山西省秸稈高值化循環(huán)綜合利用現(xiàn)狀及對(duì)策

石紅衛(wèi)　王慧杰　馮瑞云　梅超　南洋　劉躍鵬　劉晶

摘要 ? ?隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，秸稈產(chǎn)量逐年增加。由于科技轉(zhuǎn)化力度不夠、秸稈處置技術(shù)落后等因素，常造成秸稈大量丟棄和焚燒。本文介紹了山西省秸稈資源利用現(xiàn)狀，提出了秸稈高值化循環(huán)利用對(duì)策，包括綜合利用技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，優(yōu)先發(fā)展秸稈肥料化、基質(zhì)化、燃料化利用，擴(kuò)大秸稈產(chǎn)品的應(yīng)用范圍等，使其在農(nóng)業(yè)、林業(yè)及環(huán)境治理方面發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)秸稈技術(shù)發(fā)展前景進(jìn)行了展望，通過(guò)創(chuàng)新秸稈綜合利用新方法、新技術(shù)、新思路、新模式、新機(jī)制，變廢為寶等，提高廢棄農(nóng)作物秸稈附加值，推動(dòng)秸稈產(chǎn)業(yè)化。

關(guān)鍵詞 ? ?秸稈;高值化;綜合利用;現(xiàn)狀;對(duì)策;山西省

中圖分類號(hào) ? ?X712 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）19-0167-03

秸稈是成熟作物莖葉的總稱，含有多種營(yíng)養(yǎng)成分和有機(jī)物質(zhì)，是大自然中天然存在的可再生資源[1-3]。我國(guó)每年秸稈產(chǎn)量達(dá)數(shù)億噸，且以每年1 200萬(wàn)t的速度遞增。目前，科技轉(zhuǎn)化力度不夠、勞動(dòng)力缺乏、秸稈處置技術(shù)落后等造成秸稈的利用方式僅限于還田、焚燒或纖維板生產(chǎn)等，不僅造成資源浪費(fèi)，還造成環(huán)境污染[4]。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年點(diǎn)火燃燒的秸稈占總量的30%以上，造成極大的浪費(fèi)及空氣污染[5-6]。

1 ? ?山西省秸稈資源利用現(xiàn)狀

1978—2017年山西省秸稈儲(chǔ)量從814萬(wàn)t增加到1 475萬(wàn)t，增長(zhǎng)幅度達(dá)81.20%[7]，但山西省秸稈整體加工利用水平較落后，利用方式和途徑還比較單一。據(jù)調(diào)查研究，山西省點(diǎn)火焚燒和扔棄亂擺亂堆的秸稈占總體秸稈的27.2%，很大部分被用來(lái)直接還田或喂養(yǎng)牲畜，僅有1.8%左右的秸稈用于附加值較高的清潔綠色能源項(xiàng)目上[8-9]。由于山西省在秸稈循環(huán)加工利用方面觀念落后、技術(shù)創(chuàng)新水平低，使相對(duì)應(yīng)的秸稈綜合利用技術(shù)未能充分發(fā)展與轉(zhuǎn)化，因而秸稈的產(chǎn)業(yè)化利用程度較低[10]。

2 ? ?秸稈高值化循環(huán)利用對(duì)策

2.1 ? ?秸稈育苗容器利用

采用容器育苗是現(xiàn)今全世界的一項(xiàng)先進(jìn)育苗技術(shù)，隨著人們生態(tài)保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，人們追求生態(tài)環(huán)境的改善，容器育苗技術(shù)向生態(tài)環(huán)保、結(jié)構(gòu)合理、操作方便、成本降低、利于根系生長(zhǎng)等方向發(fā)展，容器材質(zhì)則傾向于價(jià)格低廉的可降解和可再生資源，如農(nóng)業(yè)秸稈資源[11-13]。

秸稈育苗容器技術(shù)是一項(xiàng)采用特殊工藝及制作流程將回收的秸稈制作成秸稈育苗容器的技術(shù)。其主要功能是培育各種農(nóng)業(yè)、林業(yè)苗木，培育可缽苗一體栽植的林業(yè)護(hù)根苗，主要用于困難地造林綠化，如沙漠造林、荒山植樹(shù)、破損山體修復(fù)等;培育大棚蔬菜等經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的嫁接苗，如西瓜、黃瓜、番茄等[14];培育玉米、瓜類早播苗，縮短生育期，提早上市[15]。這些秸稈育苗容器培育的護(hù)根苗具有增強(qiáng)抗性、提高移栽成活率的特性。秸稈育苗容器深埋入土壤中，秸稈纖維在土壤中可吸水膨脹，具有增加土壤孔隙和提高土壤保水能力的效果。同時(shí)，由于根系、土壤微生物和土壤水的共同作用，進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)礦化和殖質(zhì)化，形成腐殖質(zhì)，增加土壤有機(jī)碳含量[16]。

鑒于秸稈育苗容器的可分解特點(diǎn)，隨著設(shè)備更新和生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，容器質(zhì)量會(huì)不斷提高，價(jià)格會(huì)越來(lái)越低。未來(lái)，其在農(nóng)林育苗方面取代劣質(zhì)塑料容器將成為一種可能。同時(shí)，秸稈育苗容器作為一種新型育苗器具，要將其商品化，就要依據(jù)社會(huì)發(fā)展對(duì)秸稈育苗容器的商品要求不斷更新、換代和進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)。要通過(guò)產(chǎn)品類型的多樣性和產(chǎn)品配方及缽體內(nèi)含物可添加性的更新來(lái)適應(yīng)農(nóng)業(yè)耕作改制、林業(yè)逆境種植、抗性提升、提高成活率的產(chǎn)業(yè)要求;要通過(guò)創(chuàng)新不斷提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大秸稈育苗容器的應(yīng)用范圍及價(jià)值，使其在農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及環(huán)境治理等方面發(fā)揮優(yōu)勢(shì)[17]。

2.2 ? ?秸稈肥料化利用

干旱問(wèn)題不僅制約著農(nóng)、林、牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展，而且嚴(yán)重影響著人類的生存環(huán)境。如何提高雨水利用效率是世界旱區(qū)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題[18]。

以農(nóng)作物大量廢棄秸稈為主要原料，添加保水劑（聚丙烯酰胺）和其他輔料，采用生物與化學(xué)方法相結(jié)合，通過(guò)生物發(fā)酵、化學(xué)交聯(lián)和物理改性等技術(shù)方法，研制出可伴隨土壤干濕交替自身膨脹收縮的秸稈型可膨縮土壤改良劑（土壤擴(kuò)蓄增容顆粒有機(jī)肥ZL 200910073846.7）[19]。該產(chǎn)品可在土壤中反復(fù)膨脹收縮，可以增加土壤孔隙度和團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、改善土壤通氣性、降低土壤容重以及有效地保蓄降雨，對(duì)提高植物育苗成活率、促進(jìn)植物抗逆生長(zhǎng)與水分的高效利用具有積極的作用[20]。

依托秸稈有機(jī)肥造粒機(jī)可實(shí)現(xiàn)商品有機(jī)肥制作，更利于肥料機(jī)械化施用，提高肥料利用率。秸稈肥料化產(chǎn)品的研制創(chuàng)新了不同種類秸稈添加高分子材料、肥料等形成秸稈型可膨縮丸粒的改性處理及成型技術(shù)和在困難立地條件下秸稈型可膨縮丸粒的使用方法，基本形成包括秸稈纖維改性技術(shù)、挖方生土層植樹(shù)深打孔基質(zhì)填充擴(kuò)蓄熟化栽植?；羁扉L(zhǎng)技術(shù)和同步壟溝種肥精播種植技術(shù)等的一整套農(nóng)業(yè)技術(shù)新方法，形成一套完整的改良土壤結(jié)構(gòu)、保蓄土壤水分、提高降水資源高效利用效率的農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化技術(shù)體系。

2.3 ? ?秸稈燃料化利用

生活能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾镔|(zhì)基礎(chǔ)之一。隨著人口快速增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，開(kāi)發(fā)挖掘經(jīng)濟(jì)、豐富、清潔、便利、天然的能源已成為世界性能源發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。抓住山西能源革命綜合改革試點(diǎn)契機(jī)，針對(duì)北方冬季取暖需求，推廣秸稈“打捆直燃集中供暖”模式;以農(nóng)村廢棄的果枝、作物秸稈為主要燃料，開(kāi)發(fā)研究高效的家用秸稈燃燒炊暖兩用節(jié)能爐，以向用戶供應(yīng)炊事（取替煤氣罐）、冬季取暖（取替煤）為主要目的，推廣秸稈生物質(zhì)能清潔取暖爐具，尋找秸稈能源利用的新模式，改變農(nóng)村以煤為燃料的炊事方式，拓寬農(nóng)作物秸稈綜合利用空間[21]。

家用秸稈燃燒炊暖兩用節(jié)能爐是面對(duì)居住在鄉(xiāng)村和小城鎮(zhèn)農(nóng)民使用的新型環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品。該爐以農(nóng)作物秸稈為燃料，將一切可燃的廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃的氣體，產(chǎn)生的熱量可用來(lái)取暖、做飯、燒水，爐體由水泥發(fā)泡模塊組裝而成，形成多個(gè)爐腔，可以一爐多用;內(nèi)部設(shè)置了電打火器和提溫消煙裝置，這2個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，可以縮短點(diǎn)燃時(shí)間，爐膛增溫加快，促進(jìn)煙氣中可燃?xì)怏w的裂解和燃燒，消除最初的煙霧量，防止熱能散發(fā);改傳統(tǒng)的下風(fēng)口供氧為上風(fēng)口供氧，使氧氣與火苗的接觸面增加，有利于抽風(fēng)量和進(jìn)風(fēng)量的控制，使燃料充分燃燒。對(duì)于農(nóng)民來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)繼沼氣技術(shù)后最值得推廣的技術(shù)。該技術(shù)在農(nóng)村的應(yīng)用前景極其廣闊，在改變農(nóng)村傳統(tǒng)炊事習(xí)慣、減少農(nóng)民開(kāi)支、提高農(nóng)民生活質(zhì)量等方面具有較大的推廣價(jià)值[22]。

3 ? ?秸稈高值化循環(huán)利用技術(shù)發(fā)展前景

秸稈高值化循環(huán)利用技術(shù)以秸稈綜合利用為前提，以多方共贏的新型秸稈收、儲(chǔ)、運(yùn)體系為前提，利用技術(shù)創(chuàng)新，重點(diǎn)攻破秸稈綜合利用技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)，打造秸稈高值化綜合利用集成技術(shù)，挖掘秸稈資源開(kāi)發(fā)利用潛力，將自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)技術(shù)與目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域普遍認(rèn)可的先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新秸稈還田和綠色節(jié)能方式，發(fā)展特色、優(yōu)質(zhì)、安全、高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)[23-24]。

通過(guò)創(chuàng)新秸稈綜合利用新方法、新技術(shù)、新思路、新模式、新機(jī)制，變廢為寶，提高廢棄農(nóng)作物秸稈附加值，推動(dòng)秸稈產(chǎn)業(yè)化。

鑒于秸稈為農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，用秸稈加工的產(chǎn)品，多數(shù)還是為農(nóng)林園藝業(yè)服務(wù)，效益低、周轉(zhuǎn)慢。因此，建議國(guó)家應(yīng)針對(duì)秸稈收購(gòu)和加工企業(yè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁Y金投入，強(qiáng)化政策資金導(dǎo)向作用，推動(dòng)地方落實(shí)財(cái)政投入、稅收優(yōu)惠、金融信貸、用地、用電、運(yùn)輸“綠色通道”等優(yōu)惠政策措施，吸引社會(huì)資本投入，整合涉農(nóng)資金，加大秸稈還田、收儲(chǔ)運(yùn)、加工利用等方面的傾斜支持力度，進(jìn)一步提高秸稈資源化利用水平[10]。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目 ? 山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（201703D211005）;山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（201803D221003-3）。

作者簡(jiǎn)介 ? 石紅衛(wèi)（1965—），男，河南林州人，研究實(shí)習(xí)員，從事玉米栽培與耕作及秸稈綜合利用工作。

通信作者

收稿日期 ? 2020-05-29