新时期推动农作物秸秆综合利用方式转变的思考
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摘 要：农作物秸秆是农业生产中的重要副产品，也是可利用、可开发的重要资源。立足天津市农作物秸秆利用现状，系统分析当前农作物秸秆的利用方式及其制约因素，从推动综合利用方式转变的角度，提出一些具体措施和建议，供各级政府和社会各界决策参考。
中图分类号：S216.2 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.12.021
农作物秸秆是农产品生产中的重要副产品，也是可利用、可开发的重要资源，其综合利用问题历来是各级政府和社会各界所关心的话题[1-6]。随着我国现代农业建设步伐的加快，农作物秸秆资源总量、资源结构等呈现出新的变化。如何抓住科技、经济、政策等快速发展所带来的良好机遇，推动农作物秸秆综合利用方式的转变，是当前和今后亟待解决的重要课题。笔者立足天津市农作物秸秆利用的基本现状，系统分析当前农作物秸秆的利用方式及其制约因素，从推动综合利用方式转变的角度，提出一些具体措施和建议，供决策参考。
1 天津市农作物秸秆资源及利用现状
1.1 天津市农作物秸秆资源概况
天津是我国华北地区比较重要的农业产区，也是农作物秸秆资源比较丰富的省份。据《天津市统计年鉴2012》[7]，2011年全市农作物播种面积为46.8万hm2，其中：粮食31.08万hm2、棉花6.00 万hm2、花生等油料0.22 万hm2、蔬菜8.71 万hm2，其他0.79万hm2。从小麦、玉米总产量上看，分别达到了54.2 万t和94.38 万t。按照李茂松研究确定的小麦、玉米秸秆系数1.03和1.37计算，小麦、玉米秸秆理论总产量分别为76.2 万t和168.2 万t。若考虑稻谷、棉花、油料等其他可利用作物秸秆的数量，全市秸秆理论资源量约为294.11 万t，秸秆实际可收集资源量约为258.85 万t，其中稻谷9.75 万t，小麦54.14 万t，玉米150.01 万t，大豆6.09 万t，薯类0.30 万t，油料1.77 万t，棉花36.79 万t。按作物品种划分，秸秆实际可收集资源量主要集中在小麦、玉米和棉花3大作物上，总量为240.94 万t，约占全市秸秆可收集资源量的93.1%。
1.2 农作物秸秆利用现状
据天津市发改委和农业局调研数据，在各类作物秸秆可收集资源量258.85 万t中，用于肥料、饲料、燃料、食用菌基料、造纸原料、废弃及焚烧的秸秆资源量分别为48.88，41.63，79.21，0.02，
11.74，77.37 万t。全市作物秸秆的总利用量为181.48 万t，约占可收集资源量的70.1%，其中用于肥料、饲料、食用菌基料、造纸原料的秸秆利用量102.27 万t，约占可收集资源量的39.5%。而用于传统上的燃料或直接焚烧的秸秆达到156.58 万t，占可收集资源量的60.5%。通过上述调查得知，长期以来，天津市大部分农户对秸秆的利用还处在传统意义上的秸秆利用方式的认识上。传统上，农村各地处理农作物秸秆方法有以秸秆代替煤燃烧、就地焚烧和用秸秆作饲料、肥料、食用菌基料等几种形式[8]。造成这种现象的主要原因是：一是相当一部分人对秸秆利用认识不足；二是部分人虽然知道秸秆是一种具有利用潜力的资源，但因缺乏很好的秸秆利用技术及政府政策扶持不多，利用技术经济效益不显著，对农民缺乏吸引力；第三，就是目前成熟的秸秆利用技术投资回收周期长，对企业投资开发的吸引力不强。
2 农作物秸秆综合利用的主要方式及限制因素
受传统观念、技术、经济、政策等影响，当前我国农作物秸秆综合利用方式主要有肥料化、饲料化、燃料化、食用菌基料化、工业及手工艺原料化等。
2.1 秸秆肥料化利用
秸秆肥料化利用是指通过秸秆还田，将秸秆中丰富的碳、氮、磷、钾等养分回归于土壤，达到改善土壤理化性质、提高土壤地力的目的。主要有以下几种方法：一是秸秆覆盖或粉碎直接还田；二是利用高温发酵原理进行秸秆堆沤还田；三是秸秆养畜，过腹还田；四是利用催腐剂快速腐熟秸秆还田，即在秸秆中添加一定量的生物菌剂及适量的氮肥和水，再经高温堆沤，可使秸秆腐熟时间提早15～20 d。秸秆还田是补充和平衡土壤养分，改良土壤的有效方法，是高产量建设的基本措施之一[9]。但是，由于受机械化作业带来的根茬高、秸秆快速腐解技术缺乏以及连作制度要求等影响，我国农作物秸秆还田还存在较多问题，应用比例较低。
2.2 秸秆饲料化利用
秸秆饲料化利用是指通过微生物发酵等手段，将秸秆中的纤维素、木质素、半纤维素等大分子物质分解为低分子的单糖或低聚糖，供牛、羊等动物饲用。一般的玉米等秸秆富含纤维素、木质素、半纤维素等非淀粉类大分子物质。作为粗饲料营养价值低，必须对其进行加工处理。处理方法有物理法、化学法和微生物发酵法。经过物理法和化学法处理的秸秆，其适口性和营养价值都大大改善，但仍不能为单胃动物所利用。秸秆只有经过微生物发酵，通过微生物代谢产生的特殊酶的降解作用，将其纤维素、木质素、半纤维素等大分子物质分解为低分子的单糖或低聚糖，才能提高营养价值，提高利用率、采食率、采食速度，增强口感性，增加采食量[10]。但是，目前由于受到秸秆饲料技术的影响，秸秆饲料化程度很低。
2.3 秸秆燃料化利用
秸秆燃料化利用是指通过微生物发酵、化学裂解、气化等方式，将农作物秸秆中的生物质能转换成沼气、燃料乙醇等可燃物质，或通过压块、炭化等提高燃烧值的过程。作为最重要的生物质，农作物秸秆生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在世界能源总消费量中占14%。我国每年农作物秸秆资源量约占生物质能资源量的近一半。目前，秸秆燃料化利用的主要方式是生产沼气、制取乙醇、气化成可燃气体、机械压块与炭化等。由于受到生物质木质素及纤维素生物降解技术、秸秆裂解气化技术以及炭化技术等不成熟，目前大部分秸秆依然采取传统的直接燃烧等方式来利用，大规模、工厂化利用农作物秸秆生产沼气、乙醇和可燃气等还需要在技术等方面不断提升。
2.4 食用菌栽培基料化利用
食用菌栽培基料化利用是指在食用菌人工栽培过程中，充分利用农作物秸秆中富含的植物蛋白、矿物质以及木质素、纤维素、维生素等营养物质，通过配比制成食用菌栽培基质，供食用菌种及菌丝体的着床和营养生长利用。秸秆作为食用菌培养基基料不仅能为食用菌提供营养成分，而且生产后的剩余菌渣可以作为优质有机肥还田。目前已经成熟的秸秆基料化栽培技术已经在草菇、平菇等生产中发挥出较好的作用，生产效益显著。但是，由于受秸秆木质素与纤维素降解利用技术不成熟、食用菌栽培技术推广不到位、生产者素质和技能、以及食用菌生产条件等限制，我国利用农作物秸秆生产食用菌的影响面还不大，作为食用菌基料利用的秸秆利用率只占秸秆资源总量的2%～3%，发展潜力非常大。
2.5 秸秆工业原料化利用
秸秆工业原料化利用，是指利用农作物秸秆作为工业原材料或手工艺品编织材料，生产纸张、板材、工艺品、餐饮具、包装材料、育苗钵等产品，实现高效增值。稻麦秸秆是造纸工业的重要原料之一，其纤维组织结构强，可作为木材的替代品，减少森林的砍伐，增加绿色覆盖面积。以稻麦等秸秆为原料，通过加工和处理工序，可以制成无甲醛释放的稻麦秸秆板材。此外，秸秆还可成为制酒精、淀粉等化工业的原料，玉米棒皮还是编织汽车座垫、靠垫、沙发垫、盘垫、床垫的主要原料，稻麦秸秆可以编制出具有很高艺术欣赏价值的工艺画、工艺品。但是，这些利用方式都需要较高的技术和工艺水平。我国应加快此领域的技术创新。
2.6 秸秆发电
农作物秸秆是一种可再生能源，一般认为，2 t秸秆的热值相当于1 t煤，且平均含硫量仅为0.38%，远低于煤1%的平均含硫量。因此，利用生物质进行发电，得到了发达国家的普遍重视，在我国也有一定规模的应用。秸秆发电主要采用两种工艺路线，即直接燃烧发电和气化发电。还有将秸秆和煤混合燃烧，属于可再生能源和化石能源综合利用的范畴。直接燃烧发电的关键技术在于燃烧炉技术。由于传统的燃烧炉燃烧与热吸收装置为一体，因此导致燃烧不充分、热效率低、烟尘二次污染严重和使用寿命低。
3 推动农作物秸秆综合利用方式转变的措施与建议
为了综合利用好我国丰富的农作物秸秆资源，推动利用方式的科学转变，2008年国务院了《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》，提出了秸秆综合利用的目标任务、重点和政策措施；2011年，国家发展改革委、农业部、财政部又共同制定了《“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》，确立了发展思路和举措，明确了秸秆肥料化利用、饲料化利用、基料化利用、原料化利用和燃料化利用的五个重点领域和秸秆循环型农业示范工程、秸秆原料化示范工程、能源化利用示范工程、棉秆综合利用专项工程、秸秆收储运体系工程、产学研技术体系工程等6大重点工程，制定了具体措施和扶持政策，这将大大推动我国农作物秸秆的利用水平。要确保上述方案取得实效，关键要做到四个“更新”。
3.1 观念更新
通过对天津市秸秆利用现状的调查分析可知，农村秸秆利用率较低，相当一部分人对秸秆利用认识不足。应加大宣传，充分调动广大农民综合利用秸秆的积极性。在全社会范围内广泛宣传秸秆利用的好处，宣传焚烧秸秆的危害，让禁止焚烧工作落到实处。同时，宣传秸秆利用的经验，提高广大群众对秸秆资源开发的认识，充分调动他们的积极性，切实把秸秆综合利用变成广大群众的自觉行动，认识到秸秆是资源，秸秆就是效益，焚烧秸秆就是浪费资源和减少经济效益。
3.2 技术更新
要加大秸秆深度开发与综合利用技术的创新力度，重点提升技术层次和水平，推动农作物秸秆综合利用方式的转变。大力加强秸秆多层次多渠道综合利用技术的推广应用力度，不断加强技术培训，提高农民秸秆综合利用水平。同时要从实际出发，在秸秆还田上因势利导，因地制宜，进行合理地开发利用。
3.3 方式更新
我国农作物秸秆数量大、种类多，综合利用各类秸秆资源是繁荣农村经济和增加农民收入的必然选择。从农业生态系统能量转化的角度来分析，单纯采用某一种利用方式，秸秆能量转化率和利用率会受到限制。因此，可以结合区域经济发展的方向，根据各类秸秆的组成特点，因地制宜，把其中几种方法有机地组合起来，形成一种多层次、多途径综合利用的方式，从而实现秸秆利用的资源化、高效化和产业化。探索秸秆资源产业化利用新模式。各级政府和农业主管部门应引导农民以科技为依托，市场为导向，实现农作物秸秆资源的产业化利用。优先考虑在秸秆资源可获得性较高的一类地区开展秸秆资源产业化试点工作。
3.4 政策更新
秸秆利用工作需要投入大量的资金，政府要扎实推行秸秆补贴政策，制定切实可行的鼓励政策。通过协调有关部门减免税费，协调银行提供无息或低息贷款，用地优惠或无偿用地等措施来调动他们的积极性。同时，制定相应的政策鼓励农民自觉利用秸秆，比如秸秆腐熟栽培食用菌，政府可补助建造食用菌基料加工车间，从而减轻农民的劳动强度，提高农民合理利用秸秆的积极性。此外，还应以产业化思路，采取农机化措施，促进“龙头企业+经济合作组织+农户”的秸秆综合利用模式的形成，拉长秸秆综合利用的产业链条，实现秸秆效益的多次增值。
总之，大量的农作物秸秆实际上是一个尚未充分利用和开发的巨大资源。搞好农作物秸秆的综合利用，变废为宝，化害为利，对于一个人口众多而农业资源相对短缺的国家，在大力提高资源利用率的同时，保护生态与环境，也是整个农业可持续发展的一项战略措施，具有重大的现实意义和战略意义。
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