，缺乏废物利用、循环利用意识，同时由于回收成本较高、劳动力不足等客观原因，造成不愿或无法实施回收，加之政府宣传推广以及政策扶持力度不足，未形成有效稳定的机制来保证政策的执行，资金量不足以调动农民和企业对秸秆综合利用的积极性，导致焚烧农作物秸秆的问题较为严重。

3农作物秸秆综合利用技术

3.1秸秆还田

秸秆还田为秸秆综合性开发与利用较为常见的技术，利用农业机械将秸秆进行粉碎处理后，结合覆盖、抛洒或与翻耕技术进行直接还田。此外，还可在使用堆肥、沤肥、过腹等处理方式后进行还田，在增加土壤肥力、蓄水保墒的同时，具有快捷方便、应用简单、环保性强等优势。农作物秸秆还田按应用途径可分为直接还田和间接还田，直接还田包括翻压还田、覆盖还田;间接还田包括堆沤还田、过腹还田等。

3.1.1直接还田

直接还田中翻压、覆盖还田需使用专业的粉碎翻耕农业机械设备，其中翻压还田主要利用粉碎设备将玉米、小麦、水稻或高粱等作物的秸秆进行粉碎处理，然后均匀铺设在田间，利用翻耕设备将秸秆埋入土壤中，增加土地肥力;覆盖还田则是在麦秆被粉碎的基础上，与免耕播种作业合理配合，直接将其覆盖在田地上。此外，覆盖还田还可采用高留茬的方式在田间覆盖。

3.1.2间接还田

间接还田按照秸秆处理方式的不同，可分为堆沤、过腹等还田模式。堆沤还田是指将秸秆进行肥料化处理，即将秸秆粉碎、堆积后，经过一段时间发酵，制作成肥料还田，按照发酵形式的不同，可分为厌氧与好氧两种发酵形式。过腹还田是指将秸秆作为牲畜饲料，经过牲畜消化处理后排泄出来，在其腐化成熟后，作为肥料进行还田。

3.2秸秆肥料化利用

秸秆肥料化利用即秸秆作为有机肥还田利用，是目前农作物秸秆最普遍的利用方式，是机械化对秸秆简单处理的方法。秸秆作为有机肥还田利用通常采用联合收割机或大型拖拉机配带的秸秆还田机，在地里直接将农作物秸秆粉碎，并均匀撒到地面上，再通过深耕犁翻埋到土壤深处，经过一段时间后腐烂分解成有机肥，使土壤保温、透气、吸水、保水等方面的理化性质得以改善，促进土地肥力的增加。其特点是作业机械化程度高、秸秆处理时间短、腐烂时间长。此外，生化快速腐熟技术制造有机肥的方式同样是一种好的选择，在现代自动化设备的辅助下对温湿度、质量、时间等进行控制，最终产生更多污染较小的有机肥料。

3.3秸秆饲料化利用

秸秆中含有丰富的营养物质，4t秸秆的营养价值相当于1t的粮食，可为畜牧业持续发展提供物质保障。20世纪90年代以前，我国农业机械化水平较低，农业生产中的大部分动力要靠马、牛等大牲畜提供。这些大牲畜的饲料来源大部分是秸秆，尤其是小麦秸秆。随着我国农业机械化水平的不断提高，大牲畜逐渐从农业生产领域退出，小麦秸秆作为饲料的利用量也逐渐减少。由于秸秆青贮饲料技术的不断成熟，再加上养牛业的大力发展，玉米秸秆作为青贮饲料却与日俱增。目前，玉米秸秆青贮饲料在秸秆饲料化利用中占据着主导地位。在整个秸秆利用中，秸秆饲料化利用一直处于从属地位。

3.4秸秆基料化利用

秸秆基料化利用是把秸秆作为食用菌种植的基料来使用的技术模式。早期作为食用菌基料的主要是棉籽壳。但随着食用菌种植规模的扩大和棉花种植面积的减少，棉籽壳的产生量已满足不了食用菌种植的需求。从20世纪90年代后期开始，人们开始用玉米芯代替棉籽壳试种食用菌。经过20多年的发展，玉米芯已成为食用菌种植基料的主要来源。目前，用玉米芯种植食用菌在秸秆基料化利用中占据着主导地位，在整个秸秆综合利用中，秸秆饲料化利用一直处于从属地位。

3.5循环利用

3.5.1秸-饲-肥种植与养殖循环利用模式

该种种养结合秸秆处理模式与秸秆过腹还田模式相近，是指将初步处理后的秸秆通过青贮或黄贮、压块、造粒及膨化等技术流程将其制作成饲料，经牲畜体内消化系统循环后，转变成粪便、尿液，然后在经过堆肥、发酵等环节的加工处理后，制作成有机肥归田，是一种种植与养殖加工结合的农作物综合开发模式。

3.5.2秸-沼-肥秸秆生态处理机制

该种技术作为一种生态型综合农作物开发与处理技术，主要是将秸秆转化成沼气，然后作为能源进行应用。将秸秆在沼气池进行处理后，通过管道、罐装等形式，作为能源提供给居民日常使用，或是经由提纯后作为天然气的生物替代品供给工业、运输业等领域。沼气制作后遗留的沼渣、沼液等物质，可经加工处理后，作为肥料使用，能源转化率较高。

3.5.3秸-炭-肥秸秆改土技术

秸秆改土模式是指对秸秆进行低温热裂解处理，再制作成炭质混合物。该种物质具有较高的稳定有机质，可以作为介质用于生产炭基肥颗粒在田间使用，对于改善土壤结构及性质有着明显作用。

4提升农业秸秆综合利用质效的对策

4.1结合实际，统筹规划

根据农业种植结构和畜牧业发展，现有的秸秆数量、品种和利用方式，选择适用的秸秆综合利用技术，合理引导秸秆利用、秸秆饲草加工、秸秆收贮及秸秆工业利用等方式，按照分散加工、就地使用的原则，提高秸秆综合利用水平和经济效益。

4.2堵疏结合，以疏为主

由政府相关部门组成保障机构，切实落实秸秆禁烧与综合利用工作责任，把责任和任务落实到相关部门及人员，并与目标考核、经济处罚、行政处罚、法律责任挂钩，形成政府高度重视、部门分工协作、任务分解到人、机具落实到田的联动工作机制。落实秸秆综合利用的各项优惠政策，调动农民和秸秆综合利用示范企业、合作社的积极性，发展秸秆利用收贮、加工示范企业和大户，发展秸秆能源、肥料、气化示范企业，促进秸秆的肥料化、饲料化、基料、工业化和能源化的发展。

4.3不断加大农作物秸秆综合利用标准化建设与实施

应加快制定和完善秸秆综合利用肥料化、基料化、飼料化、原料化方面的技术标准，鼓励企业标准和团体标准的制定，加强管理标准的制定工作，加大秸秆综合利用产业的生产以及环境保护和市场管理力度。尤其是针对秸秆还田过程中存在的技术瓶颈，开展秸秆原位还田培肥土壤技术研究与标准制定、玉米秸秆翻埋与覆盖还田技术研究与标准制定、秸秆炭化还田循环利用技术研究与标准制定、秸秆机械化收储运技术研究与标准制定、秸秆快速腐熟有机肥生产技术研究与标准制定、秸秆青贮氨化饲料工厂化生产技术研究与标准制定，通过制定和实施秸秆资源化利用标准，促进农作物秸秆的标准化、规范化、高值化循环利用，从根本上解决农作物秸秆废弃和焚烧问题，推动绿色农业生产目标的实现，保障农业可持续发展。

4.4促进农作物秸秆综合利用朝着产业化的方向发展

要完善市场机制，扩大秸秆资源的综合效益，完善秸秆资源在市场上的循环使用，推进秸秆产业化进程，使得农作物秸秆资源在养殖、种植、新能源、清洁能源、工业原料等方面环环相扣，最大程度地发挥农作物秸秆资源的效益，减少污染排放，促进农作物秸秆综合利用朝着产业化的方向发展，推动农业的可持续发展。在农作物秸秆综合利用主体、机械设备、技术方面有所保障的情况下，增加投入，为秸秆经济、资源配置等提供更多支持，确保更多的农民参与其中。

4.5做好示范、推广、宣传等方面的工作

农业部门要将农作物秸秆综合利用技术的示范、推广、宣传作为重点工作，在具体的试验中扩大综合利用的规模;通过在农村广泛开展现场演示，让农民了解农作物秸秆综合利用技术，鼓励农民利用农作物秸秆综合利用技术推进农作物秸秆综合利用。在秸秆还田、青贮、气化、氨化、快速腐熟等技术的基础上，不断加强农作物秸秆综合利用研究工作，结合各个农村地区的实际情况进行农作物秸秆综合利用技术的推广、应用。针对农作物秸秆转化方面的技术问题进行攻坚研究，深入研究相关技术，搞好试验工作，使农作物秸秆综合利用技术不断成熟，提高其综合利用率。

4.6基于全量利用角度完善技术体系

建立区域秸秆资源全量处理与利用体系势在必行。首先，应对管理区域内的秸秆量、可收集比例、综合利用实际情况、秸秆实际还田量等数据进行全面统计与计算，按照秸秆利用肥料化、饲料化、能源化、基料化和原料化结构体系，设置“五料化”比例，构建全量利用规划体系;其次，按照整体规划方案，根据地方农业生产特点，选择重点推广的技术应用模式，采用分散与集中结合的收储方式，保证地方秸秆综合开发与利用技术体系的建立健全;政府部门应结合秸秆处理、利用最新技术应用成果与产品市场标准，对秸秆能源、肥料的转化流程进行规范性引导，为秸秆资源全量利用奠定可靠基础。

结论

随着农业产业规模化、机械化发展进程的不断推进，秸秆生产量也大幅度提升。针对不同地区农业生产规划、秸秆处理需求、技术应用形式等不同情况，构建多元化、综合性的秸秆开发与利用体系，加强管理、技术与政策领域的协同建设，不仅可降低秸秆焚烧造成的环境污染，促进绿色农业产业的发展，还可优化农业生产结构，落实可持续农业发展策略。

参考文献：

[1]毕于运，高春雨，王红彦，等.我国农作物秸秆离田多元化利用现状与策略[J].中国农业资源与区划，2019，40（9）：6-16.

[2]姜平安.农作物秸秆还田的意义及利用方式[J].农民致富之友，2019，606（13）：150.

[3]朱立志.秸秆综合利用和秸秆产业发展[J].中国科学院院刊，2017，32（10）：1125-1132.

[4]石祖梁，刘璐璐，王飞，等.我国农作物秸秆综合利用发展模式及政策建议[J].中国农业科技导报，2016，18（06）：16-22.