东北地区农作物秸秆综合利用的现状及建议

李 辉

(阜蒙县大五家子镇公共事务服务中心，辽宁 阜蒙 123137)

0 引言

农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源，富含多种营养成分，可以作为畜禽饲料或土壤有机肥料的主要来源，秸秆还可以替代煤炭、木材燃烧进行发电、取暖等[1]。因此，对农作物秸秆进行合理高效利用可以在一定程度上减少秸秆焚烧带来的环境污染，还可以大力发展不同地区的生物质能源，形成秸秆产业市场格局，缓解由于不可再生原料带来的生态环境污染与资源浪费。

东北地区是我国农作物种植主要产区，拥有丰富的耕地资源，也是我国粮食的主产区之一。以水稻和玉米种植为主，秸秆资源丰富。但是由于东北地区气温相对较低，秸秆还田后腐解速度较慢，腐解不完全，限制了农作物秸秆的综合利用与发展。当前处于“秸秆量大难处理”的困境。

1 东北地区农作物秸秆资源与利用现状

1.1 农作物秸秆资源量大

东北地区是我国重要的粮食生产基地，是我国玉米生产主产区，因此，玉米秸秆资源丰富，呈现不断增长的趋势(图1)。随着我国农业生产技术水平的不断提高，作物秸秆资源产量也呈不断上升趋势，因此，加快农作物秸秆综合利用技术的推广与实施，是提高农业生产效率的重要组成部分，也是加快我国农业保护性耕作技术顺利推广的前提。据统计，2018年，全国范围内可收集的秸秆资源为7亿t左右，主要以水稻、玉米、小麦为主[2]。而东北地区秸秆产量位居前列，因此，应该加快农作物秸秆机械化利用的进程，起到示范带头作用，加快推进高新技术在全国范围内的顺利实施。

图1 2010—2019年东北地区玉米秸秆产量发布图

1.2 农作物秸秆资源利用现状

目前，作物秸秆利用主要分为直接还田、间接还田与加工利用。直接还田是将作物秸秆粉碎后均匀的撒播在土壤表面，通过秸秆田间腐解达到培肥地力、改善土壤理化结构、提高秸秆利用率的目的；间接还田主要是指过腹还田，目前使用较为广泛的是在田间进行畜禽养殖，秸秆粉碎后撒播在土壤中，为畜禽提供丰富的食物来源，秸秆中含有丰富的纤维素，促进畜禽的消化，畜禽在食用秸秆的同时，将粪便排放于田间，作为有机肥料，是培肥地力的一种重要途径；秸秆加工利用主要是将田间秸秆经过收获与运输，通过一些列技术加工，可以用来作为肥料加工(表1)、饲料加工、燃料(表2)或相关基质的重要原料(图2)。如水稻秸秆可以粉碎加工后制成一种生物质秧盘，用来进行水稻育秧，在田间可以直接进行降解与回收利用。秸秆综合利用技术可以最大地发挥秸秆优势，是一种多元化秸秆综合利用技术的发展基础，但是这个环节增加了秸秆田间收获、运输、打捆压实与储存等多项作业环节，对相关技术要求较高，投入成本较大，因此，目前适用范围较小，只是在我国不同地区进行示范研究[3]。

表1 东北地区农作物秸秆肥料化统计表

表2 东北地区农作物秸秆燃料化统计表

图2 东北地区秸秆加工利用方式统计图

2 农作物秸秆资源利用存在的问题

目前，关于秸秆综合利用技术，如秸秆直接还田、秸秆粉碎后还田、秸秆深松旋耕还田及秸秆收储运技术在田间推广应用率较低的主要因素如图3所示，通过对东北地区秸秆综合利用发展的问题进行调查分析可知，目前秸秆综合利用技术尚不成熟，成本较高，且配套的农机设备不完善，这些都限制了东北地区农作秸秆的综合利用与推广。

图3 秸秆综合利用推广难点统计图

2.1 秸秆还田成本较高

秸秆还田是目前秸秆回收利用方式中作物工序较为简单、应用广泛的一种农作物秸秆综合利用方式。但是仍然需要将秸秆粉碎后深松翻耕，与土壤充分混合，秸秆在发酵腐解过程中可以释放养分，提高土壤肥力，改善土壤理化结构。但是这就要求农户在作物收获后或者收获的同时进行秸秆高效粉碎，需要另外增加相应的秸秆粉碎机械，增加了农户种植的作业成本，如果秸秆还田增产效果不显著，则会降低农户收入，因此，秸秆综合利用技术投入成本较高是限制农作物秸秆综合利用效率及推广效率的重要因素之一。

2.2 秸秆还田增产效果不显著

虽然相关研究表明，农作物秸秆中含有丰富的营养成分，可以作为畜禽饲料与田间生态肥料。但是秸秆处理是一项繁重的任务。秸秆富含多种营养元素与养分的同时，也含有多种病害虫卵，如果秸秆直接还田，若气温及相关土壤条件不能达到秸秆腐熟所需环境，秸秆不能充分发酵分解，营养成分无法完全释放，病害虫卵不能及时杀死，这就会对土壤环境及作物生产产生不良的影响，会提升病虫害的发生率，对粮食安全造成一定的潜在风险。目前，随着秸秆发酵技术的深入研究，各种秸秆发酵技术应运而生，但是仍处于实验室研究阶段，对于秸秆的处理仍需要大量的人力物力，且技术水平低，效率不显著。

2.3 秸秆粉碎机械设备水平低

由于我国农业机械化整体水平较低，另一方面是由于我国秸秆综合利用技术研究起步较晚，因此，农作物秸秆综合利用技术相关机械设备研发深度及自主创新性较差。以常见的秸秆粉碎机械为例，国家农业部颁发的相关规定要求秸秆粉碎后长度要小于10 cm，但是目前在实际应用中，很难达到这个标准；秸秆粉碎机械结构较为复杂，目前我国秸秆粉碎机整机和部件创新性都有待提高，自主研发环节较为薄弱，产品缺乏市场竞争性，研发成本较高与机械利用效率低互相矛盾，研发过程较为粗放，关键零部件、铸造喷漆、电子元件及高精度技术等细微地方研发能力不足，整体结构配合性能较差，导致整体品质难以提升，阻碍秸秆粉碎机械的技术发展。

3 农作物秸秆综合利用的对策与建议

以东北地区农作物秸秆利用现状及存在的问题为研究背景，提出未来我国农作物秸秆综合利用的主要研究方向与发展重点，提高秸秆多元化利用格局，加快秸秆回收利用机械化的推进，依靠相关法律法规严格控制秸秆就地焚烧与随意丢弃的农业发展现状，减少环境污染，保护农田生态环境，建立资源友好型的可持续发展农业生态产业链[4]。

3.1 加强组织领导

秸秆回收利用技术包含内容较多，因此，针对不同地区的农作物秸秆回收利用应该建立一支专门的组织队伍，从技术到政策制定与田间监管都进行专业的指导与检查。因此，应该加强专业团队的组织能力，提高农作物秸秆高效利用技术的顺利推广与实施。

3.2 完善政策措施

首先，应该加大对秸秆随意丢弃与直接进行田间焚烧行为的监管与控制力度，尤其是秸秆焚烧，会造成严重的环境污染，火势控制不当还会波及周边的房屋与农田，对经济与人员安全会造成严重威胁[5]。因此，应该结合污染法及安全法对田间焚烧秸秆的行为加大监管力度。其次，应该加强基层农作物秸秆综合回收利用技术指导，加快农作物秸秆田间综合利用技术的顺利推广与实施，利用相关网络平台宣传秸秆综合利用技术的优势与政策，提高农户对农作物秸秆回收利用的意识，有利于进行田间技术推广。最后，应该加大对农作物秸秆的技术补贴与设备补贴，农户大多数文化程度较低，对新技术接受程度较慢，因此，应该加大对农户专业技术的指导与培训；农户进行秸秆综合回收需要购置相关机械或者投入相关人力劳动，政府应该加大补贴力度与扶持政策，促进农作物秸秆综合利用技术的顺利推广与实施。

3.3 强化技术创新

农作物秸秆机械化程度的提高有利于提高秸秆利用效率，减少人工劳动强度，是全面推进农作物秸秆综合利用技术的重要保障与基础。应该加快对秸秆粉碎深松翻耕等相关机械的研发与创新，提高机械的利用效率与工作性能，研制出较为完善的秸秆利用配套体系，改善关键零部件的工作性能，提高机具的耐磨性，在增强农业机具耐磨程度、提高机具工作性能、保证良好工作结构的同时，实现机具使用寿命的延长。由于我国地形地貌、作物种类及种植时间差异较大，目前市面上的秸秆综合利用机械在不同地区、不同作物通用性较差，限制了我国不同地区农作物秸秆利用技术的发展。因此，未来我国应该加强相关机械技术的通用性研究，针对不同地形地貌、不同作物秸秆种类进行通用性研究，可以全面推进我国秸秆综合利用技术的进行。

3.4 加大资金投入

首先，应该增加对农户的补贴资金，提高农户对于秸秆综合利用技术的积极性，保障农户的基本利益；其次，应该加大对相关技术人员的引进与奖励政策，通过引进相关技术人员，深入研究农作物秸秆综合利用机械的研制，提高田间作业机械化的顺利进行，加大研发力度与相关项目资金的投入；最后，农户在进行机械购买时，应该给予相应的农机补贴政策，减少农户对新增作业环节的成本投入，加大保障农户利益。

4 结语

秸秆是一种宝贵的可再生资源，秸秆资源的高效回收利用对于提高我国农业生产与资源可持续利用具有重要意义，促进秸秆综合利用体系的形成，在提高农户产量与收入的同时保护生态环境，发展绿色生态农业，践行国家农业发展政策，对于我国农业发展及国家综合国力的提升具有重要意义。因此，本研究对东北地区农作物秸秆回收利用发展现状进行分析，阐述了目前东北地区农作物秸秆回收利用的发展难点与限制条件，提出未来我国发展农作物秸秆综合利用技术的重要研究方向，加大对农户的政策宣传与资金补贴，深入研发秸秆回收利用机械，大力发展多元化秸秆综合利用格局，提高秸秆资源的合理配置，研究结果对于提高我国农作物秸秆综合利用效率、促进农业绿色生态发展具有重要参考价值与研究意义。