王義鵬，趙幫泰，梅林森，宋樂見，易 軍，王 巍，左之才，郭 曦*

(1.四川省農(nóng)業(yè)機械研究設計院，成都 610066；2.四川省畜牧科學研究院，成都 610066；3.四川農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院，成都 611130)

據(jù)測算，目前我國平均年產(chǎn)秸稈8×108t，2020年，我國秸稈綜合利用率為90%，其中肥料化51.2%，飼料化20.2%，燃料化13.8%，基料化2.43%，原料化僅占2.47%(簡稱秸稈“五化”利用)，但仍有10%左右的秸稈廢棄。四川是農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)作物秸稈具有產(chǎn)量大、分布廣、種類多的特點，是一種寶貴的生物質資源，平均年產(chǎn)秸稈總量近3.68×107t，以水稻、玉米、小麥等糧食作物秸稈為主[1]。近年來四川各市縣積極推進秸稈的綜合利用及補貼，當前四川省秸稈綜合利用率已達92.2%，秸稈綜合利用以肥料化為主，飼料化、燃料化、基料化、原料化多種方式并存[2-3]，其中肥料化利用的經(jīng)濟附加值最低，亟需提升秸稈利用方式的經(jīng)濟附加值，結合當前我省草食家畜動物飼草料缺乏，外省購買成本高的特點，提高秸稈飼料化利用水平可促進我省畜牧業(yè)健康發(fā)展[4]。

關于秸稈的綜合利用國家及四川地方陸續(xù)出臺了相關政策，2022年國務院印發(fā)《“十四五”推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化規(guī)劃》提出全面實施秸稈綜合利用行動，健全秸稈收儲運體系，提升秸稈能源化、飼料化利用能力?！掇r(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳關于做好2022年農(nóng)作物秸稈綜合利用工作的通知》提出堅持農(nóng)用優(yōu)先、多措并舉，完善秸稈綜合利用方式。四川農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳在《2020年全省飼料獸藥工作要點》中指出要推進《“以秸稈換肉奶”工程項目建設方案》落地落實，將“以秸稈換肉奶”工程納入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“10+3”產(chǎn)業(yè)體系建設“川牛羊產(chǎn)業(yè)振興工程”建設內(nèi)容。2018年四川政府出臺了《四川省支持推進秸稈綜合利用政策措施》鼓勵支持秸稈的多樣化利用。當前開展秸稈的綜合利用，缺乏統(tǒng)一標準，應以高附加值處理為主，規(guī)范作業(yè)技術路線，廣泛開展技術指導，因地制宜，推動秸稈這種可再生能源的循環(huán)利用。

1 秸稈的“五化”利用

1.1 肥料化利用

秸稈的肥料化利用以秸稈還田為主，秸稈中富含大量的有機物及土壤營養(yǎng)元素，還田方式主要有翻埋還田、耕層混拌、覆蓋還田。翻埋還田主要形式為農(nóng)作物機械收獲后，將秸稈段長粉碎至小于5cm，將其深埋至地表下20cm，起壟鎮(zhèn)壓待腐熟后進行次年作業(yè)，成本較高但可增加土壤有機質含量。耕層混拌既機械化收獲后對秸稈進行粉碎、滅茬、旋耕，腐化速度慢，不利于次年作物發(fā)芽。覆蓋還田收獲后，秸稈整株還田，可控制水土流失，但雨季會阻塞河道，未起到改善土壤的效果[6]。

秸稈還田使土壤養(yǎng)分不流失，增加有機質含量，但在實際生產(chǎn)中由于采用了機械化作業(yè)的還田方式，造成生產(chǎn)成本偏高，補貼難以覆蓋支出，常選用簡易的還田方式。秸稈還田對次年作物生長病蟲害具有重要影響，不當?shù)倪€田方式將增加病蟲害發(fā)生幾率，如稻瘟病、紋枯病等，影響產(chǎn)量，所以在推廣中存在一定困難[7]。

1.2 飼料化利用

秸稈的飼料化處理是將秸稈經(jīng)壓塊加工和揉搓絲化加工，進行青貯、微貯、黃貯、氨化等處理后，便于運輸保存，增加粗蛋白含量，利于牲畜消化吸收，提高采食量和消化率，飼喂草食動物等。具有節(jié)約生產(chǎn)成本、生產(chǎn)資料可快速獲取、飼料營養(yǎng)價值高的特點[8]，但本技術對于操作人員的工序要求較高，若不按照生產(chǎn)流程嚴格執(zhí)行，則會影響飼料品質，降低動物生產(chǎn)性能。

秸稈的飼料化處理包括“秸稈—飼料—有機肥—秸稈”的種養(yǎng)循環(huán)利用，為大力發(fā)展草原畜牧業(yè)，提高農(nóng)作物秸稈資源化利用，推動畜牧產(chǎn)業(yè)結構調整和農(nóng)業(yè)供給側結構性改革，2019年四川省政府提出“以秸稈換肉奶”工程[9]。將作物種植、秸稈收集、飼料加工、畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖、有機肥生產(chǎn)等環(huán)節(jié)有機結合，節(jié)本增效[10]。但由于加工技術領域過多，需要較高成本投入，小型農(nóng)戶難以開展綜合性生產(chǎn)，各環(huán)節(jié)對加工水平要求較高，相關農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門應給予專業(yè)的技術指導。

1.3 燃料化利用

秸稈的燃料化利用包括秸稈打捆直接燃燒、秸稈固化、液化、氣化等。傳統(tǒng)的秸稈燃料化利用方式為將秸稈直接作為生產(chǎn)生活燃料，利用效果差，對環(huán)境影響較大。近年來，隨著科學研究的不斷發(fā)展，開發(fā)出了顆粒化燃料、固體燃料等，改變了秸稈的燃料存在形式，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，提升了資源利用效率，并減少了環(huán)境的污染[11]。秸稈燃料化的發(fā)展需融合物理、化學、生物等領域，以降低環(huán)境污染，提高附加值，形成高附加值燃料及其產(chǎn)物。鼓勵研發(fā)規(guī)?；?、自動化和智能化的秸稈燃料化加工設備。

1.4 基料化利用

秸稈的基料化是指以秸稈為主要原料，加工或制備的主要為動物、植物及微生物生長提供良好條件，同時也能為動物、植物及微生物生長提供一定營養(yǎng)的有機固體物料[12]。主要用于①食用菌生產(chǎn)栽培基質。②植物育苗與栽培基質。③動物飼養(yǎng)過程中所使用的墊料、固體微生物制劑生產(chǎn)所用的吸附物料。④逆境環(huán)境條件下用于阻斷障礙因子或保水、保肥等功能的秸稈物料，如鹽堿土土壤上植樹，需要在根部以下填充大量基質材料以防止鹽份上移等。以食用菌生產(chǎn)為例，秸稈中含有大量微量元素，對于菌類生長有很好的促進作用，可降低食用菌成本，增加生產(chǎn)利潤[13]。

1.5 原料化利用

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《關于做好2022年農(nóng)作物秸稈綜合利用工作的通知》指出，鼓勵以秸稈為原料，生產(chǎn)非木漿紙、人造板材、復合材料等產(chǎn)品，延伸農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。秸稈原料化利用以造紙為主，約占據(jù)40%，也常被用來生產(chǎn)各種建材產(chǎn)品、人造板材等。隨著生態(tài)防護林保護項目的開展，板材工業(yè)原料來源受到限制，秸稈含有木質纖維，在人造板材中應用較多，且秸稈來源廣泛、資源豐富，市場發(fā)展?jié)摿薮骩14]。原料化利用對于秸稈的回收要求較高，且加工技術水平要求高，應加大相關膠合材料及設備的研發(fā)投入，盡快形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式，帶動秸稈的多元化利用。

2 秸稈“五化”利用主要處理方式

2.1 肥料化技術處理方式

秸稈是富含有機物，秸稈還田做肥料是當前秸稈的主要處理方式。不當?shù)慕斩掃€田方式會造成次年作物多發(fā)病蟲害，農(nóng)田溝渠堵塞。針對以上問題，結合相關國家標準，建議(以水稻秸稈為例)：水稻收獲時配備帶秸稈切碎拋灑裝置的聯(lián)合收獲機，或是單獨使用秸稈粉碎機將秸稈粉碎；秸稈切碎長度不大于15cm，均勻拋灑在田面；犁耕翻壓時，試情況可在秸稈表面施加腐熟劑，土壤相對水量為75%為宜，土壤完全覆蓋秸稈；還田后需要進行肥水管理，合理施用磷、鉀、鋅肥。

2.2 飼料化技術處理方式

秸稈的飼料化利用是一種經(jīng)濟附加值較高，適應當前畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展的處理方式。但是由于農(nóng)戶對于秸稈飼料的加工環(huán)節(jié)沒有相關技術指導，常常導致加工后的飼料不符合標準，造成資源浪費。針對此問題，結合相關國家標準，建議(以玉米秸稈為例)秸稈飼料化的處理方式為：青貯收獲時間為籽實收貨后2～3d，黃貯為籽實收獲2～5周；對秸稈進行切碎揉絲處理，長度小于5cm；加入添加劑、水份，保證秸稈含水量為55%～60%；采用裹包青貯時使密度達到550kg/m3以上，包膜5～6層，采用窖藏時需在24小時內(nèi)完成裝填，采用機器或人工壓實，壓實密度達到650kg/m3以上，密封；對貯后青貯進行及時管理，防止發(fā)生霉變；鑒別青貯品質，經(jīng)過30～40d可進行飼喂。

2.3 燃料化技術處理方式

生物質顆粒燃料具有成本低、密度高、熱值高、易獲得的優(yōu)點，常用作特殊鍋爐、加熱爐、壁爐的燃燒原料。其具體制作過程為：田間秸稈晾曬或干燥至固定水份后，將秸稈用破碎機破碎，為避免在擠壓過程中發(fā)生炭化加入一定水分進行混合，將秸稈混合物倒入混合機攪拌均勻通過制粒機獲得顆粒燃料[15]。

2.4 基料化技術處理方式

秸稈的基料化經(jīng)濟附加值高，對秸稈的要求嚴格，秸稈具有成本低廉、原料來源廣、可為食用菌菌絲提供能量及營養(yǎng)物質的優(yōu)點，其具體制作過程為，回收未受重金屬污染、過渡施肥的秸稈，將主料秸稈粉碎至固定長度，加入輔料麥麩、米糠、玉米粉、大豆粉、禽畜糞等，加入生產(chǎn)用水保證主料、輔料混合物充分混合且含水率達到要求，靜止后發(fā)酵裝袋，高溫高壓滅菌，殺菌后加入生物菌，保持溫度濕度，等待食用菌成熟[16]。

2.5 原料化技術處理方式

秸稈通過原料化應用后，密度接近普通木材，強度與硬木相似，防潮抗蛀吸水率低，具有保溫節(jié)能功能，材料再加工性能好，表面適應多種工藝，可塑性強產(chǎn)品變化多等，具有良好的材料特質。秸稈原料化產(chǎn)品還具備吸附性、隔音性、屏蔽性、防靜電等功能，用其與相變材料、LED技術、太陽能技術、雨水收集、可與污水處理系統(tǒng)結合，可以轉化成多種化學品，用于造紙、紡織、板材加工和化工原料等。利用秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物可生產(chǎn)聚乳酸，聚乳酸是一種可降解材料，符合資源環(huán)保要求，因此，秸稈原料化發(fā)展應用情景廣闊[17]。

3 存在的問題

3.1 秸稈利用方式落后

雖然四川省秸稈綜合利用率較高，但是主要以肥料化還田為主，高附加值利用占比較少，整體利用方式落后。

3.2 秸稈利用花費大

秸稈體積膨大，丘陵山地大型農(nóng)機難以通過，收集需耗費大量人工，導致整體經(jīng)濟效益偏低。

3.3 秸稈運輸儲藏方式落后

秸稈運輸費用占購買費用的一半以上，小農(nóng)戶沒有足夠的場地儲存，養(yǎng)殖戶無法快速得到需要的秸稈，各環(huán)節(jié)銜接滯后。

3.4 秸稈利用模式單一

秸稈“五化”利用，目前主要集中在還田、飼料、燃料等形式，由于其他利用形式需集成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)主題，小農(nóng)戶資金難以支持，造成利用模式單一[18]。

3.5 秸稈利用技術水平落后

秸稈處理技術、設備研發(fā)較落后，缺乏集中生產(chǎn)管理企業(yè)，因此技術應用情況較少，停留在粗加工上。

4 建議

農(nóng)民對秸稈“五化”利用意識落后，秸稈利用具有較高的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益，有益于改善鄉(xiāng)村生活，帶來又一增收渠道，應加大宣傳力度，帶動農(nóng)民對接干回收利用的積極性。地方政府應針對當?shù)剞r(nóng)作物的生長情況，制定秸稈長期綜合利用規(guī)劃，發(fā)展高附加值的產(chǎn)業(yè)，引導扶持秸稈加工企業(yè)落戶秸稈產(chǎn)量集中地，改善片區(qū)內(nèi)農(nóng)民秸稈無第可銷的困境[19]。加大財稅補貼力度，降低利用成本。認真貫徹落實已出臺的各項政策法規(guī)，對焚燒秸稈等浪費資源、影響環(huán)境行為給予法律約束，對于積極參加秸稈回收利用的農(nóng)戶、企業(yè)給予補貼。加大對秸稈回收、秸稈加工、秸稈運輸、秸稈儲藏環(huán)節(jié)機械設備的補貼力度，鼓勵科研單位對于秸稈利用的薄弱環(huán)節(jié)進行攻關研究，農(nóng)技人員應結合鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展大力推廣適合當?shù)氐慕斩捈庸ぴO備[20]。加大秸稈多元化利用研發(fā)投入，當前四川省秸稈利用形式單一，高附加值產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需結合物理、化學、生物等多學科領域，將高新技術融入到秸稈利用中，創(chuàng)新發(fā)展秸稈的發(fā)展模式。