棉花秸秆综合利用现状分析

2017-07-15赵树琪李蔚戴宝生闫振华黄晓莉张

湖北农业科学 2017年12期

赵树琪+李蔚+戴宝生+闫振华+黄晓莉+张华崇

摘要：棉花秸秆是棉花生产的副产物，同时也是工农业生产重要的可再生资源。但主要产棉区对棉秆利用效率低，造成了资源的浪费。通过分析目前棉花秸秆综合利用的现状及存在的问题，提出了要提高秸秆综合利用效率应该加强技术创新，加大政策扶持和资金投入，各级政府要加大宣传推广力度等对策，以促进棉花生产的可持续发展。

关键词：棉花秸秆；综合利用；存在问题；对策

中图分类号：S38 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）12-2201-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.12.001

The Analysis of Comprehensive Utilization Present Situation of Cotton Stalk

ZHAO Shu-qi，LI Wei，DAI Bao-sheng，YAN Zhen-hua，HUANG Xiao-li，ZHANG Hua-chong

（Huanggang Academy of Agricultural Sciences，Huanggang 438000，Hubei，China）

Abstract： Cotton stalk are the main by-product of cotton，as well as important renewable resources in industry and agriculture.But the utilization efficiency of cotton stalk is low in the main cotton-producing area，causing the waste of resources. More and more researchers pay attention to the comprehensive utilization of cotton stalk. The current situation of comprehensive utilization cotton stalk and the existing problems were analysed. It put forward that improving the efficiency of comprehensive utilization of straw should strengthen technology innovation，increase policy support and capital investment. The governments at all levels should intensify propaganda promotion in order to promote the sustainable development of cotton production.

Key words： cotton stalk； comprehensive utilization； the existing problems； countermeasures

棉花是中国重要的经济作物之一，在棉花丰收的同时产生大量的副产物[1]。棉花秸秆作为棉花生产主要的副产物大多用于生活燃料，对棉花秸秆综合利用较少。随着科技的进步，城镇化的发展及生活水平的提高，天然气等燃料進入寻常百姓家，棉花秸秆作为生活燃料的应用减少，而被棉农田间焚毁，既浪费资源又污染环境。棉花秸秆作为可再生资源，其综合应用受到研究者广泛关注[2-6]。棉花秸秆由棉茎、棉花壳、棉根和棉叶组成。许国英等[7]研究认为棉根、棉茎粗纤维含量均在42%以上，其次是棉花壳约占33.15%，棉叶粗纤维含量最少。但是棉花壳、棉叶中粗脂肪、粗蛋白质、粗灰分含量较棉茎、棉根要高。钙、磷、无氮浸出物和水分在四个部位中差别不大。可见，棉花秸秆作为一种丰富的可再生资源，在肥料、饲料、工业原料应用等方面潜力巨大。目前，中国秸秆资源综合利用技术创新不足，利用效率低。本研究分析了棉花秸秆综合利用的现状，就高效利用棉秆资源提出了对策。

1 棉秆资源利用的现状

1.1 棉花秸秆还田

秸秆还田主要有两种方式，一是直接还田。通过简单的机械粉碎还田，并施入一定量的氮肥促进其在土壤中的腐解，有利于改良土壤团粒结构，实现土地用养结合，促进增产[8]。二是间接还田。施用腐熟秸秆有机肥改善土壤次生灾害，促进作物生长。棉花秸秆还有丰富的氮磷钾等元素，可采用直接还田方式作为有机肥使用[9]。

1.2 棉花秸秆作饲料

棉花秸秆含有大量的纤维素、粗蛋白、半纤维素、木质素等营养物质，将棉秆中毒棉酚处理掉，可以制成禽畜饲料，用于养殖业、畜牧业。高瑞芳等[10]研究显示，每万吨棉花秸秆压缩粗饲料用于养殖业，可供3 000头牛食用一年，肉牛、奶牛分别增加产值15%、16%。食用这些饲料形成的粪便可用于沼气或替代化肥。

1.3 棉花秸秆作原料

棉花秸秆燃烧值17.1～18.1 MJ/kg，接近于木材。相比玉米、小麦等禾本科作物秸秆，棉花秸秆是更理想的能源材料。棉花秸秆作为燃料其利用有固化和气化两种模式，早在20世纪，中国科学家对此就有所研究[11]。棉秆作为能源材料还可用于发电。至2016年中国生物质发电并网装机容量为950万kW，居世界第二位，但是利用率不高。中国可以引进先进技术，结合国情在农村推广实施秸秆发电技术，使秸秆资源得到更有效的利用。

目前，在山东、河南、湖北、河北及新疆等产棉区利用棉花秸秆栽培平菇、金针菇、杏鲍菇、香菇及灵芝等食用菌品种的试验取得显著的效果[6，12-16]。只要按照所种植食用菌的营养要求对培养料配方作一些调整，可以利用棉秆代替棉子壳作为食用菌培养料。李金霞等[17]研究还表明，部分菌类对棉酚具有分解作用。因此利用棉秆作为食用菌培养料不仅可以生产食用菌，菌糠作为饲料，还可以利用食用菌分解棉酚，使棉秆得到多重利用，增加经济效益。

棉秆中含有木质素、纤维素和半纤维素，其纤维长度及木质化程度与木材大致相同，可以利用棉秆代替木浆，用于造纸、造板等使其得到合理的利用[18]。棉秆还可制作高密度纤维板、隔音板等。通过机械法分离、成型和热压等一系列工序加工成人造木板，有很好的市场效益[19]。

1.4 棉花秸秆制备活性炭

目前，活性炭广泛应用于化学、食品、医药及国防、环境保护等方面，棉秆是可再生资源，利用棉秆生产活性炭可减少对林木、煤炭、石油等的消耗。利用棉秆制备的活性炭质量优于标准活性炭[20，21]。樊希安等[22]利用微波辐射法制备活性炭质量可达到一级标准。

2 棉秆综合利用中存在的问题

2.1 棉秆综合利用不够全面

棉秆作为棉花生产的副产品，人们对其利用价值没有充分的认识，大多作为燃料使用。目前棉花秸秆综合利用技术已从早期的直接堆沤还田、就地焚烧、烧火做饭、取暖等向快速腐熟堆肥，生产优质生物煤、生物基质及做工业原料等方式转变。江西省棉花研究所20世纪利用粉碎的棉花秸秆掺粉煤灰代替蛭石配河沙作为基质育苗取得良好的效果[23]。但是，从生态农业和可持续发展的角度来看，目前对棉花秸秆的利用不够全面，有些技术还不成熟，设备比较落后，有些地方秸秆利用模式单一，造成秸秆能量利用率和转化率低。棉花秸秆的利用要根据其组成特点，把多重利用方式结合起来，形成多层次、多方式的利用模式，从而实现棉花秸秆资源化、产业化、高效化利用，实现现代农业可持续发展。

2.2 棉秆综合利用的推广力度不够

棉花秸秆的饲料化、燃料化、肥料化、基质化等综合利用、循环利用具有很广阔的前景，但是由于当前创新不足，缺乏深入研究等导致推广力度不大，应用不够广泛。中国棉花秸秆资源丰富，通过加大技术创新实现其综合开发，可促进棉秆可再生资源的综合利用[5]。

2.3 缺乏产业化经营大格局

对棉花秸秆的综合应用需要以技术为依托，传统的一家一户模式是很难实现的。缺乏产业化格局是棉秆综合利用效率低的重要原因。实现棉花秸秆综合利用要以科技为依托，以市场为导向，成立大型秸秆利用厂，将秸秆及其产品商品化，提高棉秆综合利用效率[24]。

3 对策

3.1 加强规划引导和宣传推广

目前，中国棉花产业面临着战略性调整，长江流域棉区、黄河流域棉区及西北内陆棉区棉花种植面积缩减。加强棉秆综合利用的规划和引导有利于增加棉农收益。地方要根据自身实际，以科技为依托，以市场为导向，制定符合当地的综合利用方案，确定不同用途的发展目标，合理分配棉花秸秆应用。近些年来，中国草原退化、沙化严重，牧草资源不足严重制约了中国畜牧业的发展[3]，利用棉秆制作压缩饲料可有效缓解该问题。利用棉秆制作的压缩饲料不仅便于运输，而且能够满足动物对粗纤维的需要，提高了饲料营养水平[10]。

同时，政府要加强宣传引导，推广成熟、实用、适合当地实际情况的秸秆利用技术。通过定期举办技术培训，提高农民综合利用秸秆的技能。设立秸秆综合利用试点县、试点园区、试点企业等，以点盖面，点面结合，层层推进，让农民看到实惠，使秸秆综合利用成为农民增收的途径。

3.2 加大科技创新

棉秆综合利用离不开技术支持，通过科技创新，加大加强棉秆综合利用相关项目的研发力度，有助于降低成本，提高效率。棉秆中含有棉酚，目前对棉秆粉碎脱毒除去棉酚仅有某些大型工厂可以完成，所以通过科技创新可以寻求去除棉酚的有效技术手段，增快棉秆饲料化进程[25]。另外在棉秆肥料化、原料化及燃料化等方面加大创新可以促进棉花秸秆综合利用，提高利用效率。

3.3 加大政策扶持和资金投入

新技术的研发及推广应用离不开政策支持和资金投入。目前中国秸秆资源的利用主要依靠传统技术，缺少技术的创新及新技术的研发应用，一些关键的技术问题尚未突破。棉秆造纸、造板技术早有研究，但是由于设备工艺发展落后，更新换代比较慢，造成投入成本高，收益小。同样，秸秆饲料化优化配置、高效生物肥有机肥设备国有化等问题也急需解决。这些因素限制了秸秆的综合利用效率及秸秆利用技术的提高。政府应出台相应的支持政策，丰富融资模式，加大技术创新投入，促进技术、设备更新，提高秸秆利用效率。

3.4 秸秆综合应用产业化发展

当下中国秸稈利用整体呈分散状态，很难高效地利用秸秆资源。要实现秸秆综合利用及其产业化，应积极培育秸秆收贮组织，引导其与种植户（合作社）、秸秆利用企业建立长期产销合作关系，建立健全利益联接机制，构建以企业为主体、市场化运作的秸秆收集贮运体系，完善秸秆利用产业链，建成产业化体系。

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