四川省秸秆“五化”利用情况及分析

王义鹏，赵帮泰，梅林森，宋乐见，易 军，王 巍，左之才，郭 曦*

(1.四川省农业机械研究设计院，成都 610066；2.四川省畜牧科学研究院，成都 610066；3.四川农业大学动物医学院，成都 611130)

据测算，目前我国平均年产秸秆8×108t，2020年，我国秸秆综合利用率为90%，其中肥料化51.2%，饲料化20.2%，燃料化13.8%，基料化2.43%，原料化仅占2.47%(简称秸秆“五化”利用)，但仍有10%左右的秸秆废弃。四川是农业大省，农作物秸秆具有产量大、分布广、种类多的特点，是一种宝贵的生物质资源，平均年产秸秆总量近3.68×107t，以水稻、玉米、小麦等粮食作物秸秆为主[1]。近年来四川各市县积极推进秸秆的综合利用及补贴，当前四川省秸秆综合利用率已达92.2%，秸秆综合利用以肥料化为主，饲料化、燃料化、基料化、原料化多种方式并存[2-3]，其中肥料化利用的经济附加值最低，亟需提升秸秆利用方式的经济附加值，结合当前我省草食家畜动物饲草料缺乏，外省购买成本高的特点，提高秸秆饲料化利用水平可促进我省畜牧业健康发展[4]。

关于秸秆的综合利用国家及四川地方陆续出台了相关政策，2022年国务院印发《“十四五”推进农业农村现代化规划》提出全面实施秸秆综合利用行动，健全秸秆收储运体系，提升秸秆能源化、饲料化利用能力。《农业农村部办公厅关于做好2022年农作物秸秆综合利用工作的通知》提出坚持农用优先、多措并举，完善秸秆综合利用方式。四川农业农村厅在《2020年全省饲料兽药工作要点》中指出要推进《“以秸秆换肉奶”工程项目建设方案》落地落实，将“以秸秆换肉奶”工程纳入现代农业“10+3”产业体系建设“川牛羊产业振兴工程”建设内容。2018年四川政府出台了《四川省支持推进秸秆综合利用政策措施》鼓励支持秸秆的多样化利用。当前开展秸秆的综合利用，缺乏统一标准，应以高附加值处理为主，规范作业技术路线，广泛开展技术指导，因地制宜，推动秸秆这种可再生能源的循环利用。

1 秸秆的“五化”利用

1.1 肥料化利用

秸秆的肥料化利用以秸秆还田为主，秸秆中富含大量的有机物及土壤营养元素，还田方式主要有翻埋还田、耕层混拌、覆盖还田。翻埋还田主要形式为农作物机械收获后，将秸秆段长粉碎至小于5cm，将其深埋至地表下20cm，起垄镇压待腐熟后进行次年作业，成本较高但可增加土壤有机质含量。耕层混拌既机械化收获后对秸秆进行粉碎、灭茬、旋耕，腐化速度慢，不利于次年作物发芽。覆盖还田收获后，秸秆整株还田，可控制水土流失，但雨季会阻塞河道，未起到改善土壤的效果[6]。

秸秆还田使土壤养分不流失，增加有机质含量，但在实际生产中由于采用了机械化作业的还田方式，造成生产成本偏高，补贴难以覆盖支出，常选用简易的还田方式。秸秆还田对次年作物生长病虫害具有重要影响，不当的还田方式将增加病虫害发生几率，如稻瘟病、纹枯病等，影响产量，所以在推广中存在一定困难[7]。

1.2 饲料化利用

秸秆的饲料化处理是将秸秆经压块加工和揉搓丝化加工，进行青贮、微贮、黄贮、氨化等处理后，便于运输保存，增加粗蛋白含量，利于牲畜消化吸收，提高采食量和消化率，饲喂草食动物等。具有节约生产成本、生产资料可快速获取、饲料营养价值高的特点[8]，但本技术对于操作人员的工序要求较高，若不按照生产流程严格执行，则会影响饲料品质，降低动物生产性能。

秸秆的饲料化处理包括“秸秆—饲料—有机肥—秸秆”的种养循环利用，为大力发展草原畜牧业，提高农作物秸秆资源化利用，推动畜牧产业结构调整和农业供给侧结构性改革，2019年四川省政府提出“以秸秆换肉奶”工程[9]。将作物种植、秸秆收集、饲料加工、畜禽规模化养殖、有机肥生产等环节有机结合，节本增效[10]。但由于加工技术领域过多，需要较高成本投入，小型农户难以开展综合性生产，各环节对加工水平要求较高，相关农业生产部门应给予专业的技术指导。

1.3 燃料化利用

秸秆的燃料化利用包括秸秆打捆直接燃烧、秸秆固化、液化、气化等。传统的秸秆燃料化利用方式为将秸秆直接作为生产生活燃料，利用效果差，对环境影响较大。近年来，随着科学研究的不断发展，开发出了颗粒化燃料、固体燃料等，改变了秸秆的燃料存在形式，增加了农业生产的效益，提升了资源利用效率，并减少了环境的污染[11]。秸秆燃料化的发展需融合物理、化学、生物等领域，以降低环境污染，提高附加值，形成高附加值燃料及其产物。鼓励研发规模化、自动化和智能化的秸秆燃料化加工设备。

1.4 基料化利用

秸秆的基料化是指以秸秆为主要原料，加工或制备的主要为动物、植物及微生物生长提供良好条件，同时也能为动物、植物及微生物生长提供一定营养的有机固体物料[12]。主要用于①食用菌生产栽培基质。②植物育苗与栽培基质。③动物饲养过程中所使用的垫料、固体微生物制剂生产所用的吸附物料。④逆境环境条件下用于阻断障碍因子或保水、保肥等功能的秸秆物料，如盐碱土土壤上植树，需要在根部以下填充大量基质材料以防止盐份上移等。以食用菌生产为例，秸秆中含有大量微量元素，对于菌类生长有很好的促进作用，可降低食用菌成本，增加生产利润[13]。

1.5 原料化利用

农业农村部发布《关于做好2022年农作物秸秆综合利用工作的通知》指出，鼓励以秸秆为原料，生产非木浆纸、人造板材、复合材料等产品，延伸农业产业链。秸秆原料化利用以造纸为主，约占据40%，也常被用来生产各种建材产品、人造板材等。随着生态防护林保护项目的开展，板材工业原料来源受到限制，秸秆含有木质纤维，在人造板材中应用较多，且秸秆来源广泛、资源丰富，市场发展潜力巨大[14]。原料化利用对于秸秆的回收要求较高，且加工技术水平要求高，应加大相关胶合材料及设备的研发投入，尽快形成产业化发展模式，带动秸秆的多元化利用。

2 秸秆“五化”利用主要处理方式

2.1 肥料化技术处理方式

秸秆是富含有机物，秸秆还田做肥料是当前秸秆的主要处理方式。不当的秸秆还田方式会造成次年作物多发病虫害，农田沟渠堵塞。针对以上问题，结合相关国家标准，建议(以水稻秸秆为例)：水稻收获时配备带秸秆切碎抛洒装置的联合收获机，或是单独使用秸秆粉碎机将秸秆粉碎；秸秆切碎长度不大于15cm，均匀抛洒在田面；犁耕翻压时，试情况可在秸秆表面施加腐熟剂，土壤相对水量为75%为宜，土壤完全覆盖秸秆；还田后需要进行肥水管理，合理施用磷、钾、锌肥。

2.2 饲料化技术处理方式

秸秆的饲料化利用是一种经济附加值较高，适应当前畜牧产业发展的处理方式。但是由于农户对于秸秆饲料的加工环节没有相关技术指导，常常导致加工后的饲料不符合标准，造成资源浪费。针对此问题，结合相关国家标准，建议(以玉米秸秆为例)秸秆饲料化的处理方式为：青贮收获时间为籽实收货后2～3d，黄贮为籽实收获2～5周；对秸秆进行切碎揉丝处理，长度小于5cm；加入添加剂、水份，保证秸秆含水量为55%～60%；采用裹包青贮时使密度达到550kg/m3以上，包膜5～6层，采用窖藏时需在24小时内完成装填，采用机器或人工压实，压实密度达到650kg/m3以上，密封；对贮后青贮进行及时管理，防止发生霉变；鉴别青贮品质，经过30～40d可进行饲喂。

2.3 燃料化技术处理方式

生物质颗粒燃料具有成本低、密度高、热值高、易获得的优点，常用作特殊锅炉、加热炉、壁炉的燃烧原料。其具体制作过程为：田间秸秆晾晒或干燥至固定水份后，将秸秆用破碎机破碎，为避免在挤压过程中发生炭化加入一定水分进行混合，将秸秆混合物倒入混合机搅拌均匀通过制粒机获得颗粒燃料[15]。

2.4 基料化技术处理方式

秸秆的基料化经济附加值高，对秸秆的要求严格，秸秆具有成本低廉、原料来源广、可为食用菌菌丝提供能量及营养物质的优点，其具体制作过程为，回收未受重金属污染、过渡施肥的秸秆，将主料秸秆粉碎至固定长度，加入辅料麦麸、米糠、玉米粉、大豆粉、禽畜粪等，加入生产用水保证主料、辅料混合物充分混合且含水率达到要求，静止后发酵装袋，高温高压灭菌，杀菌后加入生物菌，保持温度湿度，等待食用菌成熟[16]。

2.5 原料化技术处理方式

秸秆通过原料化应用后，密度接近普通木材，强度与硬木相似，防潮抗蛀吸水率低，具有保温节能功能，材料再加工性能好，表面适应多种工艺，可塑性强产品变化多等，具有良好的材料特质。秸秆原料化产品还具备吸附性、隔音性、屏蔽性、防静电等功能，用其与相变材料、LED技术、太阳能技术、雨水收集、可与污水处理系统结合，可以转化成多种化学品，用于造纸、纺织、板材加工和化工原料等。利用秸秆等农业废弃物可生产聚乳酸，聚乳酸是一种可降解材料，符合资源环保要求，因此，秸秆原料化发展应用情景广阔[17]。

3 存在的问题

3.1 秸秆利用方式落后

虽然四川省秸秆综合利用率较高，但是主要以肥料化还田为主，高附加值利用占比较少，整体利用方式落后。

3.2 秸秆利用花费大

秸秆体积膨大，丘陵山地大型农机难以通过，收集需耗费大量人工，导致整体经济效益偏低。

3.3 秸秆运输储藏方式落后

秸秆运输费用占购买费用的一半以上，小农户没有足够的场地储存，养殖户无法快速得到需要的秸秆，各环节衔接滞后。

3.4 秸秆利用模式单一

秸秆“五化”利用，目前主要集中在还田、饲料、燃料等形式，由于其他利用形式需集成产业化生产主题，小农户资金难以支持，造成利用模式单一[18]。

3.5 秸秆利用技术水平落后

秸秆处理技术、设备研发较落后，缺乏集中生产管理企业，因此技术应用情况较少，停留在粗加工上。

4 建议

农民对秸秆“五化”利用意识落后，秸秆利用具有较高的经济、社会、生态效益，有益于改善乡村生活，带来又一增收渠道，应加大宣传力度，带动农民对接干回收利用的积极性。地方政府应针对当地农作物的生长情况，制定秸秆长期综合利用规划，发展高附加值的产业，引导扶持秸秆加工企业落户秸秆产量集中地，改善片区内农民秸秆无第可销的困境[19]。加大财税补贴力度，降低利用成本。认真贯彻落实已出台的各项政策法规，对焚烧秸秆等浪费资源、影响环境行为给予法律约束，对于积极参加秸秆回收利用的农户、企业给予补贴。加大对秸秆回收、秸秆加工、秸秆运输、秸秆储藏环节机械设备的补贴力度，鼓励科研单位对于秸秆利用的薄弱环节进行攻关研究，农技人员应结合乡村产业发展大力推广适合当地的秸秆加工设备[20]。加大秸秆多元化利用研发投入，当前四川省秸秆利用形式单一，高附加值产业化发展需结合物理、化学、生物等多学科领域，将高新技术融入到秸秆利用中，创新发展秸秆的发展模式。