凤阳县农作物秸秆综合利用途径及机械化处理技术探析

计开家

摘 要 随着农业现代化的不断发展，如何科学提升秸秆综合利用效率已成为我国农业发展急需解决的难题之一。为提高农作物秸秆综合利用水平，促进农业机械化和可持续发展，以安徽省凤阳县农作物秸秆综合利用和机械化技术应用效果为例，探讨了农作物秸秆综合利用机械化技术存在的问题，提出了“农机与农艺相结合；增加科研技术投入，解决生产中的难点；开展机械设备研究与引进；政府引导，搞好秸秆综合利用示范推广工作，促进秸秆产业化发展”等措施建议。

关键词 农作物秸秆；机械化技术；技术应用；安徽省滁州市凤阳县

中图分类号：S38 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.18.048

随着我国农村经济的发展，人们生活质量不断提高，以农作物秸秆为代表的严重污染环境的生活燃料正逐渐被天然气、环保煤等替代。同时，为保护生态环境，各级政府都出台相关文件严禁秸秆焚烧，造成大量秸秆荒废田间，科学利用率偏低。研究表明，农作物秸秆作为重要的生物质资源，总能量基本上和玉米淀粉相当；其燃烧值、蛋白质和纤维素含量分别约为标准煤的50%、5%和30%；另外，作物秸秆中还含有一定量的钙、磷等矿物质[1-4]。采用秸秆归田等方式，可以显著提升土壤肥力，减少农业化肥施用量。因此，开展农作物秸秆的综合利用和机械化技术研究既能维护乡村生态平衡、促进农业经济循环发展，又能增加作物秸秆附加值、提高农民收入，对我国农业可持续发展具有重要的现实意义。

1 凤阳县作物秸秆综合利用探索

凤阳县是一个农业大县，常年农作物播种面积15.3万～16.0万hm2，其中粮食种植面积12.0万hm2，每年农作物秸秆产量可达70万t[5-6]。按其燃烧值计算，可折合约35亿t标准煤；按蛋白质含量折算，相当于近3 500 t粮食。因此，提升当地农作物秸秆综合利用率，对提高农业综合生产效率、扩大乡村就业渠道、增加农民收入和提升农业资源利用率都具有重要意义。为此，凤阳县从2010年开始积极探索农作物秸秆综合利用的新途径。

1.1 秸秆利用途径探索

1.1.1 秸秆粉碎还田

根据种植作物和种植模式不同，对秸秆粉碎还田实行两种作业方式。1）全量还田。使用带有秸秆粉碎装置的联合收割机收获小麦或玉米时，将其秸秆粉碎均匀抛撒于田中，然后进行翻耕整地或直接播种作业。2）部分还田。使用联合收割机收获水稻或玉米时，留茬10～20 cm，取走已切割下的秸秆，采用灭茬旋耕机进行翻耕整地作业。随后，将微生物菌剂、木屑和缓控释肥全部混合，均匀撒施，通过旋耕机深翻入地。

1.1.2 加工秸秆饲料

利用秸秆青贮收获机械、秸秆粉碎机械、青贮设备及装料与卸料设备等，将秸秆加工为饲料，以青贮和黄贮氨化为主。如花生秸秆、红薯秸秆和玉米秸秆是牲畜传统的粗饲料，在此基础上，凤阳县依靠安徽科技学院的技术优势，开展作物秸秆青贮或氨化处理，形成高质量饲料，发展畜牧业。每年制作青贮饲料7万t，氨化秸秆4万t，相当于节约饲料用粮近10万t。

1.1.3 加工秸秆肥料

由于秸秆中含有丰富的矿物元素及微量元素，本身即是较好的肥料资源。将秸秆进行肥料化处理后还田，可以增加农作物养料来源，改善土壤团粒结构[7-8]。以秸秆作为肥料资源还田的方式主要有直接还田、间接还田、腐熟还田和食用菌基料等4种：直接還田即作物收获时利用粉碎机将秸秆粉碎直接还田；间接还田即过胃还田，秸秆饲料通过饲喂牲畜，产生的粪经发酵处理后施到田地中；腐熟还田即将秸秆粉碎，加入一定比例的生物菌剂，并与氮肥混合，经堆压沤制腐熟后还田；食用菌基料是利用粉碎机将秸秆粉碎后作为栽培食用菌的基料。

1.1.4 加工秸秆燃料

利用秸秆捡拾打捆机、运输车、秸秆粉碎机、秸秆压块成型机、制炭设备等将秸秆收集、粉碎、打捆和运输，压块成型制炭。现有研究表明，农作物在生长过程中进行光合作用，近50%的产物都贮存在秸秆中，秸秆中的养分包括氢、碳、氧等，而氮和硫的含量较低[9]。为了更好地利用秸秆，凤阳县积极采取措

施：1）成立了永盛、润农、鑫德3家生物质燃料有限公司，以生物质为原料进行加工，制成的颗粒型燃料可用于锅炉、发电厂等企业；2）结合夏秋季时节和作物特点，在坚持秸秆禁烧和还田利用的同时，提前谋划、全面动员、周密部署，扎实推进秸秆打捆离田作业，为有效促进秸秆综合利用，从根本上解决秸秆的出路起到了很好的示范引领作用；3）每年夏秋季前，凤阳县政府都要召开由各镇街和县直相关单位参加的全县秸秆收储运体系建设协调会，要求各单位积极做好宣传引导、工作对接，加快推进收储场地落实、收储协议签订、奖补政策细则出台等工作，提前谋划好夏秋季的秸秆综合利用工作；4）各乡镇街道积极召开种粮大户座谈会，组织秸秆经纪人、光大城乡再生能源（凤阳）有限公司与种粮大户现场对接，签订协议，落实打捆、收储、运输等细节。

截至2021年，凤阳县共建立了30多家秸秆收储中心，秸秆经纪人队伍8家。2022年组织秸秆打捆、搂草、抓草、运输等机械200多台（套）投入小麦秸秆收储工作，完成小麦秸秆打捆面积2.3万hm2，收储小麦秸秆超过6万t，促进了秸秆禁烧和综合利用。

1.1.5 加工秸秆育秧盘

秸秆富含大量的天然纤维素，是很好的造纸原材料，可以通过技术手段处理农作物秸秆以提取草浆造纸。根据这一原理，凤阳县与安徽科技学院合作，以秸秆为原材料开发出可降解的水稻育秧盘，与传统塑料育秧盘相比，具有育秧工序简单、节省基质土、降低成本等优点。

1.2 秸秆综合利用效率探索

1.2.1 轮作套种

为加强秸秆的综合利用，凤阳县正积极推进多种作物轮作。近年来，在安徽省水稻、玉米等产业技术体系的大力支持下，安徽省凤阳县国家级农作物品种区域试验站等科研单位不断尝试和推广各种生态栽培模式，如玉米与蔬菜、草莓、西甜瓜、葡萄、水稻等作物进行轮套种，在改良土壤、提高种植品质及促进农民增收、农业增效等方面取得了良好的效果。

1.2.2 技术步骤和关键点

玉米为凤阳县主要农作物之一，为进一步推广生态栽培模式，提升玉米秸秆的综合利用率，凤阳县加大推广玉米秸秆还田技术力度，提出了玉米秸秆还田的技术步骤和实施关键点。1）进行二次粉碎。采用玉米联合收获机收获后直接粉碎秸秆还田，或人工采收后用玉米还田机粉碎秸秆还田，留茬过高、秸秆粉碎达不到要求时，应采用秸秆粉碎还田机进行二次秸秆粉碎作业。2）细化作业要求。选用联合收获粉碎一体机作业模式，秸秆合格粉碎长度≤10 cm。3）规定秸秆还田量。玉米秸秆还田的生物量为0.9万～

1.2万kg·hm-2。4）微生物菌剂施用方式。秸秆粉碎后，表面喷施微生物菌剂，活菌数≥107 cfu·mL-1，菌剂施用量为15.0～30.0 kg·hm-2，以加速秸秆的腐解。还应注意，在微生物菌剂喷施后，需要再次翻耕，使秸秆与微生物充分混合，并适当增施氮肥，适度调节碳氮比，从而加快秸秆腐解。降解15～20 d后种植下茬作物效果更佳。

2 秸秆综合利用技术存在的问题

凤阳县在农作物秸秆综合利用方面取得了一些成功经验，但是这些利用方式还处在初级阶段，存在一些问题，主要表现在以下4个方面。

2.1 秸秆综合利用技术不够成熟

凤阳县的秸秆粉碎还田、秸秆饲料加工、秸秆生物质燃料加工和水稻育秧盘开发等技术在相关企业中已开始投入运营。但秸秆综合利用总体技术水平不高，产品成本高，经济效益不明显，农民应用的积极性不高。

2.2 科技投入不够

目前凤阳县还是以秸秆粉碎还田作为解决秸秆问题的主要途径，对秸秆营养成分分析、秸秆植物纤维特性研究、秸秆残体腐解与土壤肥力基础研究投入不够，秸秆综合利用和产品开发深度不够。如饲料化加工方面，当下主要利用玉米（豆类）秸秆经过青贮和微生物发酵形成饲料，其粗蛋白和矿物质含量低且纤维素含量过高，直接影响动物的采食量和营养物质的消化率。

2.3 机械设备有待更新换代

据不完全统计，凤阳县目前引进的秸秆处理设备主要有秸秆粉碎还田机械（包括粉碎还田机、灭茬机等）、饲料加工设备（包括青贮收获机、粉碎机、打捆机、揉丝机、调质机及压饼包膜机等），普遍存在中小型机具偏多、动力小、故障多等问题，2021年和2022年虽有大型马力及配套机具增加，但离凤阳县秸秆打捆要求还相距甚远，每年还要引进外地机具100台（套）。另外，凤阳县有制炭机、造纸机、秧盘成型机等，但这些设备自动化程度和加工精细度均有待提高。

2.4 秸秆产业发展有待进一步完善

近年来，政府部门出台了一系列关于作物秸秆综合利用的文件和政策，多集中在“禁烧”“秸秆集中收储”等方面，对秸秆深加工产品开发及相关企业投入和政策支持力度还不够，作物秸稈的综合利用有待继续完善，作物秸秆产业化发展还没有形成规模。

3 改善建议

农作物秸秆综合利用机械化技术是采用现代先进的实用技术对农业废弃物进行开发利用，使之转变为有用资源的过程。农作物秸秆综合利用既节约了资源，又保护了环境，实现了农业经济循环发展。结合凤阳县农业生产实际情况，针对存在的问题提出如下建议。

3.1 农机与农艺相结合

在秸秆灭茬粉碎还田的基础上，因地适宜，开展秸秆适量还田、部分离地再利用。通过农机与农艺相结合，更加完善秸秆综合利用技术，进而提高农业现代化水平，增加农民收入，提升各类农业经营主体和农民参与的积极性。

3.2 增加科研技术投入，解决生产中的难点

农作物秸秆综合利用需要产品开发和农业机械化技术综合运用，建议各级政府、科技和农业部门，在政策项目、技术创新和资金方面给予专项支持，开展产学研合作，组织各类农业院校、科研院所等科技力量进行技术攻关，促进成果应用与转化。

3.3 开展机械设备研究与引进

依托安徽农业大学、安徽科技学院等相关科研院校，重点在农作物秸秆还田实验基础上进行理论与生产对接的研究，对秸秆饲料设备进行优化，加快秸秆生物质燃料和秸秆育秧盘加工设备核心零部件开发、秸秆有机肥工业化生产设备的引进。

3.4 政府引导，搞好秸秆综合利用示范推广工作，促进秸秆产业化发展

加大政策引导力度，鼓励农民有条件地加大对秸秆综合利用的投入，调整《机具补贴目录》，加强对秸秆综合利用农机化技术的宣传和推广工作。结合农业结构调整，有重点地扶持科技含量高、效益高的秸秆加工利用项目和企业，实施项目带动战略，搞好秸秆综合利用示范推广工作。如在凤阳县政府积极引导下，光大城乡再生能源（凤阳）有限公司每年全量收购凤阳县及周边秸秆，为秸秆产业的良性发展起到了很好的示范带动作用。

4 结语

凤阳县农作物秸秆综合利用应在政府统筹规划和社会各方力量参与下，围绕生态农业开展秸秆综合利用，继续探索“两利用”新路径，促进农业可持续发展。截至2022年，凤阳县共布置了32个秸秆收储中心，形成了完善的秸秆收储运用产业体系和“公司+村集体+专业合作社”的模式。村设立秸秆收储专业合作社并设立标准化临时堆放转运点及堆放点，配备必要的收储器械设备和收储人员，最终形成了农作物秸秆“收、储、存、运、销”一条龙服务网络。未来凤阳县要将做大做强秸秆产业、让秸秆变废为宝、点草成金作为农业循环经济的重点，力争到“十四五”期末，将农作物秸秆和畜禽养殖废弃物综合利用率提升到96%以上，秸秆产业化利用率提升到70%以上。

参考文献：

[1] 陈琦，凌小燕，高翔.江苏农作物秸秆综合利用机械化技术现状与对策[J].中国农机化，2008（3）：70-73.

[2] 万士俊，侯洪扬，杨卫新.秸秆综合利用机械化对策思考[J].现代农业科技，2009（20）：275-276.

[3] 高强，陈恩明.滨州市农作物秸秆综合利用机械化发展现状与对策建议[J].农业开发与装备，2017（9）：69.

[4] 李海亮，汪春，孙海天，等.农作物秸秆的综合利用与可持续发展[J].农机化研究，2017（8）：256-262.

[5] 陶志刚，王桂林.凤阳县秸秆综合处理的问题与思考[J].安徽农学通报，2015，21（3/4）：98-99.

[6] 徐德明，李国平，徐德荣，等.浅谈凤阳县的双孢蘑菇发展与农作物秸秆资源利用[J].安徽农学通报，2008（16）：128.

[7] 余坤，冯浩，王增丽，等.氨化秸秆还田改善土壤结构增加冬小麦产量[J].农业工程学报，2014，30（15）：165-173.

[8] 胡传琪，冮洁，陈静慧，等.以秸秆为基料富锌栽培滑菇的纤维素酶和漆酶的变化规律[J].食品与发酵工业，2015，41（4）：121-124.

[9] 刘松青.农作物秸秆的综合利用与可持续发展探析[J].南方农业，2018，12（9）：88-89.

（责任编辑：刘宁宁）