农作物秸秆的沼气开发利用

朱永国 刘润秋 刘艳荣

（1.吉林省榆树市农业环境保护与农村能源管理站，吉林榆树 130400；2.吉林省榆树市大岭镇农业技术推广站，吉林榆树 130400；3.吉林省榆树市农业技术推广服务中心，吉林榆树 130400）

榆树市位于吉林省中北部，地处松嫩平原，地势平坦，土壤肥沃，辖区内有松花江、卡岔河、拉林河3大水系，近年粮食作物播种面积在37.33万hm2以上，粮食总产量稳定在32.5亿kg，是吉林省著名的产粮大市，也是全国重点商品粮基地县（市），素有“松辽平原第一粮仓”的美誉，以种植玉米、水稻、大豆等农作物为主，每年秋收季节都会产生约400万t秸秆。以往，当地秸秆基本是作为燃料用于农户做饭、取暖，但随着经济的发展，农户基本不需要再以秸秆燃料来取暖，因此采取了直接焚烧的方式，对周边环境造成了直接污染，同时也造成了资源浪费。如何更快更好地开发利用秸秆成为榆林市亟待解决的问题[1-3]。

1 榆树市秸秆综合利用现状

一直以来，榆树市对秸秆综合利用工作都比较重视，积极贯彻执行省委省政府文件精神，大力推进秸秆五化利用，近些年来更是加大了对秸秆五化利用在资金和政策方面的支持，秸秆综合利用取得了较快发展。近年来，榆林市利用丰富的秸秆资源，采取有效措施，因地制宜开展“五化”利用，同时主动探索政府、合作社、农户三方利益联结机制，重点推广了秸秆全覆盖保护性耕作模式和水田秸秆全量还田模式，同时积极鼓励秸秆成型燃料代煤模式好人种养结合秸秆利用”模式，初步形成了“五化”利用产业格局。

（1）秸秆全覆盖保护性耕作模式。此模式是在保护性耕作的基础上发展起来的，采取宽窄行平作、均匀行平作、等行距垄作等方式，实现了秸秆全量还田、深松、免耕播种、精细施药等农艺、农机技术的有机结合。

（2）水田秸秆全量还田模式。此模式是通过自主研发的水田多功能整地机作业，实现水田高留茬秸秆粉碎、深埋全量还田，集成水田秸秆还田、翻地、耙地、打浆、平地作业环节于一体，作业成本低，病虫害轻。

（3）秸秆成型燃料代煤模式。农村、企事业单位、粮食烘干、集中供暖等方面，采取秸秆颗粒、燃料块、直燃等方式实施秸秆代煤项目。重点试验示范为企事业单位小型燃煤锅炉和粮食烘干塔热风炉改造。

（4）种养结合秸秆利用模式。利用秸秆制作青黄储饲料饲喂奶牛、肉牛，牛粪和秸秆混拌进行堆沤发酵，实施有机肥还田，形成玉米种植、秸秆饲料饲喂、粪便+秸秆堆沤还田的生态循环产业链条[4]。

目前，榆树市秸秆收储运经营主体、“五化”利用企业（合作社）已达100余家，建立秸秆收储点及秸秆原料供应基地80多个，全市秸秆利用量达到了280万t，秸秆综合利用率达81.16%。

榆林市在秸秆禁烧工作上进行了一些探索和尝试，取得了一定成效，但因榆林市为农业大市，每年秸秆产量较大，开发秸秆利用新途径现得尤为必要。研究表明，1 t干的玉米秸秆可产290 m3沼气，1 t湿的玉米秸秆可产246 m3沼气。因此，如果能将秸秆有效处理并进行资源或能源化利用，既能有效避免二次污染，同时还能缓解能源短缺问题。

2 榆树市开发秸秆沼气的意义

2.1 节约能源沼气主要是通过农作物秸秆、畜禽粪便等有机废料厌氧发酵产生，主要成分是甲烷、硫化氢以及二氧化碳等，无色，有一定的毒性，是一种优质高效的气体燃料，可以用来烧火、做饭、照明等。另外，沼气燃烧后产生的是水和二氧化碳，对空气没有污染。同时，沼气发酵后的残渣也可以用来杀灭病菌、虫卵，保护生态环境。

2.2 促进农业增收

2.2.1 促进农业增收 农民在播种前把农作物种子放在沼液中浸泡后再播种，不仅能够提升种子的发芽率，同时还能够增强秧苗抗逆能力。相关实验表明，沼液浸种对玉米大小斑病有较强的抑制作用、一般可促进玉米增产5%～7%。

2.2.2 提升农产品品质 对农作物秸秆、畜禽粪便等进行开发处理，除了能够产生直接利用的沼气以外，所产生的沼液和沼渣还是优质有机肥。相关研究表明，使用沼液浇灌出来的蔬菜，叶片肥厚、不易生虫；使用沼渣、沼液替代化肥、农药，可减少普通农作物种植20%以上的化肥用量，可不用再施用其他化肥、农药，所产农作物口感好、营养价值高、产品品质明显提升。把沼液沼渣施用到大田，既可以减少化肥农药的使用量，也能减少病虫害发生，稻米品质可得到较大程度提高。研究表明，常施沼液，作物生长健壮，叶片厚度和果实重量显著增加，品质显著提高[5]。

2.3 环保清洁长期以来，榆林市农作物秸秆除了被就地焚烧外，其余多数堆积在田间或农村房屋周边，不仅影响环境整洁，也存在一定的安全隐患（柴垛距离房屋较近，存在火灾隐患）。秸秆燃烧会造成严重的雾霾，产生大量有毒有害气体，危害人体健康，且极易引发火灾。燃烧时短期内产生的大量烟雾也会影响视线，造成交通事故。此外，秸秆焚烧后还会破坏土壤物理性状，加重土壤板结。而开发利用秸秆产沼气，不仅能解决农村污染源治理问题，还能变废为宝，在提供生物质能源的同时生产有机肥，促进土壤改良、黑土地保护。

3 榆树市秸秆沼气的开发利用

榆林市是全国第一产粮大县（市），面对巨大的秸秆年产量，曾有过关于利用农作物秸秆及畜禽废弃物产沼气的尝试，也曾建立过沼气池，试图将秸秆和畜禽粪便通过沼气发酵处理，但因冬季气温过低，秸秆中缺少氨磷，不利于微生物的生长，发酵不完全，一定程度上限制了秸秆沼气的利用。吉林省德惠市隽氏农牧科技发展有限公司通过多年研究摸索，目前已经成功研制出一整套沼气发酵新技术。利用该技术，可以将大量秸秆和畜禽粪便进行沼气发酵，即使在冬季也能正常产气，源源不断地为村民提供生物质天然气，在提供生物质能源的同时还能生产有机肥，对改良土壤、保护黑土地效果显著。这使得榆林市冬季秸秆产沼气成为可能，将会极大地促进榆林市农村家居温暖清洁化和村容整洁，进一步提高农民生活质量。

秸秆产沼气是近年才兴起的一种能源开发方式，对此，农户还存在认识不足的情况。农业部门应该利用各种机会、途径（下到田间地头、扶贫下乡等），向农户讲解秸秆综合利用的前景以及秸秆沼气的各种好处，让农民逐渐认识到开发利用秸秆的重要性和可行性。同时，要选择示范村，示范户带动，让农户看到效果，促进秸秆沼气技术普及。

4 结语

综上所述，将农业生产中数量最大的副产品——农作物秸秆，循环利用、变废为宝，可保护生态环境，促进农业生产的可持续发展，且在利用秸秆沼气的同时还能为肥料生产、畜牧养殖、食用菌培养、能源制造、加工业等提供大量的廉价原料，带动农村产业结构变革，促进农民生活质量提高和城乡环境改善。榆林市秸秆产生量较大，每年有大量秸秆被废弃或露天焚烧，造成严重的环境污染和资源浪费，已成为急需解决的重大环境问题和民生问题。因此，榆林市需立足本地实际，认真贯彻执行《吉林省秸秆综合利用三年行动方案（2019-2021年）》，建立协调推进机制，落实省市各项支持政策，逐步完善统计体系，并积极探寻秸秆综合利用的多种有效途径，有序促进秸秆综合利用的产业化、商品化，提高秸秆综合利用率。