生物質(zhì)顆粒是在常溫條件下，利用壓輥和環(huán)模將秸稈等原料進(jìn)行冷態(tài)致密成型加工制成的棒狀、粒狀、塊狀成型燃料，成型后的顆粒密度達(dá)1.1~1.3t/m³，方便儲(chǔ)存、運(yùn)輸，能量密度與中質(zhì)煤相當(dāng)，且燃燒性能大大改善，非常適合于生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)鍋爐、農(nóng)村新型燃料。

濱州市農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)及優(yōu)選分析

（李甲亮1，石陽2。1.濱州學(xué)院生物與環(huán)境工程學(xué)院山東濱洲256603;2.濱州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)研究所山東濱洲256600）

濱州市耕地面積46.53萬h㎡，種植結(jié)構(gòu)以小麥、玉米、棉花為主，理論秸稈產(chǎn)量約580萬t/a，主要利用方式包括肥料化（70%）、飼料化（20%）、燃料化+基料化+原料化（10%）等。結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，優(yōu)選出了小麥/玉米秸稈“青貯飼料+秸稈還田”、棉花秸稈“生物質(zhì)顆粒燃料+生產(chǎn)原料”、零散秸稈“沼氣/沼渣+有機(jī)肥”為主的綜合利用模式，分析了秸稈綜合利用的長效機(jī)制。

農(nóng)作物秸稈是一種重要的生物質(zhì)能源和飼料資源。據(jù)測算，每生產(chǎn)1t玉米（小麥）可產(chǎn)1.5-2t（1t）噸秸稈。干秸稈含有約5％和30％質(zhì)量比的蛋白質(zhì)、纖維素，以及鈣、磷等多種礦物質(zhì)；燃燒值約為標(biāo)準(zhǔn)煤的50％，營養(yǎng)價(jià)值約為糧食的25%[1]。秸稈綜合利用能避免夏秋季節(jié)秸稈焚燒（其對(duì)當(dāng)?shù)卮髿釶M2.5的年平均貢獻(xiàn)率超過30%）。本文通過對(duì)農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)的適用性分析，探討適合濱州市實(shí)際的秸稈綜合利用模式，為秸稈綜合利用提供有益借鑒。

濱州市農(nóng)業(yè)環(huán)境概況

濱州市位于山東北部黃河三角洲沖積平原腹地，多年平均降水量575mm，且多集中在7~9月，年蒸降比較高；人均水資源占有量僅320m³，是全國水資源人均占有量的14%，為典型缺水城市[2]。地勢西南高東北低，自然比降為1/2000～1/800，平均海拔<13m，地下水礦化度>20g/L，鹽漬化土地面積約占60%。2017年，濱州全市耕地面積46.53萬h㎡（約698萬畝），其中糧食、棉花和蔬菜瓜類種植面積分別為784.04萬畝（小麥玉米輪作）、60.4萬畝和80.5萬畝。

濱州市秸稈利用現(xiàn)狀

2.1秸稈利用技術(shù)特點(diǎn)

2.1.1秸稈還田用作肥料

包括秸稈粉碎還田、堆漚還田和生物菌快速腐熟還田三種實(shí)施方式，其中機(jī)械粉碎直接還田應(yīng)用較廣。2017年，濱州市小麥秸稈粉碎還田385.4萬畝，秸稈撿拾打捆8.2萬畝，收集秸稈達(dá)2.46萬噸。生物菌快速腐熟技術(shù)也在濱州得到應(yīng)用，例如惠民縣建設(shè)3500畝秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用區(qū)，年利用腐熟作物秸稈3500萬kg。2017年，全市要求1/3以上的農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成利用秸稈制作有機(jī)肥基地，2018年農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)全部建成秸稈制作有機(jī)肥基地。

2.1.2鮮秸稈用作青貯飼料

用作畜牧養(yǎng)殖飼料是秸稈利用的一大領(lǐng)域，特別是青貯飼料，在陽信縣大型養(yǎng)牛場等重點(diǎn)農(nóng)業(yè)大縣得到應(yīng)用；鼓勵(lì)實(shí)施“秸稈→飼料→養(yǎng)殖→制沼→沼渣還田”的循環(huán)利用模式。根據(jù)2012年統(tǒng)計(jì)，濱州市永久青貯池總數(shù)7615個(gè)，總?cè)莘e達(dá)到150萬m³，秸稈青貯能力93萬t[3]。

2.1.3秸稈加工制作燃料

（1）秸稈固化：用作生物質(zhì)電廠或生物質(zhì)鍋爐燃料。

生物質(zhì)顆粒是在常溫條件下，利用壓輥和環(huán)模將秸稈等原料進(jìn)行冷態(tài)致密成型加工制成的棒狀、粒狀、塊狀成型燃料，成型后的顆粒密度達(dá)1.1~1.3t/m³，方便儲(chǔ)存、運(yùn)輸，能量密度與中質(zhì)煤相當(dāng)，且燃燒性能大大改善，非常適合于生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)鍋爐、農(nóng)村新型燃料。同時(shí)，每噸小麥秸稈能賣200~240元能，能實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收。據(jù)2012年統(tǒng)計(jì)，濱州市已可年產(chǎn)秸稈固化燃料20萬t，可為農(nóng)民帶來4000萬元的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）秸稈液化：用作生物乙醇生產(chǎn)原料。

秸稈液化包括常溫常壓催化制生物油技術(shù)和制生物乙醇技術(shù)。濱州市利用多地優(yōu)勢，實(shí)施種植甜高粱生產(chǎn)燃料乙醇。甜高粱被稱作“二代甘蔗”，具有再生能力強(qiáng)、抗旱澇和耐鹽堿（鹽度0.5%~0.9%）等特性，每公頃產(chǎn)莖稈45~60t，可生產(chǎn)乙醇1250-5625L。2006年全市規(guī)?；N植甜高粱已近6萬畝，濱州市陽信縣光華生物能源集團(tuán)有限公司等已建成甜高粱種植+制乙醇中試一體化示范工程。

（3）秸稈氣化：利用秸稈生產(chǎn)燃?xì)饣蛘託狻?/p>

秸稈氣化包括化學(xué)法制生物燃?xì)夂臀⑸锓ㄖ普託?。山東省科學(xué)院能源研究所已經(jīng)研發(fā)成功利用麥草二步法氣化技術(shù)制燃?xì)饧夹g(shù)，燃?xì)鉄嶂导s8000kJ/Nm³，但目前在濱州還未探索。近年來，濱州市以每年至少建設(shè)5000個(gè)的速度發(fā)展農(nóng)村厭氧發(fā)酵沼氣池，沼氣凈化后，用于民用燃?xì)狻⑵嚰託?、社區(qū)供氣及工業(yè)用氣，同時(shí)，還可聯(lián)產(chǎn)有機(jī)沼渣肥料。

2.1.4秸稈用作食用菌培養(yǎng)基料

食用菌養(yǎng)殖是濱州市的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，全市現(xiàn)食用菌投料量26.3萬t，年產(chǎn)量達(dá)到25萬t。開發(fā)了利用秸稈栽培高溫白平菇、低溫黑平菇技術(shù)，整玉米秸栽培大球蓋菇高產(chǎn)技術(shù)及棉柴栽培雙孢菇技術(shù)，項(xiàng)目覆蓋區(qū)年投料量達(dá)到了620萬kg。其中，惠民縣發(fā)展秸稈養(yǎng)殖食用菌3000畝，年有效轉(zhuǎn)化利用農(nóng)作物秸稈1.5萬t，形成了秸稈栽培食用菌—菌渣還田的現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。

2.1.5秸稈用作其它原料

秸稈還可用作造紙、手工草編、塑木、糠醛等生產(chǎn)原料。例如，沾化縣造紙企業(yè)每年消耗秸稈10萬t左右；博興縣利用秸稈手工編織工藝品出口創(chuàng)匯；鄒平縣利用秸稈生產(chǎn)糠醛、醋酸乙酯、糠醇、乙醇等有機(jī)化工產(chǎn)品。秸稈還可應(yīng)用到合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、合成醫(yī)藥和農(nóng)藥、合成燃料以及食品工業(yè)、國防工業(yè)等方面。

2.2濱州市秸稈利用現(xiàn)狀

濱州市農(nóng)作物秸稈主要來源于小麥、玉米、棉花，占秸稈總量的94.52%，理論秸稈量約為580萬噸。秸稈利用方面，2017年，用作肥料化70%，飼料化20%，其它10%（燃料化4.5%，菌類基料化4.5%，其它原料化1%）。

以2011年為例，當(dāng)年秸稈實(shí)際綜合利用率平均88.33%，其中機(jī)械化秸稈還田用作肥料是主要方式。

例如，無棣縣是濱州市典型農(nóng)業(yè)縣，農(nóng)作物常年種植面積120萬畝左右。2015年，該縣小麥機(jī)收秸稈還田綜合利用率達(dá)99.48%；企業(yè)建有5處共17500立方米玉米秸稈青貯池，年利用玉米秸稈1.715萬噸；通過山東京能秸稈發(fā)電廠、西小王鎮(zhèn)生物質(zhì)能源棉柴壓塊廠、佘家鎮(zhèn)李管莊村棉柴壓塊廠、用作造紙廠原料等方式實(shí)現(xiàn)秸稈其它綜合利用。

秸稈綜合利用問題解析

3.1農(nóng)民對(duì)秸稈利用認(rèn)識(shí)不足

農(nóng)民對(duì)秸稈資源化利用的認(rèn)識(shí)程度不高，對(duì)秸稈綜合利用各種模式了解不夠，因此，地方農(nóng)業(yè)部門的引導(dǎo)至關(guān)重要，需要配套相關(guān)科學(xué)的利用知識(shí)。

3.2秸稈還田利用占比偏高

秸稈還田能實(shí)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)每年提高0.05%～0.1%，改善土壤物理性狀，抑制雜草生長、作物病害，可以總體減少氮肥用量15%左右。但秸稈還田量過大或不均勻易發(fā)生土壤微生物與作物幼苗爭奪氮磷養(yǎng)分矛盾，甚至出現(xiàn)黃苗、死苗、減產(chǎn)等現(xiàn)象，需要增施氮肥；秸稈翻壓還田還使土壤過松，影響種子發(fā)芽生長，需要鎮(zhèn)壓或澆水；另外秸稈中的蟲卵、帶菌體等病蟲害會(huì)直接或者越冬來年發(fā)生。這些因素，決定了不能將秸稈一碎了之，需要提高其他綜合利用途徑比例，一般每畝秸稈粉碎翻壓還田不超過300kg，最多不超過500kg。

3.3秸稈利用產(chǎn)業(yè)化水平不高

秸稈綜合利用投資大，見效慢，項(xiàng)目融資困難，利用企業(yè)數(shù)量少、規(guī)模小，導(dǎo)致其它利用方式規(guī)模還比較少，亟需國家、省、市有關(guān)部門加強(qiáng)政策支持、財(cái)政扶持和產(chǎn)業(yè)助力。

秸稈利用幾點(diǎn)建議

4.1做好秸稈肥田和青貯飼料利用

結(jié)合濱州市以小麥/玉米為主的特點(diǎn)，合理確定秸稈還田量。推行小麥/玉米秸稈的“青貯飼料+秸稈還田”綜合利用模式，實(shí)現(xiàn)小麥機(jī)收+秸稈還田；玉米方面要因地制宜，結(jié)合地方畜牧業(yè)發(fā)展要求，大力提高青貯飼料利用比例；探索零散收集的秸稈“沼氣/沼渣+有機(jī)肥”利用技術(shù)。

4.2建成秸稈收儲(chǔ)運(yùn)體系和配套政策

根據(jù)秸稈利用方式和運(yùn)輸半徑，充分發(fā)揮合作社、農(nóng)業(yè)服務(wù)中心、種糧大戶、經(jīng)紀(jì)人的作用，合理規(guī)劃收儲(chǔ)點(diǎn)、運(yùn)輸線路布局，構(gòu)建企業(yè)-專業(yè)合作社-經(jīng)紀(jì)人-農(nóng)戶四位一體的農(nóng)作物秸稈收、儲(chǔ)、運(yùn)、用體系，配套制定用電、用地、稅費(fèi)等優(yōu)惠政策。

4.3研發(fā)秸稈綜合利用新技術(shù)

建議成立“濱州市秸稈綜合利用工程技術(shù)中心”，探索具有地方特色的秸稈綜合利用新方法、新工藝和新設(shè)備，研發(fā)棉花秸稈“生物質(zhì)顆粒燃料+生產(chǎn)原料”、秸稈深度開發(fā)利用（如制作塑木）、生物燃?xì)鉃橹鞯确矫婢C合利用技術(shù)。例如，2017年，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)與濱州騰達(dá)農(nóng)莊校企合作，開展了以農(nóng)作物剩余秸稈和餐廚剩余植物油為主要原料制生物有機(jī)肥研究。

4.4拉長產(chǎn)業(yè)鏈，建立秸稈利用長效機(jī)制

探索土地流轉(zhuǎn)背景下農(nóng)民代收、代耕置換農(nóng)民秸稈的新運(yùn)作模式；配套補(bǔ)貼和鼓勵(lì)政策；發(fā)揮合作社、農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)園區(qū)、重點(diǎn)農(nóng)戶在秸稈利用中的作用[4]；形成以小麥秸稈還田、玉米秸稈“青貯飼料+秸稈還田”、棉花秸稈“生物質(zhì)顆粒燃料+生產(chǎn)原料”、零散秸稈“沼氣+沼渣有機(jī)肥”為主的利用模式，拉長產(chǎn)業(yè)鏈條，建立秸稈綜合利用長效機(jī)制，提高綜合利用效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建福，白玉瑞.充分認(rèn)識(shí)秸稈價(jià)值促進(jìn)秸稈綜合利用[J].河南農(nóng)業(yè)，2009(2):27-31.

[2]濱州市飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)報(bào)告(內(nèi)部資料)[Z].濱州市環(huán)境保護(hù)局，2014.

[3]張樂森.濱州市農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀及發(fā)展探析[J].中國農(nóng)技推廣，2014(2):43-45.

[4]高強(qiáng)，陳恩明.濱州市農(nóng)作物秸稈綜合利用機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策建議[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2017(9):69，89.