淺析南陽市作物秸稈利用現(xiàn)狀與對策

張明輝 時曼麗 馬吉坡 徐 青

（南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河南南陽 473000）

南陽市位于河南省西南部， 常住人口971.31 萬人，占全省常住人口的9.78%，位居全省第2 位，常住人口城鎮(zhèn)化率達到50.59%。 南陽素有“中州糧倉”之稱，是全國糧、棉、油、煙集中產(chǎn)地[1]。 南陽市的山區(qū)、丘陵、平原各約占1/3，土壤類型以黃褐土、砂姜黑土、黃棕壤為主，氣候類型屬亞熱帶季風(fēng)氣候，兼具良好的天然種植條件，是我國重要的農(nóng)業(yè)城市。

作物秸稈作為農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，其富含氮、磷、鉀及多種微量元素，是一種極具價值的生物質(zhì)資源[2]。 隨著我國作物新品種的研發(fā)和田間管理模式的創(chuàng)新，糧食產(chǎn)量實現(xiàn)“十三連增”，我國2020年全年糧食產(chǎn)量 66 949 萬 t， 秸稈總量達 7.97 億 t， 秸稈利用率90%，并預(yù)測到2025年秸稈利用率將達到97%[3]。 南陽市糧食總產(chǎn)量719.71 萬t，連續(xù)3年保持在700 萬t以上并再創(chuàng)歷史新高， 按照不同作物的草谷比進行換算， 南陽市每年將產(chǎn)生大約1 250 萬t 作物秸稈，可折合600 多萬 t 標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值， 又或者相當(dāng)于300 萬t 飼料的再利用。 可見，合理利用秸稈資源能“變廢為寶”。

當(dāng)前中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段， 同時作為最大的發(fā)展中國家， 針對目前全球氣候問題提出的“碳達峰、碳中和”既是我們向世界的一個莊嚴(yán)承諾，也是高質(zhì)量發(fā)展的必然要求， 是現(xiàn)代化進程的必由之路[4]。 南陽市以農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和綠色發(fā)展為引領(lǐng)，不斷轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)領(lǐng)域高能耗高污染的生產(chǎn)模式， 為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)村變美的鄉(xiāng)村振興探索新的發(fā)展方向。

1 作物秸稈利用的途徑

1.1 作物秸稈肥料化

秸稈焚燒的草木灰從戰(zhàn)國時期就被當(dāng)做中醫(yī)藥用料，用于抗菌消炎，通便止渴，美容保健，草木灰還有著悠久的施肥歷史， 作為一種堿性速效肥料幫助作物壯苗、促進根系生長、增強對逆境的抗性[5-6]。 隨著近年來城鎮(zhèn)化進程的加快，各種天然氣、沼氣、電氣設(shè)備走入尋常百姓家， 秸稈在生活中的用途被逐漸弱化，甚至被隨意丟棄在田間地頭影響村容村貌。自20 世紀(jì)60年代秸稈還田開始出現(xiàn)， 主要分為直接還田和間接還田，直接還田分為粉碎還田、覆蓋還田、翻壓還田3種方式；間接還田包括堆漚還田、過腹還田、過圈還田、栽培食用菌后還田等[7-8]。 通過秸稈還田將秸稈中的營養(yǎng)物質(zhì)返還入土壤中， 保持土壤的墑情，促進下茬作物的生長發(fā)育，并根據(jù)作物的類型和土壤狀況確定還田方式和還田量， 達到秸稈還田的最佳效果。

1.2 作物秸稈原料化

早在東漢時期， 蔡倫用植物纖維改進造紙術(shù)[9]；宋元時期用長纖維的麻生產(chǎn)高級文化紙， 而稻麥秸稈屬于短纖維，主要生產(chǎn)包裝紙、衛(wèi)生紙等[5]。 在手工業(yè)盛行的年代，人們用高粱秸稈、小麥秸稈編織坐墊和草鞋，制作遮蚊擋寒的秸稈簾子和清潔炕的掃帚；現(xiàn)在通過把秸稈制作成手工藝品用于裝飾， 制作立體動物圖形把我國優(yōu)秀農(nóng)耕文化與民宿旅游結(jié)合起來。 農(nóng)作物秸稈也用于建筑材料，具有質(zhì)量輕、承載力強、隔音隔熱效果好等優(yōu)點。 國外已有秸稈捆來改善建筑溫濕度的實踐[10]，秸稈材料在建房時防蟲防蛀方面比傳統(tǒng)木質(zhì)材料表現(xiàn)更好。 丹麥?zhǔn)鞘澜缟鲜紫壤媒斩挵l(fā)電的國家，降低成本又惠及百姓，秸稈燃燒的草木灰返還給農(nóng)民作肥料， 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與工業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟圈[11]。 另外，秸稈乙醇關(guān)鍵技術(shù)已被列入科技支撐計劃， 南陽市的河南天冠纖維乙醇有限公司擁有首條纖維乙醇生產(chǎn)線和國內(nèi)首個15 萬t 纖維乙醇示范區(qū)建設(shè)[12]。

1.3 作物秸稈飼料化

隨著人民生活水平的提高，奶、蛋、肉需求量增加，而人口不斷增長的趨勢和保守18 億畝耕地紅線的戰(zhàn)略要求都預(yù)示著人畜爭地的問題。2020年以來，飼料價位持續(xù)上升，包括玉米、豆粕、菜粕等產(chǎn)品。 為降低養(yǎng)殖成本，并緩解秸稈隨意丟棄、焚燒帶來的生態(tài)環(huán)境壓力， 逐漸探索出作物秸稈轉(zhuǎn)化為動物飼料的模式。 目前比較常見的主要有直接飼喂、 秸稈氨化、秸稈青貯3種形式。 直接飼喂的秸稈適口性比較差，動物對其消化效率不高，一般輔以青貯、氨化等秸稈預(yù)處理過程就能很好地改善這個問題， 工業(yè)化生產(chǎn)還包括秸稈膨化制粒技術(shù)、 秸稈揉搓加工技術(shù)和高蛋白飼料塊技術(shù)[13]。

1.4 作物秸稈燃料化利用

作物的秸稈、 樹木的枯枝一直是農(nóng)村地區(qū)主要的燃料類型， 農(nóng)民也時常收集以供日后做飯取暖使用。 如今，家庭多使用現(xiàn)代化的電氣化設(shè)備，對于秸稈處理主要是小麥?zhǔn)崭顧C直接將籽粒收獲裝車，后面緊跟著秸稈收集裝置，用于后續(xù)的秸稈發(fā)電、秸稈壓塊、秸稈沼氣等。 目前，南陽市已有多家秸稈回收加工公司，秸稈被壓縮為顆粒、塊狀、棒狀3種，其具有體積小、密度大、燃燒效率高的特點，是一種清潔環(huán)保的能源。 近期生物質(zhì)熱解炭氣聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和秸稈捆燒清潔供暖技術(shù)的研發(fā)， 極大提高了秸稈利用效率，降低了環(huán)境污染的風(fēng)險[14]。

1.5 作物秸稈基料化利用

傳統(tǒng)的食用菌栽培采用木材或木屑， 需要耗費大量的木質(zhì)資源，甚至?xí)斐缮值倪^度開采，近年來圍繞作物秸稈代替木材進行食用菌栽培已有典型的成功案例[15-16]。 農(nóng)作物秸稈來源廣、數(shù)量大、種類繁多，并且價格低廉、營養(yǎng)豐富，是栽培食用菌的理想原料。 玉米秸稈在雙孢蘑菇、草菇和大球蓋菇等草腐型食用菌代料栽培方面已有相關(guān)研究報道。 圍繞雙孢菇產(chǎn)業(yè)鏈，鎮(zhèn)平縣回收秸稈進行食用菌栽培，形成具有規(guī)模的品牌優(yōu)勢， 廢棄物轉(zhuǎn)化為有機肥回歸土壤實現(xiàn)閉環(huán)利用。 南召、內(nèi)鄉(xiāng)、西峽等縣區(qū)利用玉米芯、麥稈和牛糞，生產(chǎn)雙胞菇、金針菇、平菇等的生產(chǎn)技術(shù)，年利用秸稈10余萬噸，不僅使秸稈資源得到充分利用，也為食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。

2 秸稈利用中存在的問題

2.1 技術(shù)不成熟，存在副作用

秸稈還田是補充土壤有機質(zhì)的途徑， 然而從秸稈轉(zhuǎn)化為可供作物利用的有機質(zhì)是一個復(fù)雜的過程。 秸稈在土壤中的轉(zhuǎn)化速率不僅與秸稈類型有關(guān)，還受到土壤溫度、 濕度、 土壤微生物以及秸稈還田深度和還田方式等的影響[17]。例如秸稈在前期的腐解速率很慢，需要額外補充氮素滿足（20～30）∶1 的適宜C/N 優(yōu)化微生物的分解條件，C/N 失衡就會出現(xiàn)微生物快速消耗土壤養(yǎng)分， 導(dǎo)致新播種作物前期營養(yǎng)缺乏影響正常出苗。 作物秸稈機械粉碎覆蓋還田過程中存在粉碎長度過大、 機械設(shè)備不配套等引起的還田質(zhì)量差等問題，影響后茬作物的生長。 帶病或者腐爛發(fā)霉的秸稈直接還田，會加重土壤病害的發(fā)生，增加用藥成本，嚴(yán)重時導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕收。 在秸稈用于燃料乙醇、沼氣生產(chǎn)過程中，沒有形成閉環(huán)利用，殘液殘渣堆積散發(fā)不愉悅氣味， 這些殘渣殘液若進入河流，會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，降低生物多樣性。

2.2 回收成本高，勞動力不足

目前，南陽市的小麥、玉米、大豆、花生等都實現(xiàn)了機械化收獲，極大地釋放勞動力，非常適合人口老齡化的農(nóng)村現(xiàn)狀。 但是，全程的機械化伴隨農(nóng)業(yè)成本的增加，且秸稈收儲體系仍然會處于起步階段，目前僅靠企業(yè)建立完備的收儲體系，難度大、成本高、進程慢。 秸稈打捆機的高成本投入和大體積秸稈的收集費用，對于企業(yè)和農(nóng)戶來說都超出其預(yù)算范圍。 在面對秸稈收集運輸時， 企業(yè)也要考慮自身的成本進而壓低收購價格，農(nóng)戶的積極性不是很高。 傳統(tǒng)的小田塊種植模式也限制秸稈的規(guī)?；蚶?， 河南省耕地總面積10 777.9 萬畝,土地流轉(zhuǎn)率為35.6%,而南陽市耕地面積為1 453.0 萬畝, 土地流轉(zhuǎn)占比29.5%,土地流轉(zhuǎn)和承包規(guī)模相比全省仍然比較小[18]，秸稈分布比較分散，增加運輸?shù)某杀尽?在作物收獲以后，由于受整地和下一季作物的播種影響， 秸稈收儲的時間比較短、工作量大，用人成本相應(yīng)提高。

2.3 信息不暢通，執(zhí)行力有限

自十八大以來，生態(tài)環(huán)保理念深入人心，輔以禁燒秸稈的政策，人們的環(huán)保意識逐漸增強。 但由于文化水平的限制和缺乏專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)， 老百姓即使想利用秸稈也會顯得束手無策， 也不知如何與秸稈收購公司取得聯(lián)系， 又或者由于收獲及儲存過程中操作不當(dāng)， 導(dǎo)致秸稈的質(zhì)量不符合公司的要求而拒絕收購。 群眾關(guān)于秸稈回收利用技術(shù)的認(rèn)識存在片面的問題，看到別人成功的案例就簡單地進行重復(fù)，實現(xiàn)不了增產(chǎn)、增收就會挫傷積極性。 在一定區(qū)域內(nèi)沒有規(guī)范的秸稈回收利用標(biāo)準(zhǔn)，造成秸稈浪費，影響利用效率。 管理者缺乏主體意識， 每年夏收秋收時節(jié)， 相關(guān)部門增派很多人手下鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行秸稈禁燒巡邏，費時費力，但也只是處于監(jiān)督者的角色，而不是引導(dǎo)者。

3 秸稈綜合利用對策

3.1 響應(yīng)國家政策，落實農(nóng)業(yè)補貼

農(nóng)業(yè)作為我國的第一產(chǎn)業(yè)，自2016年起，農(nóng)業(yè)補貼向擁有耕地承包權(quán)的種地農(nóng)民和適度規(guī)模經(jīng)營的新型經(jīng)營主體傾斜， 一定程度上提高了農(nóng)民承包的積極性。 但是農(nóng)機設(shè)備的問題也限制農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，一方面，雖然本市現(xiàn)存大量農(nóng)機設(shè)備，但是由于年代久遠(yuǎn)、缺乏保養(yǎng)、較為陳舊或與新型農(nóng)機具不配套， 在實際操作中存在效率低的問題； 另一方面， 市面上農(nóng)業(yè)機械設(shè)備類型多樣， 但普遍價位偏高，有的并不在購置補貼的范圍之內(nèi)，政府應(yīng)針對性放開信貸優(yōu)惠政策。 針對秸稈綜合利用，應(yīng)該形成以村、鎮(zhèn)為單位，做好國家政策的宣講工作，做到公平公正，讓真正有理想有能力的人有自主創(chuàng)業(yè)的機會，扶持農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社的建設(shè)，建立統(tǒng)一收儲點，以集體為單位進行銷售，保障秸稈的銷路。

3.2 強化技術(shù)指導(dǎo)，培訓(xùn)高素質(zhì)農(nóng)民

在秸稈綜合利用過程中，農(nóng)戶是主體，培育高素質(zhì)農(nóng)民將有利于各項工作的開展。 首先是進行秸稈利用知識宣講，通過知識講座、廣播、宣傳車、標(biāo)語、公眾號等形式， 讓老百姓意識到秸稈高效利用的重要意義；其次是邀請專業(yè)技術(shù)人員進行技術(shù)指導(dǎo)，解決老百姓遇到的實際問題， 鼓勵他們積極參與到這一過程中來。 同時定期召開農(nóng)業(yè)知識培訓(xùn)會，讓農(nóng)民掌握作物生長的規(guī)律和秸稈還田的理論， 通過交流和觀摩，學(xué)習(xí)別人成功的經(jīng)驗，開闊視野并運用到實踐中。 鼓勵有能力的種植大戶進行土地流轉(zhuǎn)、適度規(guī)模經(jīng)營，鼓勵高素質(zhì)農(nóng)民參與經(jīng)濟作物的栽培中來，解決就業(yè)問題，減少勞動力外出，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的目標(biāo)。

3.3 克服技術(shù)難點，引導(dǎo)示范推廣

針對秸稈還田綜合利用技術(shù)， 前人開展了很多的研究工作，提供了理論的參考，但是每個區(qū)域有自己的特點， 應(yīng)該針對本區(qū)域存在的問題進行反復(fù)試驗驗證。 科研部門和農(nóng)業(yè)實際情況之間應(yīng)該建立聯(lián)系， 以農(nóng)業(yè)實際需求為導(dǎo)向， 提升科技成果轉(zhuǎn)化效率，主動申報國家、省、市級關(guān)于農(nóng)業(yè)秸稈高效利用的項目。 建立農(nóng)業(yè)信息交流快速通道，各省、市的農(nóng)業(yè)農(nóng)村政府部門通過新聞發(fā)布會、 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)通過新技術(shù)展示會等形式實現(xiàn)與農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體之間的有效溝通。 農(nóng)業(yè)農(nóng)村主管部門組織建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，進行新品種展示、新技術(shù)試驗點示范推廣，針對南陽市作物秸稈的生物特性，細(xì)化多種利用途徑，并設(shè)置對應(yīng)的收儲標(biāo)準(zhǔn)， 實現(xiàn)秸稈的最大化價值實現(xiàn)，最終達到秸稈資源高效利用、農(nóng)民輕輕松松實現(xiàn)增收、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境得到顯著改善的目標(biāo)。