黑龍江省玉米秸稈綜合利用現(xiàn)狀及發(fā)展分析

孫百惠

摘 要：論述了黑龍江省玉米秸稈綜合利用現(xiàn)狀及省政府關(guān)于秸稈綜合利用的政策及措施，對(duì)玉米秸稈“五化”綜合利用技術(shù)進(jìn)行闡述分析，重點(diǎn)介紹了秸稈直接還田技術(shù)及機(jī)械，對(duì)我省玉米秸稈綜合利用發(fā)展方向進(jìn)行了分析，為如何提高我省玉米秸稈綜合利用率提供參考。

關(guān)鍵詞：玉米秸稈;綜合利用;現(xiàn)狀;發(fā)展分析

中圖分類號(hào)：S38 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.08.018Open Science Identity（OSID）

0 引言

玉米是黑龍江省種植面積最大、產(chǎn)量最高，集糧食、經(jīng)濟(jì)、飼料為一身的作物，年產(chǎn)玉米秸稈占比最大，秸稈資源豐富。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平的提高以及能源結(jié)構(gòu)的改變，玉米秸稈作為家庭燃料和飼料的比例逐漸減少，而農(nóng)作物秸稈露天焚燒作為環(huán)境污染影響因子之一，對(duì)區(qū)域環(huán)境質(zhì)量和人體健康指數(shù)均有不良影響。為此省政府相繼出臺(tái)了一系列政策，對(duì)秸稈禁燒及其綜合利用的總目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和技術(shù)措施進(jìn)行闡述，并將秸稈資源綜合利用規(guī)劃為“五化”技術(shù)工程。2019年，為全面實(shí)現(xiàn)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)》三年行動(dòng)計(jì)劃工作目標(biāo)，省政府提出了“疏堵結(jié)合”“一主兩輔”的總體思路，確定了綜合利用率要達(dá)到80%以上，還田利用率要達(dá)到55%以上，對(duì)暫時(shí)得不到利用的秸稈，實(shí)現(xiàn)100%離田的目標(biāo)任務(wù)。因此，如何提高玉米秸稈綜合利用率，是各級(jí)政府及廣大科研工作者共同研究的重中之重的問題。

1 黑龍江省玉米秸稈現(xiàn)狀及政策

1.1 黑龍江省玉米秸稈產(chǎn)量分布

參考農(nóng)業(yè)區(qū)域規(guī)劃研究，對(duì)近年黑龍江省玉米秸稈可收集產(chǎn)量進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2013—2019》，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，2013—2019年我省玉米秸稈總產(chǎn)量總體呈逐漸增長趨勢。2019年玉米秸稈可收集產(chǎn)量約0.58億t，占黑龍江省秸稈總量的二分之一以上。在玉米秸稈綜合利用發(fā)展過程中，結(jié)合各地區(qū)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，發(fā)展區(qū)域優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，將秸稈資源合理有效利用，建立布局合理、多元利用、節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。

1.2 黑龍江省玉米秸稈焚燒現(xiàn)狀

通過生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星遙感監(jiān)測及督查巡查重點(diǎn)時(shí)段火點(diǎn)數(shù)，統(tǒng)計(jì)了黑龍江省2016—2019年的秸稈露天焚燒衛(wèi)星監(jiān)測火點(diǎn)數(shù)，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，黑龍江省已實(shí)現(xiàn)“全域、全時(shí)段、全面禁燒”工作目標(biāo)。

1.3 黑龍江省政府禁燒政策及管理辦法

省政府2018年發(fā)布了《黑龍江省禁止秸稈露天焚燒工作獎(jiǎng)懲暫行規(guī)定》，2019年制定了《黑龍江省秸稈綜合利用工作考核辦法》;省環(huán)監(jiān)局制定了《2019—2020年有效解決秸稈露天焚燒督查工作方案》。這些政策、辦法等對(duì)我省全面考核驗(yàn)收秸稈綜合利用工作提供了制度保障。

2 黑龍江省玉米秸稈綜合利用技術(shù)及現(xiàn)狀

2.1 玉米秸稈還田

2.1.1 直接還田

（1）玉米秸稈粉碎翻埋還田技術(shù)。選用相關(guān)的多種裝備進(jìn)行組合作業(yè)，相關(guān)機(jī)械有：大馬力拖拉機(jī)、玉米聯(lián)合收獲機(jī)、秸稈粉碎還田機(jī)、耕地翻轉(zhuǎn)犁、耙地機(jī)、起壟機(jī)等農(nóng)機(jī)裝備。

技術(shù)流程為：一是用玉米聯(lián)合收獲機(jī)，可選凱斯6130型收獲機(jī)收割;二是用玉米秸稈還田機(jī)，可選凱斯210拖拉機(jī)牽引的玉米秸稈還田機(jī)進(jìn)行二次粉碎，粉碎的秸稈長度在10 cm以下，粉碎的秸稈拋灑的寬度和厚度要均勻一致;三是用耕地翻轉(zhuǎn)犁，可選凱斯210拖拉機(jī)牽引的格蘭五鏵翻轉(zhuǎn)犁，將玉米秸稈翻埋到土壤25 cm以下覆蓋還田;四是用耙地機(jī)，可選凱斯210拖拉機(jī)牽引的液壓耙地機(jī)兩次耙地;五是用起壟機(jī)，可選凱斯210拖拉機(jī)牽引的起壟機(jī)，秋季作業(yè)起110 cm或130 cm大壟，再鎮(zhèn)壓一次地;六是第二年的春季，用玉米播種機(jī)將種子和化肥一同播到起好的大壟地中;之后再進(jìn)行封閉除草或苗后除草防止病蟲害等。

（2）玉米秸稈粉碎混拌還田技術(shù)。使用的農(nóng)機(jī)裝備有：秸稈還田機(jī)、深松機(jī)、聯(lián)合整地機(jī)、耙地機(jī)，配套動(dòng)力為210馬力以上拖拉機(jī)。

技術(shù)流程為：一是用玉米聯(lián)合收獲機(jī)，可選凱斯6130型收獲機(jī)收獲;二是用秸稈還田機(jī)，可用凱斯210拖拉機(jī)牽引馬斯奇奧秸稈還田機(jī)將玉米秸稈進(jìn)行二次粉碎，粉碎的秸稈長度小于10 cm，秸稈拋撒寬度和機(jī)具的作業(yè)寬幅一致且均勻;三是用深松機(jī)，可選凱斯7830拖拉機(jī)牽引八行深松機(jī)，作業(yè)深度在30 cm以上，也可選凱斯730C聯(lián)合整地機(jī)，將秸稈混拌還田于土壤0～15 cm耕層內(nèi);四是用耙地機(jī)，可選用凱斯210拖拉機(jī)牽引30°角交叉重耙耙地兩次，此時(shí)土壤地表的秸稈覆蓋度在30%左右;五是用凱斯210拖拉機(jī)牽引起壟機(jī)在秋季作業(yè)，起110 cm或130 cm大壟并鎮(zhèn)壓一遍;六是第二年春季使用免耕播種機(jī)將種、肥同播;之后再進(jìn)行封閉除草或苗后除草防止病蟲害等。

（3）玉米秸稈粉碎地表覆蓋還田技術(shù)。

使用的農(nóng)機(jī)裝備有：拖拉機(jī)、秸稈還田機(jī)、免耕播種機(jī)、深松機(jī)、秸稈歸行機(jī)、條帶耕作機(jī)等。

技術(shù)流程為：一是用玉米聯(lián)合收獲機(jī)收獲;秸稈在土壤地表覆蓋原茬越冬;二是第二年春季用秸稈還田機(jī)，可選用凱斯210拖拉機(jī)牽引馬斯奇奧秸稈還田機(jī)，對(duì)秸稈進(jìn)行二次粉碎，要求粉碎的秸稈長度不超過10 cm、拋撒的寬度和機(jī)具作業(yè)寬幅一致且均勻;三是使用免耕播種機(jī)，錯(cuò)茬平播或秸稈歸行清茬，清理出苗帶后進(jìn)行播種作業(yè);四是在苗出5葉前進(jìn)行除草;之后再進(jìn)行苗期深松及防止病蟲害等。

2.1.2 間接還田

（1）秸稈原位堆腐還田技術(shù)。

采用外源微生物接種強(qiáng)化發(fā)酵技術(shù)，在田間地頭、林帶溝渠等場所，通過人工或機(jī)械的方式將秸稈收集堆垛，利用秋后短暫溫光條件快速啟動(dòng)堆肥，次年春天就近還田。

（2）玉米秸稈生物有機(jī)肥制備及還田技術(shù)。

一般有二種形式：一是車間堆漚：秸稈+土+畜禽糞便一定比例混合;二是漚肥坑集中堆漚：秸稈+土+畜禽糞便+腐熟劑一定比例混合。第二年春天在整地前將玉米秸稈生物有機(jī)肥還于田中。此項(xiàng)技術(shù)制備過程中，應(yīng)考慮黑龍江省寒冷地區(qū)環(huán)境約束，調(diào)整混合比例，實(shí)現(xiàn)資源有效轉(zhuǎn)化。

2.2 飼料化

2.2.1 青貯、黃貯

秸稈青貯發(fā)酵飼料技術(shù)路線一般為：玉米秸稈粉碎或者揉絲，計(jì)算發(fā)酵秸稈的重量，等比例添加發(fā)酵菌，均勻撒入秸稈，傳統(tǒng)大型發(fā)酵池發(fā)酵或農(nóng)膜袋簡易式發(fā)酵，最后裝袋倉庫密封保存或銷售。

秸稈黃貯發(fā)酵飼料技術(shù)路線一般為：玉米秸稈揉絲粉碎后入黃貯窖，對(duì)粉碎原料進(jìn)行壓實(shí)處理，壓實(shí)處理好的原料進(jìn)行密封，發(fā)酵好后開封飼喂牛羊。

2.2.2 膨化

秸稈膨化飼料：秸稈通過膨化處理后，表面蠟質(zhì)膜被破壞，大量纖維細(xì)胞壁斷裂，纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等復(fù)雜結(jié)構(gòu)發(fā)生崩解;機(jī)械膨化自然產(chǎn)生的溫度可達(dá)140～150 ℃，產(chǎn)生熟化過程;再經(jīng)過有益微生物發(fā)酵處理后，產(chǎn)生糖化過程。膨化技術(shù)和發(fā)酵技術(shù)使秸稈的理化性狀都發(fā)生了巨大改變，使秸稈從質(zhì)地堅(jiān)硬的粗飼料變成了易消化吸收的生物飼料。

2.3 燃料化

燃料化也叫能源化，常用作農(nóng)村生活生產(chǎn)能源使用，直燃式生物質(zhì)鍋爐——農(nóng)村生活能源。優(yōu)點(diǎn)如下：（1）玉米等作物秸稈為燃料，就地取材，方便快捷，節(jié)約成本;（2）50 kg玉米秸稈可供100 m2住宅供暖一天，節(jié)省物資;（3）一冬點(diǎn)一次火，12 h添一次料，5天出一次爐灰，節(jié)省人力;（4）20 ℃以上，晝夜恒溫且可調(diào)控，即恒溫可控;（5）鍋爐安裝在戶外，產(chǎn)品為常壓鍋爐，安全可靠 。

2.4 基質(zhì)化

玉米秸稈用作食用菌基料或者育苗基質(zhì)。依托玉米秸稈、閑置大棚資源，充分利用水稻育秧大棚的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、溫光條件，提高水稻育秧大棚的利用效率;以秸稈、食用菌、育秧基質(zhì)利用模式為紐帶，實(shí)現(xiàn)玉米秸稈基質(zhì)化高效利用，有效解決北方耕地土壤質(zhì)量下降、焚燒秸稈污染環(huán)境以及水稻育秧破壞耕層植被和取土難等問題。

2.5 原料化

以玉米秸稈為原料用作工業(yè)化加工，如替代木材造紙、生產(chǎn)板材等，此技術(shù)將農(nóng)用材料二次轉(zhuǎn)化為可再生資源，達(dá)到循環(huán)利用效果。

3 黑龍江省玉米秸稈綜合利用發(fā)展建議

（1）各縣區(qū)因地制宜依據(jù)地方農(nóng)牧業(yè)發(fā)展情況，建立當(dāng)?shù)靥厣斩捓皿w系，主輔結(jié)合，避免一刀切。

（2）秸稈利用農(nóng)用為先，科學(xué)規(guī)劃秸稈還田方式，推行“一翻兩免”秸稈全量還田輪耕技術(shù)模式，即三年為一個(gè)周期，三年翻耕一次，兩年采用深松聯(lián)合整地秸稈碎混還田免耕播種和秸稈覆蓋還田免耕播種，降低秸稈還田成本。

（3）我省是畜牧大省，秸稈飼料化利用空間巨大。

（4）秸稈燃料化利用重點(diǎn)對(duì)直燃式生物質(zhì)鍋爐進(jìn)行推廣，減少秸稈壓塊與顆粒等耗能方式利用。

（5）建立輪作體系，將低生物量的豆科作物納入輪作體系，從而控制秸稈總量，同時(shí)補(bǔ)充土壤氮素營養(yǎng)。

（6）建議秸稈離田地塊采用平作，可提高地溫，保土保墑;壟作地塊少用或禁止秸稈打包。

4 結(jié)論

（1）我省年種植玉米面積近667萬hm2，玉米在我省農(nóng)作物中占主導(dǎo)地位在近期不會(huì)改變，因此，解決玉米秸稈資源綜合利用問題是各級(jí)政府急需解決的重大問題。

（2）在秸稈還田裝備中，拖拉機(jī)、五鏵犁、聯(lián)合整地機(jī)和耙存在著相互不匹配及可靠性不高的問題。政府應(yīng)增加投入集產(chǎn)、學(xué)、研、對(duì)秸稈還田裝備及配套技術(shù)開展聯(lián)合攻關(guān)，在功能、用途、產(chǎn)品升級(jí)、秸稈綜合利用的新方法、新工藝等方面進(jìn)行研發(fā)，充分挖掘玉米秸稈資源的利用潛力，促進(jìn)我省農(nóng)業(yè)循環(huán)可持續(xù)利用與發(fā)展。

（3）我省玉米秸稈綜合利用的發(fā)展前景是：構(gòu)建具有地方特色的“還田主導(dǎo)型、種養(yǎng)結(jié)合型、多元循環(huán)型、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)型”的秸稈綜合利用技術(shù)模式并示范推廣。