农作物秸秆“五化”利用方向和推广技术
来源：农业人才网
时间：2024-02-19
16:17:11
作者：农业人才网
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我国是粮食生产大国，农业产业总量较大，秸秆是农业生产的主要副产品， 也是重要的生物质资源。近10年，我国每年秸秆产量稳定在8亿t。现阶段，我国农村经济和现代科技发展水平已显著提高，提高农作物秸秆综合利用，不仅符合我国国情需求，也是落实农业农村减排固碳的重要措施。
（一）我国国情需求
推进农作物秸秆综合利用，是提升农业耕地质量、改善农村生态环境、加快农业绿色低碳发展的重要措施。2021年10月26日，国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》（以下简称《行动方案》）要求，推进秸秆禁烧，促进秸秆综合利用是助力碳达峰、落实碳中和的重要举措。2021年，农业农村部会同国家发展改革委印发《“十四五”重点流域农业面源污染综合治理建设规划》，（以下简称《建设规划》），明确将支持范围扩大到黄河流域，以流域内水环境敏感区为主要实施区域，《建设规划》的五大治理内容包括推进秸秆综合利用等技术，要求集成配套治理工程，整县推进、示范带动，促进重点流域农业面源全要素全链条综合防治。根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的意见要求，到“十四五”末，秸秆综合利用率稳定在86%以上，农业固体废物污染防治水平和资源化利用能力迈上新台阶。（二）市场需求
随着我国农作物秸秆利用率的提升和科学技术水平的进步，其市场规模将保持一个稳定增长的态势。“十三五”期间，中央财政累计安排资金86.5亿元，以肥料化、饲料化、燃料化利用为主要方向，支持各地因地制宜、突出重点，培育一定数量的秸秆综合利用市场主体，发展可持续、可推广的产业模式和稳定运行机制。同时，多个省（区、市）已出台政策，采取政府引导、市场运作的原则，培育秸秆综合利用市场主体。截至2021年，全国秸秆能源化利用市场主体约有3400家，秸秆利用量达到6500多万t。（一）农作物秸秆肥料化
农作物秸秆肥料化主要是直接还田，通过提高土壤腐殖质含量增加土壤有机质，提升耕地质量。土壤中腐殖质、有机碳的含量和土壤的保肥供肥密切相关。相关研究表明，通过研究玉米-小麦秸秆连续还田10年条件下的有机碳分布、团聚体粒分布和团聚体有机碳含量，秸秆还田培施氮肥能显著提高土壤总有机碳和各活性机碳组分含量；可以提高土壤大粒径团聚体数量，增加土壤稳定性，同时，团聚体对土壤中的有机质起到物理保护作用，从而提高土壤肥力。根据《秸秆综合利用技术目录（2021）》（农办科〔2021〕28号）现有推广的秸秆肥料化利用技术有秸秆犁耕深翻还田技术、秸秆旋耕混埋还田技术、秸秆免耕覆盖还田技术、秸秆田间快速腐熟技术、秸秆生物反应堆技术、秸秆堆沤还田技术和秸秆炭基肥生产技术。（二）农作物秸秆饲料化
农作物秸秆是畜牧主要饲料之一，具有丰富的营养价值，其主要成分有木质素、纤维素和半纤维素，经过适当的物理、化学和生物处理，使秸秆饲料转化增 值，能够极大地提高其适口性和营养价值。发挥农作物秸秆在种养循环中的纽带作用，合理利用可以有效缓解饲料原料短缺的压力，推动种植业和畜牧业高效结合。中国牧草资源分布不均匀，主要分布在西北、西南地区。有研究表明，在2015年全国各区域干草产量和秸秆饲料化利用基础上进行测算，华北、西北和西南区饲草自给率超过100%，可适当降低秸秆饲料利用量。东北区、华东区和华南区饲料自给率在60%以上，可提高秸秆饲料化利用量。华中区饲草自给率为40%左右，可以大幅度提高秸秆饲料化利用量。现有推广的秸秆饲料化利用技术有秸秆青（黄）贮技术、秸秆碱化/氨化技术、秸秆压块饲料加工技术、秸秆揉搓丝化加工技术、秸秆挤压膨化技术和秸秆汽爆技术。（三）农作物秸秆燃料化
秸秆是一种重要的生物质能，其碳含量约有40%，秸秆发热量较高，其产生热量是秸秆中的C和H与O发生氧化反应。1mol碳完全燃烧放出的热量为393kJ， 1mol氢气发热量为286kJ。按质量计算，碳的发热量为3275kJ/g，氢的发热量为143kJ/g。农作物秸秆经过化学、生物技术处理，可以转化为生物天然气、发电、供暖等，为农村清洁能源提供有效途径，推广秸秆能源化利用可以有效减少能源消耗，有助于国家环境建设和二氧化碳的减排，同时，可以带来一系列的生态效益、社会效益和经济效益。现有推广的秸秆燃料化利用技术有秸秆打捆直燃供暖（热）技术、秸秆固化成形技术、秸秆炭化技术、秸秆沼气技术、秸秆纤维素乙醇生产技术、秸秆热解气化等气化技术，以及秸秆直燃（混燃）发电技术和秸秆热电联产技术。（四）农作物秸秆原料化
秸秆原料化的应用非常丰富，利用秸秆代替塑料和木材，将秸秆中的纤维素作为基本原料，可以转化成多种化学品，例如，造纸、纺织、板材加工和化工原料等。现有推广的秸秆燃料化利用技术有秸秆人造板材生产技术、秸秆复合材料生产技术、秸秆清洁制浆技术、秸秆编织网技术、秸秆聚乳酸生产技术、秸秆墙体 技术和秸秆膜制备技术。（五）农作物秸秆基料化
秸秆基料化是以秸秆为原料，制备或加工为植物、动物和微生物生长，有一定营养的有机固体物料，如食用菌栽培基质、加工成各种植物栽培所需要的基质或容器等。在食用菌产业基础好的地区，可以推广双孢菇、草菇、大球盖菇等种植模式和秸秆育苗、花木基质等技术。现有推广的秸秆基料化利用技术有秸秆食用菌栽培技术、秸秆制备栽培基质与容器技术。我国农作物秸秆“五化”利用传统上大多为粮食作物秸秆利用，随着我国蔬菜产区生产逐年增多，产生大量的尾菜废弃物，研究表明尾菜废弃物被随意堆放到田间地头或直接丢弃到河流湖泊，由于蔬菜秸秆中常含有部分化学农药、杀虫剂等，对土壤和水体都会造成污染，尾菜废弃物已成为污染农业生产及农村生态环境的一大问题。探索蔬菜秸秆资源化利用方式，对于改善农村环境有着积极作用。尾菜资源化利用，可以从源头杜绝尾菜废弃物在田间地头随意堆放、腐烂、焚烧等现象，有效缓解农业规模化发展造成的养分资源浪费和农业面源污染压力，对减少农村温室气体排放和增加农田固碳起到积极作用。北京顺义区通过对全区约0.35万hm2菜田进行尾菜资源化利用，5年来，累计回收菜田废弃物56.7万t（鲜质量），将尾菜废弃物加工成有机肥，转化得到合格有机肥产品8.2万t。贵州威宁蔬菜基地进行尾菜资源利用中，首先在清理过程中将尾菜产品器官进行分类，残叶、花轴、果实、根茎、枝干、残根等分别收集。对于产量高、营养价值高的尾菜，例如青花菜、松花菜、萝卜残次品等蔬菜，适口性较好，消化率较高，在掌握作物施药状况的基础上，去除发病的产品器官，优先考虑尾菜的饲料化利用。 安徽中邦济国环保科技有限公司与华中农业大学博士生导师刘广龙教授农业面源污染治理团队在农业面源污染治理领域合作开发新产品、新技术、新解决方案等方面进行“精耕细作”。双方围绕国家农业农村发展战略，深度研究并开展农业面源污染防治工作，目前已开发并获得了“农业面源污染智慧监管平台”等相关知识产权。后续，我们将建立更紧密的产学研深度合作关系，推动更多科技成果落地转化，为农业面源污染治理提供更高质量的科技支撑。
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