广西蔗叶资源化利用现状分析与对策探讨

刘宇锋 谭裕模

（广西壮族自治区农业科学院农业资源与环境研究所 广西 南宁 530007）

蔗叶是糖料蔗收获蔗茎后遗留的叶片和尾梢，是糖料蔗产业的主要副产品和广西重要的可再生农业秸秆资源。［1］蔗叶是由叶鞘和叶片组成的，叶片宽度为2～8 cm，长度为80～150 cm，分为锐剑型、剑型和带型3种形态。［2］蔗叶主要由纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白、多糖等物质组成［3］，一般占糖料蔗全株干物质质量的15%～25%［4］，鲜蔗叶含水率70%左右［5］，干蔗叶粗维素30%，粗蛋白含量 3%～6%［6］，粗脂肪含量 2%～5%［7］，蔗糖含量7.19%，有机质含量6.05%［8］，有机酸为7%，灰分含量 6%～10.5%［9，10］。蔗叶中含 N、P、K、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn等营养元素［11］，广西主栽甘蔗品种蔗叶分析发现N、P、K、Ca含量分别为5.92 g/kg、0.65 g/kg、6.24 g/kg［12］和 4.8 g/kg［13］，新鲜蔗叶和干蔗叶的燃烧热值分别为13.13 MJ/kg和16.41 MJ/kg［14，15］，蔗叶消化能为 5.68 MJ/kg［16］。蔗叶药用成分分析发现其具有抗菌、降血糖、抗肿瘤等药用价值［17-19］。

1988 年广西被列为我国重点发展产糖基地以来，糖料蔗产业取得了长足的发展［20，21］，2019年广西糖料蔗种植面积和总产量分别为89.02万公顷和7490.65万吨，分别占全国同期糖料蔗种植面积和总产量的64.01%和68.48%［22］。广西糖料蔗种植面积分别占广西耕地面积和旱作耕地面积的24.84%和49.6%［23］，广西是我国糖料蔗生产第一大省（区），糖料蔗也是广西种植面积最大的经济作物。从1992/1993榨季开始，广西糖料蔗产量已经连续26年位居全国第一。广西有95个县（区）种植糖料蔗，占全区111个县级行政单位的85.6%。直接从事糖料蔗种植农民超过850万人，涉蔗农业人口达1200万人，占全区人口的30%左右［24］。种蔗现金收入占广西农村人均家庭现金收入的20%，占农民年人均纯收入的15%［25］。糖料蔗产业是广西农业支柱产业和特色产业。

随着广西糖料蔗种植规模的持续发展，蔗茎采收后遗留的蔗叶总量持续增加，蔗叶传统的处理方式是就地焚烧或丢弃［26，27］，处理方式简单易行且成本低廉，但蔗叶焚烧污染大气环境，蔗叶养分和有机质损失较大，蔗叶丢弃造成资源的浪费且滋生病虫害，并影响宿根蔗生长，因此蔗叶资源化利用愈发重视。虽然广西各级政府出台了一系列禁止秸秆焚烧［28］和奖补农作物秸秆利用［29］的地方性政策法规，通过行政、法规方式禁止蔗叶秸秆焚烧做了大量工作，但是在蔗叶资源化利用产业链培育、经济和技术方法提高蔗叶资源化利用水平存在短板，蔗叶禁烧仍任重道远［30］。蔗叶“用则利，弃则害”，资源化利用才是解决蔗叶等秸秆焚烧的根本出路。如何有效解决广西蔗叶利用率低、转化率低、经济效益低和环境污染严重的“三低一重”的问题，需从源头上进行梳理和分析。本文针对广西蔗叶资源产量、分布、利用现状和存在的问题进行分析梳理，针对性提出广西蔗叶综合利用发展建议，以期为广西蔗叶资源化利用政策制定和可持续发展提供参考。

1 广西蔗叶资源规模与分布特点

广西蔗叶具有总量相对丰富、产生时期集中、地区分布不均衡的特点。陶敏华等［31］通过建模分析认为广西主要农作物秸秆理论资源量为5400.314万吨，其中鲜蔗叶3227.116万吨，占广西农作物秸秆总量的59.758%，是广西第一大农作物秸秆。按鲜蔗叶折干率25%计算［32］，广西每年干蔗叶产量约为806.8万吨。依据广西统计数据发布库［33］公布的数据，2019年广西糖料蔗种植面积约为89.04万公顷，按干蔗叶9.0t/hm2计，广西每年干蔗叶产量约为801.36万吨；理论预测结果与面积折算数据基本吻合，广西年均干蔗叶总产量在800万吨左右。蔗叶在每年11月至翌年3月糖料蔗收获季集中产生。广西年产干蔗叶燃烧热值与449万吨标准煤相当，可产生365亿千瓦时电力。如果广西每年所产的干蔗叶不能资源化有效利用，相当于每年有240万吨粗纤维、48万吨有机碳、10.3万吨尿素的N、3.1万吨过磷酸钙的P2O5、8.3万吨氯化钾的K2O、15.4万吨钙镁磷肥的CaO流失。

依据广西统计数据发布库［34］公布的数据，2019年广西各地市糖料蔗种植面积、蔗叶理论产量与所占比例见表1。

表1 2019年广西各地市糖料蔗种植面积、蔗叶理论产量与所占比例

续表

广西蔗叶资源在全区14个地市均有不同程度的分布（表1），各地蔗叶总量与糖料蔗种植面积紧密相关。崇左市是全区糖料蔗种植面积和蔗叶产量最多的地区，占全区蔗叶总量的32.49%。崇左、南宁、来宾、柳州4个地区既是广西糖料蔗主产区，也是蔗叶资源最为丰富的地区，4个地区蔗叶资源总量占广西全区总量的70.42%。桂林、贺州、梧州3个地区糖料蔗种植面积只占全区糖料蔗种植面积的0.80%，蔗叶资源规模不到广西全区总量的0.80%。

2 广西蔗叶资源化利用现状

蔗叶作为广西主要特色农作物秸秆资源，其资源化利用途径可按照国家发展和改革委员会及农业部颁布的《秸秆综合利用技术目录（2014）》［35］，分为肥料化、燃料化、饲料化、原料化和基料化5种利用类型进行分析。

2.1 蔗叶肥料化

广西蔗叶肥料化的主要形式是蔗叶直接还田，虽然存在蔗叶堆沤还田，但因其劳动强度大、成本高，在农村逐步被淘汰。广西直接蔗叶还田主要有机械粉碎还田和覆盖还田两种方式［36］。覆盖还田法是甘蔗收获后，人工将蔗叶隔行整齐堆放于蔗地垄间的一种蔗叶还田方法。其具有操作成本较低，只能在宿根蔗栽培应用，存在蔗叶腐解周期长、病虫害增加和影响宿根蔗出苗等问题，在生产中逐步被淘汰。机械粉碎还田法是使用蔗叶粉碎还田机械设备，结合糖料蔗采收对蔗叶就地粉碎，抛撒在蔗田表面，再采用机械翻埋入土的机械化蔗叶还田技术［37-40］。蔗叶粉碎程度在10～25 cm之间，工作效率高，粉碎后的蔗叶翻埋于土中，可加速蔗叶在土壤中的腐解速率，进一步改善土壤的团粒结构和理化性能［41］，蔗叶粉碎翻压还田由于翻动土壤，蔗叶腐解后易被当季作物所吸收利用。推行蔗叶机械化粉碎还田技术是实现蔗叶资源化利用的有效途径和主要趋势，但成套农机设备购置成本高，对种植规模、地形和土壤有一定要求。

2.2 蔗叶燃料化

广西蔗叶燃料化主要集中在蔗叶直燃发电、蔗叶沼气利用等2个方向［42］。对广西蔗叶燃料化利用进行有益尝试和探索，我国首个利用甘蔗叶进行直燃发电项目于2010年在广西柳城投产［43］，项目年消耗蔗叶20万吨，发电量约为1.8亿千瓦时，减少大量温室气体和烟尘排放，电厂以120元/t的价格收购蔗叶，每年能向周边农户带来2000万元的经济收入。来宾市象州县投资1.8亿元理昂生物质发电项目已开工建设，设计年发电量1.5亿千瓦时，年消耗蔗叶等秸秆26万吨，对周边150 km范围内农作物秸秆均能有效利用。

蔗叶中纤维素、半纤维素含量较高，大分子互相缠结，不易降解，使产甲烷菌难以获得所需的小分子有机物，沼气发酵启动慢、效率低，蔗叶需要预处理才能沼气化利用［44，45］；同时对广西农村沼气池调查发现，农村沼气池普遍存在沼气池年久失修、使用者操作维护不当、产气量不足、生猪养殖业调整导致畜禽粪污供应中断、农户外出务工、后续技术服务缺乏等问题［46］，目前广西蔗叶沼气利用还不具备规模化利用的条件。

2.3 蔗叶饲料化

蔗叶可作为是牲畜饲料，饲喂牛、羊、兔、猪等，也可以作为水产饲料，饲养草鱼等。新鲜蔗叶含糖量高，适口性好，可直接饲喂牛羊反刍家畜，广西利用蔗叶作为饲料主要用于饲养肉牛和山羊［47］。蔗叶作为牲畜饲料的主要形式为直接投喂、切碎后投喂、青贮后投喂、氨化后投喂、加工饲料后投喂等5种方式。据不完全统计，广西全区蔗叶饲料化利用 15 万吨，约占蔗叶总量的1%［48］。

蔗叶中粗纤维含量高，粗蛋白、钙和磷含量低，李茂等［49］对广西10种农作物秸秆营养价值综合分析，蔗叶排名第七，蔗叶营养价值偏低。单一使用蔗叶饲养畜禽只能部分满足家畜维持需要［50］，但增重缓慢，甚至负增长［51］。邹知明等［52］通过对多种农作物秸秆比较认为，广西蔗叶数量巨大，分布分散，运输成本高，饲用营养价值偏低，同时新鲜蔗叶水分含量高，霉菌总数偏高，开发价值中等。

蔗叶饲料化实践存在以下问题：一是随着农业机械化程度提高，传统的“蔗叶-役牛”养殖模式，规模小，因劳动强度大，饲料转化效果差，逐步被淘汰。二是广西养殖规模化养殖肉牛和山羊比例较低，规模化养殖龙头企业较少，蔗叶消耗量偏低。三是蔗叶饲用营养价值偏低，直接饲养畜禽，增肥效果不理想；糖料蔗连作时间长，蔗叶农药残留高，影响蔗叶饲用效果［53］。四是有一定技术含量的蔗叶饲料化使用途径（青贮、微贮、氨化），缺乏稳定的技术、资金支持，推广应用有限。蔗叶饲料化在广西实践中存在一定局限。

2.4 蔗叶基料化

蔗叶基料是指以蔗叶为主要原料，加工或制备主要为动物、植物及微生物生长提供良好条件和一定营养的有机固体物料，包括蔗叶食用菌生产栽培基质、作物育苗与栽培基质、畜禽发酵床养殖过程中所使用的秸秆料，还包括固体微生物制剂生产所用的吸附物料以及逆境环境条件下用于阻断障碍因子或保水、保肥等功能的物料［54］。

广西蔗叶基料应用主要集中在蔗叶栽培食用菌。使用蔗叶栽培大球盖菇［55］、鸡腿菇［56，57］、香菇［58］、平菇［59］、毛木耳［60］、竹荪［61］等食用菌均有相关报道，蔗叶代替部分木材栽培基质有效地减少木材消耗量并降低生产成本，扩展了蔗叶基料化应用的范围。

蔗叶基料化实践中发现存在以下问题：一是蔗叶栽培食用菌，蔗叶消耗量少。2015 年广西农作物秸秆可收集资源量 4951.23万吨，食用菌基料化利用约 210 万吨，仅占4.24%［62］。蔗叶不能全部作为食用菌栽培基质使用，只能作为部分辅料，蔗叶基料化消耗更少。二是蔗叶种菇企业规模化程度低，数量少，消化蔗叶能力较弱。三是科技支撑力度弱。蔗叶原料前期的处理技术方法，与原料相适宜的温湿度、pH 值等培养条件，高质高价食用菌的配方等没有形成完整、成熟的技术体系。四是蔗叶栽培食用菌后产生的菌渣，处理不当，容易产生二次污染。五是蔗叶栽培食用菌产出率偏低，综合成本和经济效益分析，蔗叶栽培食用菌效益偏低。

2.5 蔗叶原料化

蔗叶原料化就是利用蔗叶作为加工品的原料，包括蔗叶造纸、板材加工、生活用品加工、净化功能材料、蔗叶有机化工和蔗叶编制等。广西目前对蔗叶原料化研究与应用相对还比较滞后，蔗叶原料化相关报道不多。

蔗叶造纸是蔗叶原料化应用的主要用途之一［63］。因为造纸行业是高污染高耗能行业，且目前的制浆技术对于蔗叶中质量较差的褐色纤维的处理能力较弱，以蔗叶为原料只能生产低端纸张，市场潜力有限；同时广西具有丰富速生桉资源，使用蔗叶生产低端制品，不符合市场需求；广西造纸业对蔗叶的消费量很小。另外，将蔗叶通过添加化学制剂和压实的方式制成装饰和家具板材是近年来出现的另外一种较为简便的蔗叶利用方式。在目前的水平下，以秸秆为原料生产的板材在强度、防水性、耐久性等各方面都无法与传统木质板相比，蔗叶制板的市场前景和消耗量有限。

综合广西蔗叶资源化利用的5种主要途径的利用现状，并对标国家秸秆资源化利用的情况，对广西蔗叶资源化利用主要形式、效益比较进行汇总，具体见表2。

表2 广西蔗叶资源化利用主要形式、效益比较

广西蔗叶资源化利用水平仍处于初级阶段，利用方式仍比较单一，主要以肥料化和燃料化利用，其次是饲料化利用，蔗叶原料化和基料化比例较低。蔗叶资源化利用不充分导致相当部分蔗叶被就地焚烧和丢弃。

3 广西蔗叶资源化利用存在的问题

3.1 广西蔗叶资源化认识有待加强

广西对秸秆综合利用的价值和意义认识不足，没有从工业化、产业化的高度把蔗叶资源化利用作为一个新兴产业来对待。蔗叶资源化利用缺乏一个全区统一的、跨部门协调机构指导全区蔗叶资源化利用工作，缺少统一的规划和目标。没有在充分、客观调查研究的基础上，认识并分析广西蔗叶资源化利用具体所面临的问题。

广西蔗叶资源总量、各地区分布和利用途径等相关数据缺乏权威性统计和发布。自治区农业主管部门暂时没有以年报形式公开的蔗叶资源化利用数据，对广西蔗叶利用途径与方式没有进行详细的统计和归类。通过研究人员整理的蔗叶数据权威性、真实性不足，数据波动较大、时效性较差，阻碍了广西蔗叶资源化利用相关政策制定和研究开展。

自治区层面出台了《广西壮族自治区秸秆禁烧管理暂行办法》《广西壮族自治区农作物秸秆综合利用奖补（暂行）办法》，有力地推动了我区秸秆利用的法制化水平，其重点在禁烧措施和政府财政资金引导上，广西各级政府下大力气抓蔗叶秸秆禁烧，主要精力放在“堵”上，对秸秆综合利用增加农民收入、改善农民生活环境这条“疏”的渠道上有待加强。农作物秸秆资源种类多，分布广，不可能面面俱到。有限的政府财政奖补资金也不能全部解决农作物秸秆的利用问题。广西农作物秸秆总量第一的蔗叶秸秆资源却没有颁布相应的法律和法规，在促进蔗叶资源化利用的地方立法上还存在空白。

3.2 蔗叶粉碎还田农机设备适应性不强

广西糖料蔗种植地形的复杂多样性和缺乏规模化的地块特点给广西甘蔗机械化粉碎还田等机械化应用带来了一定难度［64］。蔗叶还田农机具政府补贴覆盖面小且补贴比例较低，现在从国外引进的大型蔗叶还田农机具和甘蔗联合收割机价格昂贵，即使是国内农机公司仿制的类似产品，价格都远超出普通农户的承受能力，且可靠性不高，容易损坏且功能相对单一，辅助劳动力多，效率不高［65］。研制开发符合广西实际、土壤性状、种植地块特征的糖料蔗采收、粉碎还田、施肥一体化农业机械是摆在广西甘蔗机械化领域一个亟待解决的实际问题。

3.3 蔗叶收集困难的技术瓶颈仍然存在

蔗叶收集难、运输难、储存难，成为蔗叶资源化利用的瓶颈之一，是目前蔗叶资源化、商品化程度低的重要原因之一。蔗叶具有体积蓬松、分布分散、密度低、季节性强的特点，使得蔗叶收集贮运存在较大困难。租用大型打包设备需要40元/667m2，再加上装卸，收购价约为0.18元/kg；每千米运输成本为0.6元/ t，若按照收购半径为 50km 计算，为30元/t，综合计算蔗叶采收成本为210元/t。自行收集成本较高，农户积极性不高。企业收集本身建立收储体系，难度大、成本高、进程慢。一是蔗叶收集难度大。蔗叶体积较大，需要高效压缩。现虽有较成熟的捡拾打捆机械，但因一次性投入大，收集成本过高，农民和企业均难以承受。二是蔗叶收集时间紧。蔗叶收集时间短、工作量大，且每年蔗叶收储时间都在农忙期间，此期间用人难、成本高。三是原料贮存存在技术难题。蔗叶原料分散、收获期短、堆积密度小、存储空间大，因此收集难度大，防雨、防火、防霉变的要求高、成本高。所以对于规模化综合利用蔗叶来说，蔗叶的安全合理贮存是一个亟须解决的技术难题。四是大规模收集的蔗叶缺乏有效的消化利用途径。蔗叶综合利用效益周期长，蔗叶综合利用项目和技术推广难度大，规模化利用不够发达，蔗叶工业化利用程度低。收集的蔗叶如果没有有效的大规模利用渠道，资源化利用就无从谈起。

3.4 蔗叶资源化利用产业链条还有待建立与完善

经济效益的高低在产业可持续发展中发挥着决定性作用。广西蔗叶资源化利用，农户和相关企业对利用蔗叶的正向经济激励尚未形成，符合广西实际的蔗叶资源化利用上下游产业链体系还没有建成和有效运行，这是制约广西蔗叶资源化利用的根本性原因。蔗叶与蔗茎同根生，分布特点高度相似，农民愿意收获蔗茎而不愿意收集蔗叶，除了蔗叶收集劳动成本高客观原因外，蔗茎收获后送交制糖企业能带来稳定可靠的经济收入，蔗叶却看不到可见的经济收入，这是农民不愿意将蔗叶收集并加以利用的重要原因之一。由于缺乏有效的政策激励机制、储运体系和蔗叶消化市场机制，“谁来收，交给谁，谁给钱”，这些只能通过蔗叶资源化利用产业链条的建立与完善来解决。

4 广西蔗叶资源化利用对策

4.1 提高蔗叶资源化利用的认识水平，促进蔗叶资源化利用的地方立法

广西蔗叶资源利用发展思路：“多元利用，突出重点”的思路，采取循序渐进、逐步推进的办法，结合广西实际，根据各地蔗叶规模和分布特点，因地制宜，要“堵”更要“疏”，遵循“疏堵结合，以疏为主，以堵促疏”的原则，这个“疏”就是建立蔗叶资源的合理利用渠道，以蔗叶粉碎还田和燃料化利用为主导方向，加强蔗叶饲料化利用，合理安排蔗叶基料化利用和原料化利用，把蔗叶资源化利用的5种途径有机地组合起来，形成一种多层次、多途径综合利用的方式。让农民体会到蔗叶的价值，转化的蔗叶是金子，还田的蔗叶是宝藏，才能把被动的“禁烧”变为主动的“舍不得烧”。

明确农业主管部门在蔗叶资源化利用中的权责，统筹协调蔗叶资源化利用的各种资源，成立统一蔗叶资源化利用的协调机构。尽快在充分调查研究基础上，构建广西蔗叶资源化利用数据库，以年报的形式及时向社会公布蔗叶资源化利用的信息，为科学决策和资源化利用提供数据支撑。在加强蔗叶禁烧有关法规执行的基础，推动广西蔗叶资源化利用的地方立法工作的探索和实践。

4.2 加强符合广西实际的蔗叶还田机械的研发与应用

在蔗叶还田农机研发上，应采取引进吸收和创新相结合的方式进行，鼓励借鉴国外机械的先进技术，针对广西甘蔗种植地小块多、山多坡众、农机作业道路条件差等现实情况，开发适合广西实情的实用性好、适应性强、可靠性高、性能优越、价格适中的蔗叶还田机械。广西甘蔗机械化收获和蔗叶还田设备不能采取单一模式，必须因地制宜，设计符合广西蔗地特点的农机设备。对于平原地区、大农场等地域可采取大型机械化作业模式，而对于种植较分散的农民承包地可推广中小型、蔗叶还田农机具。建议设立广西涉蔗农业机械专项研发基金，并设置跨行业的农艺、农机有机结合的相关农机设计研发机构，对适合广西特点甘蔗收割、蔗叶还田、施肥联合农业机械进行技术攻关，进行政策支持和奖励。

4.3 加强蔗叶收储运体系建设，建立以兼顾各方利益的蔗叶资源化利用产业链条体系

在蔗叶资源化利用中，收储运体系是关键之一。充分借鉴糖料蔗收集、转运的成熟模式，将在土地经营管理模式上，按照“划片收储、集中转运、规模利用”的原则，完善“企业+乡镇收储中心+村级收储点+农户”的收储运营模式。鼓励社会资本以市场运作的形式，参与蔗叶的收储，增加收储中心建设，并在规划用地、财政补贴、金融支持等方面创造条件，拓宽蔗叶的收储、加工、利用半径，形成“离地出田、进站进园”的蔗叶收储利用体系。培育蔗叶收储利用实体，建立健全蔗叶收储体系，完善蔗叶离田利用按量补助机制，完善“县-乡-村-收储点”四级收储运体系建设。鼓励村级建设临时集中堆放场，乡镇建设集中收储站，县级建设蔗叶收储集散交易中心及服务机构。最终形成符合广西实际的蔗叶收储利用体系。

加快建立和完善广西蔗叶资源化的产业链条，明确蔗叶产业化建设思路，让蔗叶资源有序合理地进入产业链，以工业化的方式加以消化，按照蔗叶资源化利用工业化的模式，进行蔗叶综合利用项目的开发和建设，扭转蔗叶“越禁越烧”的被动局面。

4.4 依据实际情况，对广西蔗叶资源进行分类指导，多途径利用

依据广西蔗叶地区分布不均衡的特点，对糖料蔗种植相对集中、蔗叶收集储运不太方便的地区，采用蔗叶直接粉碎还田的途径，减轻农户负担，降低蔗叶利用投入。糖料蔗种植集中区，也是蔗叶集中连片分布区，建议考虑在这些区建设蔗叶直燃发电厂，既可以成规模燃料化利用蔗叶发电，又可以利用并网发电的收益反补蔗农，同时蔗叶直燃发电产生的灰分也可以直接还田利用，经济效益、社会效益和生态效益得到了兼顾。蔗叶直燃发电厂投资金额数量大、投资周期长、投资收益回报慢，政府需要统筹规划，运用市场经济手段科学布局，并根据规划电厂的容量和当地农业发展情况科学估算蔗叶年需求量和原料需求辐射半径，既保证直燃电厂有稳定的蔗叶来源，又避免不同电厂的原料辐射范围重合，发生利益冲突。对基础设施较差、交通不便、土地分散种植的地方，考虑蔗叶饲料化养殖肉牛、山羊和蔗叶栽培食用菌。