胡蓉

摘 要：本文結(jié)合J市農(nóng)業(yè)種植和秸稈綜合利用的實(shí)際情況，從生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益角度對(duì)秸稈高值化的發(fā)展與應(yīng)用，進(jìn)行系統(tǒng)性研究，并在此基礎(chǔ)上提出對(duì)策建議。

一、引言

農(nóng)作物秸稈中含有大量的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和粗蛋白，以及氮、磷、鉀、鎂、硫等礦物質(zhì)元素[1]，是很好的肥源和工業(yè)原料。截至2015年底，我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量達(dá)到9億噸[2]，但是有效利用率卻不足40%。據(jù)調(diào)查，全國(guó)范圍內(nèi)仍有31%的農(nóng)作物秸稈被棄置或者露天焚燒[3]，導(dǎo)致污染空氣、引發(fā)霧霾，溫室氣體排放（其中70% CO2、7% CO、0.66% CH3和2.09% N2O）[4]，破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成農(nóng)田質(zhì)量下降和環(huán)境污染，地表中的微生物被燒死，腐殖質(zhì)、有機(jī)質(zhì)被礦化。不僅干擾生物系統(tǒng)的平衡，改變土壤的物理性狀，而且加重土壤板結(jié)、破壞地力、加劇干旱，間接造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。國(guó)家和各級(jí)政府高度關(guān)注，出臺(tái)了一系列政策文件，加大推進(jìn)秸稈綜合利用工作。雖然頗有成效，但是我國(guó)秸稈加工業(yè)依舊比較落后，加工水平和質(zhì)量不夠高?！栋不帐∞r(nóng)作物秸稈綜合利用三年行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》中要求：到2020年，秸稈綜合利用率要達(dá)到90%，各地區(qū)各單位都開展了大量的工作，并取得初步成效。截至2018年，J市農(nóng)作物種植面積391萬(wàn)畝，其中水稻240萬(wàn)畝，玉米20萬(wàn)畝，小麥74萬(wàn)畝。秸稈利用總量162.81萬(wàn)噸，綜合利用率88.7%，其中肥料化108.1萬(wàn)噸，能源化29.64萬(wàn)噸，飼料化18.3萬(wàn)噸，基料化3.35萬(wàn)噸，工業(yè)原材料化3.42萬(wàn)噸。從以上數(shù)據(jù)可以看出，J市以肥料化利用為主，其次為能源化與飼料化，基料化和原料化利用程度很低。

二、傳統(tǒng)秸稈利用方式存在的主要問題

1.肥料化利用

第一，天氣影響大。J市地處江南地區(qū)，天氣潮濕、雨水多。由于陰雨天氣，不能下田打捆，一般集中在9月至次年1月份收集秸稈。第二，成本消化難。收割機(jī)為了減輕負(fù)荷，只收割上茬，每年只能收集約560-600噸秸稈，導(dǎo)致機(jī)械工作效率下降，成本增高。第三，高投入低收益。不僅需要每戶投入技術(shù)和硬件指導(dǎo)制備有機(jī)肥，而且肥效也沒有化肥快，生態(tài)優(yōu)勢(shì)得不到足夠體現(xiàn)。秸稈若處置不當(dāng)，還會(huì)導(dǎo)致病蟲害。

2.飼料化利用

秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和消化率低，需要利用微生物接種劑和一些物理處理方法，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[5]。一般只有?？梢灾苯邮秤媒斩挘u和豬等需要將秸稈深度加工后才能食用。另外，一般種植區(qū)離養(yǎng)殖區(qū)較遠(yuǎn)，導(dǎo)致收儲(chǔ)運(yùn)成本較高。

3.能源化利用

由于秸稈的燃燒值較低，若將水稻秸稈用于發(fā)電和固化成型，則不太合理。因此，有些企業(yè)主要是用樹皮、樹根等原料發(fā)電，很少使用秸稈。這樣不僅破壞生態(tài)環(huán)境，而且致使水土流失。雖然現(xiàn)在已有研究用低溫凍融預(yù)處理提高秸稈中甲烷的產(chǎn)量[6]，以及利用秸稈生產(chǎn)生物乙醇技術(shù)[7-9]，但是目前秸稈作為生物質(zhì)燃料，顯示出熱值低，成本高，利潤(rùn)低的特征。

4.基料化利用

不僅需求量有限，并且由于種養(yǎng)分離，對(duì)于農(nóng)民來(lái)說(shuō)，還需要額外支付運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用。

5.激勵(lì)政策問題

由于政府補(bǔ)貼力度不夠，以及技術(shù)制約等問題，導(dǎo)致J市有些秸稈收購(gòu)加工企業(yè)，處于關(guān)?；蛘呙銖?qiáng)維持狀態(tài)。一些不合理的政策也阻礙了J市秸稈綜合利用的發(fā)展。例如，實(shí)踐證明，雖然在J市某鄉(xiāng)鎮(zhèn)，秸稈的能源化利用效率很低，需要探尋新的資源化利用方式，但是有關(guān)部門下達(dá)任務(wù)指標(biāo)，仍然要求再建一個(gè)秸稈固化成型燃料生產(chǎn)點(diǎn)。由于沒有因地制宜、深入基層，有針對(duì)性地做出科學(xué)合理的安排，導(dǎo)致了不必要的資源浪費(fèi)和無(wú)用功。

6.收儲(chǔ)運(yùn)體系問題

秸稈分布分散，占地面積較大，加之農(nóng)村交通不便，運(yùn)輸成本很高，所以亟需在附近建立收儲(chǔ)中心。省政府文件中明確規(guī)定秸稈收儲(chǔ)設(shè)施用地原則上按設(shè)施農(nóng)用地管理，但是土地部門不批準(zhǔn)建設(shè)收儲(chǔ)中心用地，各部門之間的協(xié)調(diào)不暢，導(dǎo)致收儲(chǔ)運(yùn)成為制約秸稈綜合利用發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問題。

三、秸稈原料化利用技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.原料廣

秸稈是一種廉價(jià)的天然木質(zhì)纖維素資源，所有農(nóng)作物秸稈都可利用，如蘆葦、水稻、小麥、棉花、茭白、樹枝、竹子等。此外，玉米秸、豆莢皮、谷類秕殼、麥秸等經(jīng)過加工后所制取的淀粉，經(jīng)過特殊方法處理后還可以生產(chǎn)人造棉和人造絲，制造糠醛、飴糖、釀醋釀酒和木糖醇等。

2.綠色環(huán)保

用作物秸稈纖維與樹脂混合物結(jié)合，采用融合循環(huán)技術(shù)，提取天然膠，成型后再回注，無(wú)化學(xué)合成粘合劑，不釋放甲醛等毒性物質(zhì)。在短期內(nèi)可降解，降解后又可作為肥料還田，減少環(huán)境污染，是一種綠色環(huán)保型人造板材（圖1）。

3.性能好

農(nóng)作物秸稈具有密度低、生物降解性好、韌性高、力學(xué)性能可接受等特點(diǎn)，用秸稈與粘合劑、阻燃劑等配料按照一定比例混合后，進(jìn)行機(jī)械攪拌、擠壓成型以及恒溫固化等工藝處理，再用特殊膨化技術(shù)，使秸稈纖維按照多方向組織疊加，形成密集的蜂窩式空隙又相互粘連的板體。由于可承受的拉伸與剪切強(qiáng)度高，可制成具有減震緩沖功能的包裝材料，在低應(yīng)力條件下，相比聚苯乙烯泡沫塑料具有更好的緩沖性能，體積小、質(zhì)量輕、隔音隔熱、壓縮強(qiáng)度高，具有一定柔韌性 [10]。

4.外觀美

農(nóng)作物秸稈已成功應(yīng)用于3D精細(xì)成型等領(lǐng)域[11-12]。這類制造品具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、不開裂、經(jīng)特殊工藝處理后，還具有防水和防震等性能[13]。磨具高壓精密成型，紋理自然，質(zhì)感好，通過雙面粘貼彩色無(wú)紡布，表面多彩色。

5.高附加值

秸稈作為工業(yè)原料，用途廣泛，成本低，附加值遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方式（表1）。例如，農(nóng)作物秸稈可用于制漿造紙輕工業(yè)、手工紡織編織、一次性餐具用品、可降解包裝材料和建材裝飾原料的長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)源等。

四、農(nóng)作物秸稈高值化應(yīng)用的案例

1.新疆博斯騰湖

新疆博斯騰湖每年蘆葦秸稈的產(chǎn)量20多萬(wàn)噸，僅收割費(fèi)用就需要五千萬(wàn)。以此為原料生產(chǎn)無(wú)粘合劑板材、裝修即時(shí)貼和庫(kù)爾勒香梨防偽包裝盒等六種產(chǎn)品，預(yù)計(jì)每年的產(chǎn)值突破60億元，利潤(rùn)30多億元，可占據(jù)庫(kù)爾勒市年總產(chǎn)值的13%，并極大地保護(hù)庫(kù)爾勒香梨在市場(chǎng)中不再受假冒產(chǎn)品的侵害。

2.雄安新區(qū)白洋淀

白洋淀每年蘆葦秸稈和農(nóng)業(yè)秸稈的產(chǎn)量約為10萬(wàn)噸，其中白洋淀蘆葦秸稈為7萬(wàn)噸/年，其他農(nóng)業(yè)秸稈為3萬(wàn)噸/年。如果用蘆葦秸稈和農(nóng)業(yè)秸稈作原料，生產(chǎn)大型環(huán)保快遞包裝箱，年產(chǎn)值2.016億元，年利潤(rùn)1.303億元，消耗蘆葦4.75萬(wàn)噸/年，吸收就業(yè)102人。通過建設(shè)大型薄板生產(chǎn)線，年產(chǎn)值2.92億元，年利潤(rùn)2.065億元，消耗蘆葦5.32萬(wàn)噸/年，吸收就業(yè)20人，帶動(dòng)周邊農(nóng)戶（920人）獲利4600萬(wàn)元/年（表2）。另外，根據(jù)環(huán)境評(píng)價(jià)，消耗自來(lái)水200噸/天，且循環(huán)利用，無(wú)廢水排放，僅產(chǎn)生烘干蒸汽，蒸汽無(wú)異味，無(wú)有害氣體。車間設(shè)有緩沖式沉淀池，設(shè)備和車間清掃的垃圾隨著水流入到沉淀池晾干后，再加入至纖維里制漿，沒有任何雜物丟棄。因此，秸稈的原料化利用是解決這一生物質(zhì)資源科學(xué)出路的最有效途徑之一，有著廣闊的市場(chǎng)前景。

五、對(duì)策建議

1.積極發(fā)展以秸稈為原料的加工業(yè)，實(shí)現(xiàn)秸稈資源循環(huán)利用

按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，變廢為寶。例如造紙業(yè)的前處理環(huán)節(jié)，需要對(duì)紙漿進(jìn)行酸蝕、堿蝕等，處理成本升高，污染嚴(yán)重，因此不少造紙廠正在關(guān)停，許多地區(qū)已經(jīng)將造紙行業(yè)作為禁止發(fā)展產(chǎn)業(yè)。而且，由于造紙廠通常離收儲(chǔ)點(diǎn)較遠(yuǎn)，秸稈資源大規(guī)模轉(zhuǎn)移運(yùn)輸也會(huì)導(dǎo)致成本上升。如果用秸稈原料替代紙漿，則既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。所以政府應(yīng)鼓勵(lì)采用清潔生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)以秸稈為原料的非木紙漿。引導(dǎo)生產(chǎn)以秸稈為原料的人造板材、建筑材料、一次性餐具等，加大農(nóng)作物秸稈在原料加工業(yè)方面的利用。

2.加大政府扶持力度

加大秸稈原料化利用的政策扶持力度，研究制定政策引導(dǎo)、市場(chǎng)運(yùn)作的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)制，不斷加大對(duì)經(jīng)濟(jì)落后農(nóng)村地區(qū)的資金投入力度。扶持專業(yè)化生產(chǎn)示范基地建設(shè)，補(bǔ)貼購(gòu)置秸稈處理加工配套機(jī)械設(shè)備，合理發(fā)展布局以作物秸稈為原料的規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)。對(duì)秸稈原料化利用等關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備研發(fā)給予適當(dāng)補(bǔ)貼或信貸支持，鼓勵(lì)和引導(dǎo)社會(huì)資本投入。

3.加大新技術(shù)研究和推廣應(yīng)用

扶持秸稈資源產(chǎn)業(yè)化利用，遴選優(yōu)勢(shì)科研單位和龍頭企業(yè)開展聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目，支持鼓勵(lì)企業(yè)投資作物秸稈應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目開發(fā)，構(gòu)建秸稈高值化應(yīng)用技術(shù)支撐體系，實(shí)現(xiàn)作物秸稈綜合利用向多級(jí)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，拓展農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效和農(nóng)民增收致富的有效途徑。此外，要引進(jìn)吸收適合中國(guó)國(guó)情的國(guó)外先進(jìn)裝備和技術(shù)，提升創(chuàng)新能力，建立秸稈原料化利用產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。

加大秸稈高值化應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)和推廣力度，擴(kuò)大試點(diǎn)示范引導(dǎo)。充分發(fā)揮現(xiàn)有農(nóng)村基層組織和服務(wù)組織的作用，鼓勵(lì)科研人員下鄉(xiāng)為農(nóng)民普及新技術(shù)、新知識(shí)，提高農(nóng)民綜合利用秸稈的技能。

4.鼓勵(lì)秸稈進(jìn)入碳交易市場(chǎng)

鼓勵(lì)政府、企業(yè)、非政府組織對(duì)排放的CO2進(jìn)行多種形式的抵償，推進(jìn)秸稈商品化，進(jìn)入自愿減排碳交易市場(chǎng)中進(jìn)行交易。例如，通過秸稈的綜合利用而減少的CO2放量，可以獲得碳交易資金，以此補(bǔ)貼農(nóng)民和企業(yè)，同時(shí)也緩解了未來(lái)持續(xù)資金補(bǔ)貼的難題。

六、結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的秸稈利用技術(shù)和一些政策，已不能與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求相適應(yīng)。政府應(yīng)該從整體上，系統(tǒng)考慮秸稈資源化處理與農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、生態(tài)環(huán)境以及產(chǎn)業(yè)升級(jí)等方面的關(guān)系。農(nóng)業(yè)發(fā)展依靠生產(chǎn)力，生產(chǎn)力制約于科學(xué)技術(shù)，所以農(nóng)業(yè)技術(shù)對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著至關(guān)重要的影響[14]。結(jié)合J市農(nóng)業(yè)種植和秸稈綜合利用的實(shí)際情況，從生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益角度對(duì)新興技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，進(jìn)行系統(tǒng)性研究。不僅可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)就業(yè)增收，還可以推動(dòng)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和升級(jí)，進(jìn)而讓農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)成為J市的重要增長(zhǎng)點(diǎn)，這對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展意義重大。因此，探索和加大秸稈高值化應(yīng)用的途徑迫在眉睫。

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