农村秸秆回收利用方法及经济价值探讨

2023-01-04陈浩

南方农业 2022年6期

陈浩

（秦皇岛市农业环境保护站，河北秦皇岛 066000）

自1999 年，我国环境保护部（现生态环境部）经过研究，深刻意识到农村秸秆对环境的影响作用，并联合农业部（现农业农村部）、财政部等部门颁布《秸秆禁烧和综合利用管理办法》，明确了禁烧秸秆的规定。2018 年2 月，中央一号文件再次明确提出，要提高秸秆等农业资源的利用率，为实现乡村振兴战略提供助力。

1 秸秆回收利用方法

1.1 肥料化利用

农作物秸秆肥料化利用主要是在秸秆还田、腐熟还田等方面［1］。其中，直接还田分为秸秆机械混埋还田技术、秸秆机械翻埋还田技术及秸秆覆盖还田技术3 种。1）秸秆机械混埋还田技术是指对农作物秸秆进行精细化碎屑处理，然后利用机械将秸秆碎渣与土壤进行混拌，并通过土地自然发酵形成肥料。在该过程中秸秆会与土地表层土壤充分接触，进而分解、腐烂，产生有机物，这些有机物能够起到改善土壤理化性质的作用，进而实现土壤增肥。2）秸秆机械翻埋还田技术是指对秸秆进行粉碎，然后通过机械将秸秆翻埋到土壤下面，这样能够促使秸秆充分腐烂、分解，并能够将产生的有机物留在土壤中，适宜采用该形式的农作物秸秆有玉米、小麦、水稻、棉花和大豆等［2］。3）秸秆覆盖还田技术是在指农作物收获后直接在地里进行机械粉碎，然后将粉碎的碎屑撒在地表，不需要进行翻埋处理。

秸秆腐熟还田也有3 种还田方式，分别是秸秆直接还田、堆制还田和消化还田。1）秸秆直接还田指的是在进行农作物收割后，直接就地对秸秆进行收割，并在秸秆上添加催腐剂，并借助土壤微生物进行分解，进而转化成有机物质。2）堆制还田就是指将秸秆进行浸水，使其水分含量达到60%～70%，然后将催腐剂均匀地洒在秸秆上，并覆盖塑料薄膜使其充分发酵，经过20 d 左右再还田，这是实现秸秆全量还田的重要技术。3）消化还田就是借助动物的消化道进行还田，通过让动物食用秸秆，然后进行内部消化产生排泄物，这样的排泄物将带有大量微生物，能够成为高效的有机肥。总的来说，秸秆肥料化具有节约成本、保护生态环境的重要作用［3］。

1.2 燃料化利用

根据应用实践发现，部分农作物秸秆能够直接加工成秸秆煤，从而转变成生物燃料，而且秸秆煤具有不产生浓烟、二氧化硫含量少的优点，能够很好地降低秸秆燃烧对大气造成的污染。此外，还可将农作物秸秆用于热解气化、生物气化、秸秆生物质炉技术及秸秆沼气等方面，能够有效解决居民做饭取暖的燃料问题。可进行秸秆燃料化利用的秸秆有玉米秆、蔬菜尾、高粱秆等，具有良好的生物天然气生产效果。例如，将玉米秆与其他助燃材料进行混合，再经过高温高压处理，就能制成具有燃烧热量值很高的秸秆炭，通过使用秸秆炭能够降低对煤炭等不可再生资源的使用量［4］。例如，秸秆沼气是一种可利用的清洁能源，能够有效缓解部分地区资源不足的问题。常见的秸秆沼气技术分为2 种，分别是户用沼气和大中型沼气。1）户用沼气是将秸秆粉碎成10 mm 左右的碎屑，并对碎屑进行加水润湿。一般来说，100 kg 的秸秆加水100～120 kg，经过1 d 润湿，将其与碳酸氢铵、复合菌剂进行生物预处理，然后将秸秆放入沼气池中，并对沼气池池口进行密封，实现沼气自产自用。2）大中型秸秆沼气的制作方式和步骤与户用沼气大致相同，但其沼气池容积会增大很多，需对沼气池进行合理设计，保证气体的有效收集与运输，还可建立保温系统，通过增加保温层或置于太阳能温棚中的方式减少沼气池降温，使其温度能够维持在15 ℃以上，可用于发电。

1.3 饲料化利用

常见的秸秆饲料化利用方法有集成农作物秸秆农牧结合综合利用、秸秆青贮微贮氨化等技术，通过养种结合的方提升畜牧养殖质量。具体饲料化过程为：将秸秆进行粉碎处理，并将碎屑运往饲料厂加工，使其转变成颗粒饲料，为牲畜提供饲料；或者借助秸秆青贮微贮氨化技术将秸秆转化成优质牧草，实现粮改饲，推动养殖一体化发展。例如，通过秸秆膨化制粒技术就能实现将秸秆粉碎切割成长度一致的秸秆颗粒，并对颗粒进行高温、高压处理，使其水分被蒸干，口感变脆，这样就能变成口感佳、营养高的牲畜饲料。此外，还有一种高蛋白饲料块技术，能够对农作物秸秆进行机械、化学处理，使秸秆饲料的高蛋白含量变得更高，更有助于提高牲畜的健康生长状态［5］。

1.4 基料化利用

基料化利用主要指的是利用秸秆中的木质素和纤维素进行食用菌栽培。传统的食用菌培养是以木材或木屑作为基质，如果大量生产食用菌，就会对森林资源造成一定影响。但农作物秸秆是每年都会随着粮食产生的必有产物，且具有丰富的木质素和纤维素，将其应用到食用菌培养中，可减少对森林资源的使用，起到一定的生态保护作用［6］。

1.5 原料化利用

很多农作物秸秆中蕴含大量的木质素，可实现对传统工业木材的替换，降低对木材的需求量。如可将玉米、小麦等农作物秸秆用于生产人造板材、复合材料、生物能源等方面。1）人造板材。通过将农作物秸秆与传统人造板材工艺进行结合，就能制作出性能良好的纤维板，而且这种板材的韧性、光洁度都有较高质量。2）复合材料。常见的产品有纸质品，这是借助秸秆中的纤维素制造而成，通过纤维素与草浆进行结合，再通过高温高压去除农作物中的蛋白质和碳水化合物，就能生产出强度高的纸质品。3）生物能源。农作物秸秆能够转化成生物燃料或用来发电，常见的生物燃料有酒精，这类酒精具有较为广阔的市场前景。秸秆发电相对于煤炭发电来说，秸秆发电更加环保，而且能够可持续再生。秸秆发电可分为秸秆气化发电和秸秆燃烧发电。气化发电是指让秸秆在某一密闭、无氧状态下进行燃烧，然后产生特殊的气体，进而将其转化成电能；燃烧发电是指对秸秆进行粉碎，然后将粉碎的秸秆送入锅炉进行燃烧，能够将碎屑转化成热能和电能。由于气化发电技术较为复杂，目前普遍采取的是秸秆直接燃烧发电，2 t 秸秆产出的电能等于1 t 煤炭产出的电能，这是一项应用价值较高的资源。因此，需要做好秸秆回收利用工作，充分运用相关回收利用技术，提高对生态及环境的保护。

2 农作物秸秆高效利用的经济作用

在过去，农民都只采取简单的事后处理方式进行农作物秸秆处理，如丢弃或焚烧。这样的处理方式既造成了资源浪费，又会对土地和空气造成污染，不符合生态环境建设要求。因此，国家非常重视农作物秸秆的合理利用，高效利用秸秆成为农业可持续发展的重要途径。

1）有利于社会生态可持续发展。从生态环境来看，我国是农业大国，秸秆和粮食是农作物的重要部分，农作物数量越多，产生的秸秆也越多，而加强农作物秸秆的高效利用就能提高农业资源利用率，最大限度地降低秸秆资源的浪费率，进而减少秸秆焚烧量和废弃量，起到优化环境、改善空气的作用，有效促进生态可持续发展。

2）有助于实现经济可持续发展。在现代社会，要想实现农作物秸秆高效利用，需加强先进科技结合，通过机械化、保护耕地等方式提升土壤肥力，进而提升农作物产量，有效促进农业经济发展。此外，可充分挖掘农作物秸秆在沼气、发电等方面的用途，提高其可再生资源利用率，缓解地区资源不足的现状。

3）实现农业资源利用方式转化。加强农业秸秆回收利用，有助于实现农业资源由单向利用转向梯级利用，从而提高农业资源利用效率，提升农业清洁化、资源化程度。如此，就能实现生态保护和农村发展的双向效益。因此，需积极深入研究农村秸秆回收利用技术方法，提高生物质能利用技术和效率，从而带动我国农业经济的进一步发展。

3 农作物秸秆综合利用现状

3.1 秸秆资源丰富但利用率不高

农作物秸秆是一种剩余的副产品，但其含有较高的氮、磷、钾、钙、镁和有机质等物质，可作为多用途的可再生资源。从其环保性及有机元素含量来看，农作物秸秆可作为肥料、能源等资源，而且具有数量多、种类广、范围大等优势，是一种可利用的丰富资源。

3.2 秸秆回收利用宣传不到位

农作物秸秆可作为家庭燃料及沼气原材料，但随着电力、天然气逐渐普及，农村地区使用柴火和沼气的频率不断下降，大多数农户都直接就地进行农作物焚烧，不利于生态环保和资源利用。

3.3 国家投入资金少，回收技术不成熟

秸秆回收利用是一项大工程，单靠人力不仅费时费力，还会降低秸秆资源利用率。因此，秸秆回收利用需依靠新技术和新机器，一次性解决农作物采收、秸秆回收等工作，这样才能减少人力、物力浪费。但我国政府在这方面的投入金额较少，导致秸秆回收利用技术体系不够成熟，需要耗费大量的人力成本和运输成本，不利于大范围开展农作物秸秆回收利用宣传和推广，造成回收利用计划实施起来困难重重。

4 提高农作物秸秆回收利用效率的建议

4.1 构建多能联动，提高秸秆回收利用率

农作物秸秆可用于电、沼气、生物煤及酒精等多种能源生产，创建多能联动有助于开发新的利用渠道，进一步提高对农作物秸秆的利用率。例如，先将秸秆转变成生物质燃料乙醇或生物质柴油，然后再将生产剩余的残渣制作成生物质天然气或用于发电，这样就能有效提高农作物秸秆的利用价值。

4.2 强化宣传引导，转变农民思想

要想实现农村秸秆高效回收利用，首要解决的就是农民思想问题，如果农民意识不到秸秆回收利用的重要性，那么他们将会按照传统的秸秆处理方式进行处理，不利于农业部门集中管理。因此，地方政府和村委会要加强农作物秸秆回收利用的宣传工作，并给出正确的处理秸秆意见，转变农民思想理念，提高农作物秸秆处理技术。此外，可在村委会的办公室内悬挂禁烧秸秆的宣传标语，并下发关于秸秆回收利用的宣传手册和宣传语，在村屯宣传处粘贴相关资料，提高人们的环保意识，加强农作物秸秆回收利用工作。

4.3 加强科研投入，提升回收技术

各地政府应实行秸秆回收利用补贴制度，减轻农民的经济负担，这样才能有充足的资金用于秸秆回收。同时，提高秸秆回收利用率的关键在于提升回收利用技术水平，如果缺乏有效的回收利用技术，那么将秸秆进行回收也难以取得应有的经济效果。因此，国家相关部门要加大对秸秆回收利用技术的科研力度，不断创新回收技术和利用渠道，这样才能为农作物秸秆综合开发利用拓宽渠道，提高利用价值和利用率。

4.4 完善相关制度，提升落实效果

农业农村部应积极与其他部门联合起来，以推动农业经济可持续发展为基点，共同探讨完善控制秸秆焚烧和鼓励回收利用的相关制度，明确相关违规处罚范围，从而提高对人们的约束力。在制定相关法规制度时，要积极寻求多种综合管理途径，加强村委会及相关上级的监督作用，避免出现流于形式或阳奉阴违的情况，这样才能从根本上解决秸秆焚烧问题，提升秸秆回收利用效率。