秸秆不止用在还田(综合利用、土壤、玉米)
■江志阳
我国是农业生产大国，种植业历史悠久。随着农业生产规模的不断扩大，产生了大量的、集中的秸秆，每年农作物秸秆产量为6.5×108吨。
据统计，全国秸秆还田和做饲料过腹还田的比例约占总产量的32%，用作工业原料的秸秆量约为总量的20%，而浪费或焚烧的秸秆资源量为45%以上。秸秆经不完全燃烧会产生大量氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物及烟尘，严重污染环境。
近年，农业部推行了秸秆还田项目，是持续改善和培肥地力的重要方式。虽然其作用被普遍认可，但是在实施过程中受到温度、气候、机械设备、成本等因素制约，推广进度仍受到制约。如何科学合理地解决该问题，已成为学界研究的重要课题。
变“废”为宝
据测算，若全国每年减少秸秆焚烧量2亿吨，则减少二氧化碳的排放约2.14亿吨，减少由于秸秆焚烧而引发的火灾及交通肇事等损失50%以上，从而减少经济损失约千亿元。
此外，假设我们将秸秆在产地实现产业化，如制造生物柴油(biodiesel)、秸秆有机肥、秸秆生物饲料、代替木材的秸秆板材等，不仅能有效利用我国农村丰富的人力资源，还能给种植区域的种植者带来丰富的收入，每亩地增收300~400元。
数据显示，我国每年秸秆的可利用量约6.8亿吨，每年产生的直接效益就可达到3.4亿元，这对于新农村建设来说是一笔很大的收入。
在黑龙江省的双城市，就有一家企业利用秸秆生产环保家具、环保包装、环保型建材等，既能解决秸秆资源化利用问题，还能以出口的方式增加企业收入，使秸秆资源转化为经济优势；辽宁和吉林的许多养殖企业利用生物技术将秸秆制成牛羊饲料，检测结果显示，这种饲料能够提高肉的品质。
随着国家政策引导，我国多数地区已经实施秸秆沼气和秸秆发电技术，为秸秆利用探索出了新方式。近几年，我国也陆续建设了十几个秸秆生物质电厂。
但是，秸秆利用的工艺细节还不完善，秸秆深加工成本较同类产品高，秸秆利用率低，还缺乏有力度的市场运作。
他山之石
纵观欧洲和美洲一些科技发达的国家，它们对秸秆资源的利用办法更为科学有效，明显提高了秸秆的利用率和价值，值得我们借鉴。
如在加拿大，当玉米、水稻(Rice)、小麦等作物成熟时，农民就会用联合收割机在收割农作物的同时将秸秆粉碎至3厘米~5厘米，粉碎后的秸秆直接还田，以提高土壤中有机质含量。在美国，每年有2600万吨玉米、水稻(Rice)等作物的秸秆被用来制作生物饲料；920万吨左右的秸秆被压成块用于填充在房屋的墙壁里；1400万吨秸秆作为新兴的生物质燃料，即从秸秆中提取乙醇进行再利用，使秸秆资源的综合利用技术得到进一步发展。
秸秆资源的综合利用项目在政策和资金上也大都得到了当地政府的支持。如在丹麦，种植户将秸秆打包后卖给电厂，电厂利用秸秆燃烧发电，为居民提供廉价电力。换言之，农民用秸秆来代替部分电费，秸秆发电厂产生的秸秆灰，再被农民直接还田，为农田提供了营养元素，实现了工、农业的有机循环。
发展方向
调查显示，我国秸秆主要以玉米、水稻(Rice)、小麦为主。秸秆年可利用量为6.8亿吨，2010 年，利用量约5 亿吨，秸秆综合利用率达到70.6%，主要集中在饲料加工、燃料使用、食用菌基料等方面。
虽然秸秆综合利用取得了一定成效，但如此之大的资源应该有更好的发展前景。
肥料化：主要利用方式为粉碎后直接还田或者添加有机物料腐熟剂还田。这种方式在我国南方地区可行，且效果较好。但是在我国北方地区，由于休耕阶段气温较低，秸秆不能够快速分解，微生物也不能够起到作用，因此在我国北方多数地区不可行。第二，秸秆反应堆技术多用于保护地和经济作物中，应用效果较好，但因操作烦琐、劳动量大等原因一直没有推广开来。近几年，中国科学院沈阳应用生态研究所将秸秆与有益微生物制成秸秆板，可直接铺在作业土壤中，减少挖土深度，有益微生物能进入土壤，活化土壤中营养元素，应用效果明显。第三，秸秆可以与畜禽养殖废弃物一同腐熟作为有机肥料使用。第四，秸秆粉碎后经过微生物分解活化、转化其中的纤维素和其他营养物质替代草炭和泥炭资源，制作育苗基质、栽培基质以及花卉营养土等，这样可减少草炭、泥炭资源的开发，减少对湿地和环境破坏。
饲料化：2010年，我国规模化养殖企业畜禽养殖数量分别为牛1.1亿头，猪4.6亿头，家禽53.5亿只。全国秸秆还田和做饲料过腹还田的比例约占总产量的32%，这其中主要包含秸秆的青黄贮技术，氨化技术以及秸秆揉丝膨化技术等。
能源化：数据显示，我国秸秆作为燃料的使用量约1.22 亿吨，约占总量的17.8%。我国当前主要推广的是秸秆燃料块、生物碳化、沼气和燃烧发电。其中秸秆燃料块技术能够不受规模限制，同时对秸秆来源没有要求，因此在解决我国农村秸秆污染方面有着良好发展前景；秸秆沼气利用可以产生甲烷等气体为城乡提供燃料，也可以将气体转化为电能，此技术已经在我国部分地区实施。秸秆燃烧直接发电理论上是可行的，我国一些大型企业在多年前已经实施，但是由于原料质量控制不严，导致产生效益不好，多数企业处于维持状态。
材料化：随着我国城市化进程不断提高，人们对木材的需求日益增加，导致树木大量砍伐，供不应求。然而作物秸秆中含有大量纤维素和木质素，这些资源没有合理利用。若将秸秆制成板材和复合材料，可减少对森林的砍伐。另外，在食用菌生产中添加适量秸秆，也可以满足食用菌的生长，同时减少对木屑的需求。
（作者单位：中国科学院沈阳应用生态研究所）
《中国科学报》 (2015-01-28 第6版 科研)
