哈尔滨市秸秆资源利用现状及问题初探

于清涛， 李 赞

(哈尔滨市农业科学院，黑龙江哈尔滨 150029)



哈尔滨市秸秆资源利用现状及问题初探

于清涛， 李 赞

(哈尔滨市农业科学院，黑龙江哈尔滨 150029)

摘要农作物秸秆是一种宝贵的生物资源，有极高的利用价值，然而目前秸秆资源的利用现状令人堪忧。该研究主要介绍了哈尔滨市秸秆利用的传统方式以及综合利用的新途径，阐述了秸秆资源高效利用存在的主要问题并进行剖析，提出了相应的保障措施。

关键词秸秆；综合利用；保障措施

秸秆是农作物的重要副产物，占作物生物总量的50%左右，富含有机质以及氮、磷、钾、钙、镁、硫等多种营养物质，是一类极其丰富、能够直接利用的可再生有机资源。然而，由于利用不善，秸秆资源成为人们的负担，大量难以利用的秸秆集中焚烧成为秋冬雾霾天气的重要成因。深入了解哈尔滨市农村秸秆资源利用现状，寻找问题的根源并提出行之有效的对策建议，破解秸秆资源综合利用的难题，将促使哈尔滨市农业在可持续发展道路上迈出至关重要的一步。笔者对哈尔滨市秸秆资源现状、传统处理方式和利用新途径进行介绍，以期高效利用秸秆资源。

1哈尔滨市秸秆资源现状

哈尔滨市是我国重要的商品粮生产基地，秸秆主要来源于玉米、水稻、大豆等粮食作物。以2014年为例，哈尔滨市共种植玉米113.33万hm2、水稻63.87万hm2、大豆13.60万hm2，粮食总产量超过175亿kg,根据农作物产量和各种农作物的草谷比，可估算出该市秸秆产量，即秸秆理论资源量=农作物产量×草谷比。按照玉米草谷比为2.0、水稻草谷比1.0、大豆草谷比1.5估算，哈尔滨市三大作物秸秆资源远超2 000万t[1]。如何结合农业结构调整方向、保护生态环境和发展农业循环经济等因素，将丰富的秸秆资源因地制宜地进行科学合理的分配并综合利用，已成为当前亟待解决的重大课题。

2传统秸秆处理方式

目前哈尔滨市农村秸秆利用基本停留在粗放式的初级阶段，主要用于生活燃料或直接作为家畜饲料，极少部分进行秸秆还田，其余废弃、焚烧，不仅对经济贡献率偏低，而且严重破坏生态环境[2]。

2.1用作农村生活燃料农村生活燃料是秸秆的主要利用方式，虽然炉灶加火炕的直燃模式热效率非常低，但其具有经济实用的优势因而短期内难以被完全取代。目前，随着农民生活水平的提高，知识结构的改善及对生活品质追求的不断提高，卫生、安全、快捷的各类燃气已经逐渐取代秸秆，特别是随着新农村建设和城乡一体化进程的推进，农作物秸秆作为农村生活燃料的用量将呈现逐年减少的趋势。

2.2用作家畜饲料自然条件下的农作物秸秆，粗蛋白含量低，品质不佳；粗纤维含量高，含有大量不易被家畜消化的木质素[1]；有些秸秆质地粗硬，适口性差，采食率极低。秸秆饲料在自然状态下是一种劣质饲料，营养价值较低。近年来随着农业机械化的快速发展，农民普遍依赖机械作业，大部分农民不养或很少饲养牲畜，导致秸秆饲料用量下降。

2.3秸秆还田随着农村燃料矛盾的缓解、经济的发展、劳动力的转移和农业机械化程度的提高，哈尔滨市秸秆直接还田的面积逐年扩大，并以秸秆机械粉碎深翻还田技术为主[3]。该技术是以机械粉碎、破茬、深耕翻埋、耙压等机械作业为主，将作物秸秆粉碎后直接翻埋入土。此方式作业质量好、秸秆处理量大，且成本低、生产效率高，是大面积以地养地、建立高产稳产农田的有效途径之一。

秸秆还田可促进土壤有机质及氮、磷、钾等含量的增加，具有提高土壤水分保蓄能力，改善土壤性状，增加团粒结构等优点。研究表明，秸秆还田1a后，土壤有机质含量相对提高，全磷、速效钾均显著增加 ,土壤容重下降，土壤孔隙度增大，连续多年进行秸秆还田的耕地，不仅提高磷肥利用率和补充土壤钾素的不足，地力也明显提高[4]。因此，秸秆还田增肥增产作用显著，既减少化肥的施用量和土壤板结，又提高作物产量；既节约成本，又促进作物增产。

哈尔滨市秋冬季节温度低，土壤1 a中有6个月时间处于冰冻状态，秸秆还田后到下一年春播前，很难完全腐烂，如果秸秆过长，容易影响作物扎根，甚至出现“吊根”情况，不利于作物生长。为了促进秸秆快速腐烂，或者即使没有完全腐烂也能保墒且不影响春播，就需要调整秸秆粉碎长度[5]; 另外，因为微生物分解秸秆时与作物争夺氮素，使土壤碳氮比失调，造成作物秧苗因缺氮而黄化、苗弱，生长不良。所以，秸秆还田后，需要在旋耕将粉碎的秸秆与土壤均匀搅拌前，施氢铵或尿素补充氮素[6]。还应科学控制秸秆还田的数量，确保土壤酸碱度适中和微生物平衡，并加强病虫草害防治。

2.4就地焚烧哈尔滨市秸秆除上述用途外，大多直接在田间地头焚烧。秸秆不经加工直接焚烧时，释放出大量二氧化硫和可吸入颗粒物等，这些污染物是现阶段亟需控制的大气污染物。不仅如此，农业专家指出焚烧秸秆时释放出的大量热量，导致地面温度迅速升高，直接导致土壤中的许多有益微生物死亡，而这些微生物可以帮助农作物从土壤中充分有效吸收养分[7]。可见秸秆简单的就地焚烧直接降低了农田作物的质量和产量，降低了农业收益，是极不科学的做法。 然而对农民来说，对秸秆进行就地焚烧，相较于其他的处理方式，虽没有太大收益，但无成本，且没有约束条件，节约时间，是农户处理过剩秸秆的首选方式。

3秸秆资源利用新路径

哈尔滨市需要因地制宜地综合利用农作物秸秆，开辟新途径，重点开展秸秆发电或热电联产、秸秆饲料化、肥料化等多元化和特色化利用方式，立足农业，采取工业化理念和市场化思维，实施规模化经营，逐步取代传统粗放式的秸秆处理方式。

3.1能源化煤、石油、天然气、农作物秸秆生物质燃料被称为“四大能源”，其中农作物秸秆生物质燃料是唯一一种可再生能源。经过集成加工后，秸秆产物的燃烧热值明显增加。相较于煤炭，秸秆颗粒还是清洁的可再生能源。因为秸秆平均含硫量远低于煤，而且其灰渣富含钾、镁、磷和钙等农作物生长必需的微量元素，因此充分燃烧后的秸秆可以全部作为肥料重归耕地发挥作用[8]。

秸秆能源化利用模式作为解决秸秆资源浪费、避免环境污染的重要途径之一，其利用技术主要包括秸秆发电、秸秆固化、秸秆气化、秸秆沼气、秸秆液化等。秸秆发电是以农作物秸秆为主要燃料的一种发电方式，它是秸秆优化利用的最主要形式之一；秸秆固化是通过机械设备将秸秆挤压，压缩成需要形状，然后作为燃料直接燃烧，也可进一步加工成生物炭，普通煤燃烧效率约为60%，而秸秆固化后的燃烧效率超过80%[9]；秸秆气化是以秸秆为原料，经过热解和还原反应生成可燃性气体，目前主要有秸秆气化集中供气和户用的秸秆气化炉2种应用形式，秸秆气化集中供气多以村屯为单位，利用秸秆气化技术，集中生产秸秆燃气，用管网分户输送，供应农户做饭、取暖；秸秆沼气是利用沼气设备，采用中、高温高浓度发酵工艺制取可燃气体；秸秆液化技术是通过物理、化学、生物方法，使秸秆中的木质素、纤维素等转化为醇类、可燃性油或其他化工原料。以秸秆作原料制造生物质乙醇，不但可生产再生能源，而且可减少温室气体排放，可作为汽油的替代能源。

秸秆能源化的大力推广和应用不仅具有广阔的市场前景，而且符合哈尔滨市发展低碳经济以及新农村建设的要求，从“黑色”(石油、煤炭)能源向“绿色”(农作物)能源的转变是实现可持续发展战略的关键一步。

3.2饲料化哈尔滨市农村用作饲料的秸秆数量很少，牲畜养殖使饲料加工发展空间很大。应用机械设备将秸秆铡切或揉搓到一定长度，添加适量尿素，保证合适水分，利用窖、池或者塑料袋等，进行黄贮、氨化、糖化等加工，熟化后提高饲料的适口性和消化率，提升了营养价值及饲料转化率。加工后秸秆饲料碳水化合物、蛋白质、脂肪等营养成分含量提升幅度较大，消化能增加，与牧草相当。

3.3基料化农作物秸秆经加工可制成食用菌基料、育苗基料、花木基料、草坪基料等，目前以食用菌基料为主。生产食用菌后的基料富含营养，既能加工成饲料实现“过腹还田”，也可作为优质有机肥直接还田。

3.4原料化秸秆作为工业原料，主要应用于板材加工、造纸、建材、编织、化工及包装材料等领域。秸秆替代木材制成建筑和装修用的结构板、纤维板、复合板等，具有阻燃、防潮、隔音、不变形、不开裂、强度高等优点，且无环境污染。用秸秆和煤灰加工的秸秆板，保温性、装饰性和耐用性良好[10]。

4秸秆综合高效利用存在的问题

4.1秸秆收、储、运难度大，成本高从加工企业的角度来说，哈尔滨市农作物秸秆分布零散，且多分布于交通不发达的偏远地区，为秸秆的大量收购带来很大难度。此外，秸秆自身具有质地松散、密度低，体积大，易虫蚀、霉变和腐烂，季节性强等特点，收集、存储、运输、防腐等成本明显增加。以上因素严重制约了秸秆的综合利用进程。

4.2秸秆收购价格缺乏吸引力，群众意识欠缺秸秆资源产量巨大，与加工企业实际生产需求的局限性形成鲜明对比，供远大于求，丧失了秸秆资源的稀缺性，其收购价格往往被压得很低，很多农村青壮年外出打工，留守人口的劳动力有限，很难负担秸秆的收集运输工作，导致农民认为，与其花费时间和人工收集秸秆再低价卖出，不如直接焚烧。如果再将秸秆滞留田间耽误的耕作时间和带来的农业风险计算在内，农民的收益甚至为负值，且农民并不用为秸秆就地焚烧造成的环境污染付出代价[11]，这也是多数农民选择就地焚烧秸秆的原因。虽然哈尔滨市政府及相关部门已经加强了监管处罚力度，但法不责众的侥幸心理普遍存在，导致执法过程困难重重。

由于群众缺乏秸秆能源意识、经济意识和循环意识，对于秸秆综合利用的社会效益、环境效益以及利用的新途径等认识不到位，致使哈尔滨市秸秆利用相关技术的推广与普及进展缓慢。

4.3农业配套机械严重不足农作物秸秆还田需要采用与之配套的机械设备作业。从20世纪70年代末开始，我国农机科技工作者在引进国外技术的同时，不断进行根茬粉碎还田和整秆切碎还田机械化技术及机具的研究与应用。国内开发的产品主要是与中小型拖拉机配套使用的秸秆粉碎还田机具，这些机具对农业的增产增收发挥了重要作用，但也存在诸多问题，如秸秆还田机械机型种类繁杂、易损部件使用寿命短、动力传递不可靠、作业安全系数低、作业质量差等，有的只粉碎秸秆不能除掉作物根茬，或虽能除掉根茬，但秸秆粉碎后不能充分覆盖，撒落在地表，影响播种和种子发芽，若秸秆粉碎和旋耕灭茬分2次作业，则会增加作业成本[12]，且机械设备的价格较高，先期投入大，还田作业时间存在局限性，收获季节作业时间短，机械实际利用率很低，投资收回周期过长。目前哈尔滨市与秸秆还田相配套的农业机械还存在很大技术与数量缺口。

4.4秸秆加工企业技术及设备不足，投资回收周期长，产业化程度不高目前秸秆加工机械生产制造成本、生产效率及作业质量远远满足不了市场要求，甚至大部分加工机械仅仅局限在秸秆粉碎、打捆等层次，严重制约了农村秸秆的有效加工利用。国外加工设备的自动化程度很高，设备的采购费用也非常高，由于价格因素及我国农村经济现状等原因，加工设备在我国难以普及。

秸秆综合利用企业的一次性投资都较大，企业从工程项目建设中获取的收益一般较低，投资回收周期长，此外受秸秆原料成本偏高的影响，秸秆综合利用企业多处于微利经营状态[13]。与此同时，哈尔滨市秸秆综合利用项目建设用地、用电、排污费收取以及税收等方面的优惠政策和落实还不到位。哈尔滨市秸秆综合利用还处于起步阶段，规模小、不集中，特别是大型的秸秆发电厂、秸秆沼气站、秸秆气化站等在大部分县市还处于空白状态，未能形成规模化、产业化。同时，秸秆综合利用企业规模普遍较小，缺乏龙头企业的带动，加工转化能力不高，企业化、市场化管理模式经营进展迟缓，造成哈尔滨市秸秆规模化生产企业不多，产业化程度需要进一步提高。

5秸秆综合利用的保障措施

5.1建立健全秸秆收储运输体系秸秆原材料的充足供应是相关企业以及示范项目正常运行的有力保障，因此不断健全和完善秸秆收储运服务体系已成亟待解决的问题。根据哈尔滨市农业分散生产、小农经营的特点，可在机制创新上做文章。建立市场化推进的秸秆收集和物流体系，鼓励发展农作物联合收获、捡拾打捆、储存运输全程机械化，建立和完善秸秆田间处理体系。在利用原有的粮食收储机构人员和场地的基础上，鼓励有条件的地方和企业建设必要的秸秆储存基地。

5.2加强科技研发力量针对哈尔滨市秸秆综合利用项目中凸显的相关技术不够成熟、设备实用性差、综合效益低等问题，哈尔滨市农村能源主管部门应进一步整合科研资源，将强大的科研力量投入到秸秆资源综合利用的设备和技术研发中，例如与秸秆还田相配套的农业机械的优化、病虫草害防治等技术指标的制定、能源化利用设备和技术改良等，并针对主要技术问题进行攻关，缩短技术熟化时间。通过不断的完善和创新，降低企业生产成本，提供全面技术支撑，不断扩大秸秆高效综合利用比例，逐步推动产业转型。

5.3以龙头企业推动产业化进程龙头企业是秸秆加工产业化的重要驱动力，在推动规模化生产、打造秸秆转化产业链、完善市场流通机制等方面发挥着重要作用。个体农户和农村集体经济组织的资金规模、市场信息来源和销售渠道有限，依靠龙头企业将散户联系起来，按照联结的运转模式，风险承受能力强的企业来负责信息、运输、销售、市场运作等环节，农技推广部门负责人员培训、技术指导及宣传等环节，打造成以农户为载体、企业为纽带的完整产业链，实现多方共赢。

5.4政府加大资金及政策扶持力度实现秸秆综合利用必须调动社会各界力量[14]，建立健全财政投入、金融贷款及社会融资等渠道相结合的多元化资金投入机制。特别要加大重要秸秆资源综合利用技术的研发和产业化示范项目的投入力度。另外，政府要对秸秆收储运等环节给予一定的财政补贴，提高农民的积极性，也缓解企业的资金压力。应进一步完善对国家需要重点扶持和鼓励发展的秸秆能源生产企业的税收优惠政策，以解决秸秆产业化成本偏高的突出问题，为企业的发展搭建一个良好的投资与发展平台。

5.5加强秸秆综合利用的宣传教育工作秸秆综合化利用推广在哈尔滨市刚刚起步，基本处于示范阶段，广大干部群众对其缺乏必要的了解和认识。因此，要充分发挥广播、电视、报纸等大众传播媒体的舆论引导作用，提高公众对秸秆高效利用的认识水平和参与意识。通过召开现场会、组织参观学习、开展技术培训、进行效益对比等多种形式，引导农民更新观念，追求健康文明的生活方式，为秸秆高效综合利用的推广打下坚实的群众基础。

因势利导哈尔滨市丰富的秸秆资源，通过燃料化、饲料化、肥料化、基料化等方法进行科学合理的有机结合，在强大的科技力量支撑下，形成多层次、多途径、跨行业综合利用的模式，开辟出一条绿色发展的新道路，为农业的可持续发展探索新方向、谱写新篇章。

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作者简介于清涛(1977- )，男，黑龙江富锦人，高级农艺师，硕士，从事水稻育种和栽培技术研究。

收稿日期2016-05-07

中图分类号S 216.2

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)16-054-03

Preliminary Discussion on the Straw Resources Utilization and Problems in Harbin City

YU Qing-tao, LI Zan

(Harbin Academy of Agricultural Sciences, Harbin, Heilongjiang 150029)

AbstractCrop straw is a kind of precious biological resources with extremely high utilization value. However, the utilization status of straw researces confoundes fears at present. In this research, we mainly introduced the new pathway of comprehensive utilization and the traditional method of straw utilization in Harbin City, and elaborated the main problems restricting the efficient utilization of staw resources. Relevant countermeasures were put forward.

Key wordsStraw; Comphrehensive utilization; Countermeasures