李志坤

（河北省平鄉(xiāng)縣環(huán)境監(jiān)測站，河北平鄉(xiāng)054500）

秸稈產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

李志坤

（河北省平鄉(xiāng)縣環(huán)境監(jiān)測站，河北平鄉(xiāng)054500）

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展創(chuàng)造了豐富的秸稈資源，科學(xué)技術(shù)發(fā)展提供了秸稈產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)保障，使秸稈產(chǎn)業(yè)化具有可行性。介紹了秸稈造紙、秸稈還田、秸稈作為動物飼料、秸稈生產(chǎn)燃料乙醇等的利用方式。探討了秸稈未來的發(fā)展趨勢和限制條件，為我國開展秸稈資源綜合利用，減小因秸稈焚燒對大氣環(huán)境產(chǎn)生的影響，提供了一定的參考。

秸稈；產(chǎn)業(yè)化；可行性；發(fā)展趨勢

近年來隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化水平的不斷提高和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，秸稈資源開始出現(xiàn)了大量剩余，秸稈燃燒問題日益嚴(yán)重，對大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，成為顆粒物中的主要貢獻(xiàn)源[1，2]。作為農(nóng)作物的副產(chǎn)品，秸稈是一種重要的可再生生物資源，是一種能夠被綜合利用起來的重要資源。秸稈可以用于飼料、肥料和生活燃料以及工業(yè)生產(chǎn)的原料，是一種應(yīng)用廣泛的生物質(zhì)資源。我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，秸稈資源豐富多樣，具體包括谷類、薯類、棉花、油料類、甘蔗、煙草和豆類等多種農(nóng)作物，其中又以稻草、玉米和小麥等三種秸稈為主，這三種秸稈的數(shù)量占據(jù)了我國秸稈資源總量的四分之三以上，并且隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的逐步調(diào)整，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物不斷涌現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)作物類的秸稈資源比例也日益增加。因此，對秸稈實行綜合利用，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，對環(huán)境保護(hù)有著重要意義。

1 秸稈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的可行性

1.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，創(chuàng)造了豐富的秸稈資源

自2007年以來，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展，隨著國家對于農(nóng)業(yè)發(fā)展的大力支持和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化種植技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及土地資源的整合，我國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量迅速增高，見表1。秸稈作為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的“副產(chǎn)物”，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，其數(shù)量也呈現(xiàn)出遞增的趨勢，為秸稈實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了充足的原材料。

表12007 —2013年我國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量統(tǒng)計萬t

1.2科學(xué)技術(shù)發(fā)展，提供了秸稈產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)保障

我國作為科技大國，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展。大量的科技工作者投入到了秸稈資源化的研究中。秸稈固化、秸稈造紙、秸稈發(fā)電等技術(shù)已成為成熟技術(shù)。秸稈高效還田、秸稈板材生產(chǎn)、秸稈生產(chǎn)乙醇等技術(shù)已趨于成熟。同時，科技工作者也將生物技術(shù)應(yīng)用到秸稈綜合利用中，這為秸稈綜合利用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持。

2 秸稈產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀概述

2.1秸稈用于工業(yè)造紙

制漿造紙工業(yè)的主要原料是植物纖維。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計顯示，國外造紙工業(yè)90%以上是采用木材作為制漿纖維原料，而國內(nèi)采用木材比重較少，秸稈等非木材原料采用較多，是世界上最大的草漿生產(chǎn)國。我國草類非木材原料主要有蘆葦、竹子、甘蔗渣、秸稈及棉、麻等。據(jù)相關(guān)農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計，我國秸稈資源總量約有45%用于農(nóng)村生活能源，30.9%用于牲畜飼料（其中14.8%經(jīng)過處理，16.1%未經(jīng)處理，直接用于牲畜），29%用于制漿原料，還有21.2%用于焚燒以及其他用途。

目前，利用秸稈造紙的企業(yè)主要是靠近稻麥生產(chǎn)地區(qū)，諸如河北、河南、山東、江蘇、安徽及四川等地，其他地區(qū)秸稈在造紙工業(yè)中的應(yīng)用比重較低。原因是產(chǎn)業(yè)鏈短，龍頭企業(yè)缺乏，秸稈綜合利用企業(yè)規(guī)模小，加上企業(yè)布局缺乏合理性，利用成本逐步增高，地區(qū)性、結(jié)構(gòu)性和季節(jié)性秸稈資源過剩。秸稈產(chǎn)業(yè)化程度的高低取決于秸稈收集能否與對其能源化和材料化進(jìn)行有機(jī)銜接。此外，秸稈產(chǎn)業(yè)化過程中還要求機(jī)械化作業(yè)，強(qiáng)調(diào)一次性投資，并且投資成本較大，加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受季節(jié)性影響的因素，秸稈用于造紙工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程則是效率低、收益慢，這在一定程度上阻礙了秸稈用于工業(yè)造紙產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

2.2秸稈用于造肥還田

目前，我國秸稈用于造肥還田的主要方法有焚燒還田、堆腐還田和過腹還田。焚燒還田，是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時代的主要方法，這種方法污染空氣、危害大氣環(huán)境，至今仍在某些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)中存在。堆腐還田，是將秸稈粉碎，加以糞、尿等動物和人體排泄物摻合在一起，并加以密封，使有機(jī)物在微生物作用下逐步得到腐化和礦物質(zhì)化，最終形成肥料。這種過程需要采用一定的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行控制，比如速腐劑堆肥、催腐劑堆肥和酵素菌堆肥等技術(shù)。

我國人均占用耕地面積非常小，加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化程度低、耕地復(fù)種指數(shù)較高和秸稈碳氧的比值高等因素，秸稈用于造肥還田存在著較大難度，主要表現(xiàn)在若對秸稈翻壓量過大和翻壓質(zhì)量不到位，以及土壤水分不夠等，則會出現(xiàn)幼苗被燒死、病蟲害增加等影響幼苗生長的問題，甚至?xí)苯釉斐僧a(chǎn)量減少。因此，為了充分利用好秸稈資源造肥還田，需要克服盲目性，要按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)律進(jìn)行造肥還田，以提高秸稈還田效益。

2.3秸稈用于牲畜飼料

秸稈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的第三種形式是牲畜飼料。農(nóng)作物秸稈中具有較高的粗纖維含量，限制微生物和消化酶對牲畜瘤胃中細(xì)胞壁內(nèi)溶物的消化作用，這就需要采用科學(xué)技術(shù)對飼料進(jìn)行加工，從而提高飼料營養(yǎng)價值和被吸收率。

目前，主要是采用氨化、青貯和微生物處理等技術(shù)，提高秸桿飼料的適口率和營養(yǎng)吸收率。其中氨化處理是應(yīng)用較為普遍的方法，也是一種較為成功的處理方法。氨化處理能夠提升牲畜約20%的消化率，提高1~1.5倍的粗蛋白含量，并且還可以對粗飼料進(jìn)行有效保護(hù)和存儲，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。對秸稈用于牲畜飼料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.4秸稈生產(chǎn)燃料乙醇

秸桿生產(chǎn)燃料乙醇具有原料來源豐富、積碳含量少、動力性能好等優(yōu)點，是我國未來生物燃料的主力軍[4-6]。秸稈中的主要糖類物質(zhì)為半纖維素和纖維素。這些糖類物質(zhì)在一定的催化條件下經(jīng)水解后，以糖化酶作為發(fā)酵劑，在厭氧條件下可生產(chǎn)出乙醇。即解決了秸稈的利用問題，又生產(chǎn)出了清潔能源，在一定程度上減少了污染物的排放量。秸稈纖維素、木質(zhì)素、半纖維素這些糖類物質(zhì)可以水解，而不可水解的非糖類物質(zhì)便會以固體廢棄物的形式存在，且產(chǎn)生量較大，如何解決剩余固體廢棄物的問題，也是擺在科技工作者面前的難題[7-9]。

3 秸稈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢分析

3.1秸稈加工設(shè)備的研制和生產(chǎn)加工工藝的完善

在現(xiàn)有的以還田機(jī)械和青貯機(jī)械等秸稈切短設(shè)備為主的秸稈加工設(shè)備的基礎(chǔ)上，加快開發(fā)集多功能于一體，秸稈收集與利用相配套的機(jī)械設(shè)備的研制和生產(chǎn)，推動秸稈飼料的生產(chǎn)和商品化，使秸稈由簡單利用向深化利用發(fā)展。利用秸稈生產(chǎn)秸稈板材、可降解一次性餐具、秸稈固化、可燃?xì)獾犬a(chǎn)品。同時，在利用現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，加快高產(chǎn)高效生產(chǎn)線設(shè)備和

工藝的制造和引進(jìn)。

3.2秸稈產(chǎn)業(yè)化組織的培育和發(fā)展

由于我國土地種類較多，部分地區(qū)土地經(jīng)營和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式仍以分散的家庭經(jīng)營為主，同時由于土地生產(chǎn)能力的限制，部分小區(qū)快，農(nóng)民仍采用焚燒的方式肥田，造成秸稈原料的生產(chǎn)和收集困難。解決這方面問題，就要搞好秸稈產(chǎn)業(yè)化組織的培育和發(fā)展，采用多種形式，如“生產(chǎn)公司+農(nóng)戶”、“公司+協(xié)會+農(nóng)戶”、“公司+合作社+農(nóng)戶”等，提高組織化程度和增強(qiáng)規(guī)模化生產(chǎn)，實現(xiàn)資源利用和經(jīng)濟(jì)效益的最大化[10]。

3.3秸稈資源化利用

秸稈產(chǎn)業(yè)化利用使得秸稈成為可以出售的商品，農(nóng)民出售秸稈，可以獲得收益，提高經(jīng)濟(jì)收入；而對于企業(yè)來講，這是頗具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d產(chǎn)業(yè)，同時資源來源廣泛且可持續(xù)。因此各級政府應(yīng)該正確引導(dǎo)農(nóng)民，以科技為基礎(chǔ)，以市場為導(dǎo)向，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營農(nóng)作物秸稈，根據(jù)本地區(qū)秸稈產(chǎn)生特點，建立相應(yīng)的秸稈高效利用企業(yè)，如建立秸稈發(fā)電廠、肥料制造廠、秸稈氣化站等，從而建立起一種完善的秸稈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式[11，12]。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化水平的提高，秸稈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將會迎來廣闊的空間，秸稈資源將在新興工藝綜合利用項目中實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)模式，并逐步形成由生產(chǎn)、加工到銷售的完整產(chǎn)業(yè)鏈。然而，秸稈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍存在諸多障礙和問題，這些障礙和問題的解決不是一蹴而就的，需要人們不斷去研究和實踐，才能真正使秸稈資源綜合利用產(chǎn)業(yè)化得到可持續(xù)發(fā)展，才能使秸稈資源得到高效綜合利用。

[1]高申.中國五城市大氣可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物源解析[D].天津：天津醫(yī)科大學(xué)，2012.

[2]鄒本東，徐子優(yōu)，華蕾，等.因子分析法解析北京市大氣顆粒物PM_(10)的來源[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2007，23(2):79-85.

[3]王民，郭康權(quán)，朱文榮.秸稈制作成型燃料的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，1993，9(1):99-104.

[4]李陽，孫巖峰，張玉蒼，等.玉米秸稈制乙醇預(yù)處理新工藝-“液化技”[J].食品技術(shù)，2009，34(9):123-127.

[5]張繼泉，郭利美，王瑞明.玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精工藝探討[J].廣州食品工業(yè)科技，2003，19(2):24-25.

[6]任麗，田瑞華，段開紅，等.甜高粱秸稈固體發(fā)酵生產(chǎn)乙醇工藝研究[J].釀酒科技，2008(2):52-54.

[7]宋安東，裴廣慶，王風(fēng)芹，等.中國燃料乙醇生產(chǎn)用原料的多元化探索[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008:24(3)：302-307.

[8]張庭瑞，李志忠.甘肅省發(fā)展非糧原料產(chǎn)燃料乙醇初探[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2011，32(3):60-65.

[9]張強(qiáng)，陸軍，候霖，等.玉米秸稈發(fā)酵法生產(chǎn)燃料酒精的研究進(jìn)展[J].飼料工業(yè)，2005，26(9):20-23.

[10]李金紅.新時期推動農(nóng)作物秸稈綜合利用方式轉(zhuǎn)變的思考[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，12:80-83.

[11]王紅彥，畢于運(yùn)，王道龍，等.生命周期能值分析法與生物質(zhì)能源研究[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2014(2):13-19.

[12]姚宗路，趙立新，田宜水，等.黑龍江省農(nóng)作物秸稈資源利用現(xiàn)狀及中長期展望[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009，29(11):288-292.

Straw industrial status quo and development trend

LI Zhikun
（Pingxiang Environmental Monitoring Station,Pingxinag 054500,China）

The continuous development of agricultural production creates rich straw resources,and scientific and technological development provide technical support for the industrialization of straw so as to make the straw industrialization feasible.The paper described the use patterns of paper-making,straw turnover,animal feed,fuel ethanol production.The future trends and constraints were discussed,which provided some reference for China to carry out comprehensive utilization of straw resources and reduce the atmospheric impact of straw burning.

straw;industrialization;feasibility;development trends

F323.2；X712

A

1674-0912（2015）03-0028-03

2015－02－06）

李志坤（1965-），男，河北平鄉(xiāng)人，工程師，從事監(jiān)測站技術(shù)管理工作。