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摘要黑龙江作为我国农业大省，作物秸秆资源丰富，但其利用方式尚处于初级阶段，利用率低、资源浪费严重，并形成新的农业面源污染。在介绍黑龙江省秸秆资源现状的基础上，分析了存在的问题，并提出相应的发展建议。同时，总结了“十一五”以来，黑龙江省在秸秆综合利用研究方面的成绩。
关键词作物秸秆；综合利用；现状；问题；发展建议
中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2015）06-238-02
黑龙江省作为我国农业大省，作物秸秆资源十分丰富，广泛分布于松嫩平原和三江平原等粮食主产区，历来是广大农村居民生活的主要能源和饲料来源。因此，换而言之，秸秆不应该简单定义为农业废弃物，而是“典型的农业副产物”，是“放错了地方、没有得到真正利用的资源”。但由于缺乏行之有效的激励政策和经济实用的技术装备[1]，黑龙江省秸秆利用方式尚处于初级阶段，利用率低、资源浪费严重，并形成了新的农业面源污染。
1黑龙江省秸秆资源现状分析
1.1分布相对集中，数量巨大黑龙江省是重要的商品粮基地，2013年农作物种植面积0.14亿hm2，粮食总产量6 000万t，农作物秸秆量为6 100万t，其中主要是玉米秸秆3 100万t，水稻秸秆2 400万t，大豆秸秆510万t。随着种植结构调整和新型农业经营主体成立，农作物布局呈现出集中连片趋势，秸秆资源分布也从种类和数量上日趋集中，黑龙江省南部和西部以玉米为主，北部以大豆为主，东部以水稻为主，集中的资源分布态势为秸秆的综合利用提供了有利条件。
1.2利用方式简单粗放，效率低下黑龙江省秸秆利用方式主要为秸秆能源化、饲料化、秸秆还田、工业原料以及食用菌基料等。其所占比例各不相同，其中家庭燃用50%，饲料用23%，还田约3%，工业用途占3%，此外，还有约21%的秸秆被焚烧或废弃（图1）。秸秆家庭燃用能量损失严重，能源利用率只有10%～15%。秸秆饲料适口性差，养分吸收率只有15%～18%。焚烧废弃的秸秆作为肥料相当于47万t尿素、95万t过磷酸钙和95万t硫酸钾，作为燃料相当于500万t标煤[2]。秸秆焚烧不仅污染环境、浪费资源，而且已成为社会问题。
图1黑龙江省秸秆利用现状1.3利用途径多样，潜力巨大黑龙江是农业大省，2013 年农作物播种面积为 1 394.2万hm2，通常秸秆还田适宜数量为 2.25 t/hm2，黑龙江省秸秆还田量应为3 100万t，但目前秸秆还田量仅为180万t，缺口2 920万t。此外，黑龙江还是畜牧大省，仅牛存栏量就达500余万头，秸秆饲料需求量达 3 000万t（鲜重），而目前饲料化鲜秸秆仅为1 400万t，缺口1 600万t。另外，黑龙江地处高寒地区，冬季漫长寒冷，每年仍消耗大量的化石能源取暖，造成了严重的环境污染，而秸秆作为重要的生物质能，还未被广泛和有效的应用。总之，秸秆用途广泛多样，如果关键技术和装备问题得以突破，完全有能力将本地秸秆资源吃干榨净，变废为宝。
2存在问题
2.1关键技术装备问题有待解决秸秆自身具有质地松散、密度低、体积大、水分高、易虫蚀、霉变和腐烂特点[3]；其次，黑龙江省作物种植为一年一季，收获期集中、气温偏低，主要作物玉米和水稻多为活秆成熟品种，秸秆水分超过35%，从而导致在利用过程中存在诸多问题。①收储运过程：运输量大，易腐烂，不耐储。②秸秆还田：秸秆在25～30 ℃条件下腐熟需要20 d左右，而黑龙江秋季气温低，时间短，当季难以腐熟完全，尤其是还田机械粉碎粒度过大，掩埋浅，影响下茬作物生长。③能源化：秸秆固化耗能高，易损耗，成本高；秸秆气化产焦油量大，气体有效成分仅40%左右；秸秆乙醇技术还不完善，处于实验室阶段，低成本、高效率的秸秆能源化技术和装备还未完全解决。④饲料化：青贮饲料所需空间大，易污染。黄贮饲料适口性差，养分吸收率仅有15%～18%。
2.2产业链条尚未形成黑龙江省秸秆综合利用企业布局零散，技术装备水平相对落后，整体经济效益偏低，除了发电厂规模较大外，其他的均为小规模的作坊式企业，没有形成规模化生产[4]。截至2013年，黑龙江省稻壳和秸秆发电厂各9处，秸秆固体燃料厂50余家，秸秆气化站50余处，而秸秆饲料厂几乎没有。主要表现在：一是产业链上下游脱节。随着种植业和养殖业集约化和规模化发展，传统的种养结合模式日渐分离，导致秸秆在农区过剩。其次，秸秆应用一次性投资大，周期长和获得效益的不确定性（主要是收购价格波动幅度较大，而企业面对千家万户缺少定价权）导致企业不愿意涉足该领域。三是没有出台相对成熟和完备的秸秆综合利用激励政策来引导企业开发利用秸秆资源，更多情况是以罚代管，而在秸秆综合利用项目建设用地、用电、排污费收取以及税收等方面的优惠政策尚需完善和落实，没有完备的政策和法规来保护企业的利益，生产企业积极性不高，没有形成完整的销售体系和稳定的市场。促进企业的积极性，就要有高的回报率，就要求有低成本高效率的秸秆应用技术与装备，但是现有的技术和装备还满足不了市场的需求，需进一步完善。所以黑龙江省秸秆综合利用产业链条尚未形成。
2.3公众意识有待提升民众对秸秆的价值和利用意识还很薄弱，还没有认识到秸秆好似宝贵的资源，造成秸秆遗弃现象严重，露天燃烧现象屡禁不止。因此，制定和落实优惠政策，加大宣传力度，提高民众认识，对于促进秸秆综合利用的良性发展尤为重要。
3黑龙江省秸秆综合利用研究发展现状
3.1秸秆还田针对黑龙江省的气候和环境特点，开展了秸秆腐熟还田和炭化还田研究。
3.1.1秸秆腐熟还田。获得了秸秆纤维素高效降解菌株20余株，构建复合功能菌群3个，缩短秸秆腐熟周期5 d。同时，配合土层置换技术，将腐熟后的秸秆施用到10～20 cm深的土壤中，不影响下茬作物生长。
3.1.2秸秆炭化还田。在催化剂存在条件下，对秸秆进行轻度炭化处理，不仅改善秸秆的表面活性，增加秸秆炭吸附性，利于污染土壤和水体修复，而且秸秆生物炭可以快速增加土壤的碳库容量（有机质含量可达80%以上），提高土壤肥力。 3.2秸秆能源化2010年投资1 200余万元在黑龙江国家级现代农业园区建立的寒地农业可再生能源中试基地，重点开展作物秸秆能源化研究与示范。①建成年产3 000 t秸秆生物质型煤生产线1条。该生产线以“轻度炭化法制取生物炭”为核心技术，与传统生产工艺相比，能耗降低10%以上，生物炭得率提升20%，并且可以实现连续生产，终端产品生物质型煤热值达3 800 kcal/kg以上，可以替代市售型煤。②建成年产3 000 t固体成型燃料生产线1条。该技术核心工艺采用国内先进的“低能耗固体成型燃料制备关键技术与装备”，克服了传统工艺能耗高、机械磨损大等缺点，成型燃料热值可达到3 500 kcal/kg以上，产品适用于广大农户炊事、取暖、城镇供热和大型发电厂等。
3.3秸秆饲料化针对制约秸秆饲料的收储空间大、适口性差、营养成分含量低等问题，开展秸秆生化饲料技术研究。将“低能耗固体成型燃料制备关键技术与装备”与“秸秆饲料真空后喷涂工艺”相结合，生产秸秆生化饲料。将秸秆通过低能耗颗粒成型设备，进行揉搓、粉碎、真空喷涂、挤压成型，减少饲料体积，便于储藏和运输。在颗粒饲料喂食前，进行氨化和碱化等技术处理后，使饲料快速腐熟，提高饲料消化率15%左右，秸秆的粗蛋白含量提高1～2倍，提高颗粒饲料的适口性，秸秆总营养价值提高1倍以上。
4发展建议
4.1加大秸秆利用关键技术与装备研发投入将秸秆综合利用关键技术和装备研究纳入各级政府科技计划，提高秸秆还田、能源化、饲料化等相关技术领域立项比例和经费投入。
4.2建立省级秸秆综合利用工程技术研究中心以科研院所为主体，依托黑龙江省国家级现代农业科技示范区，建立秸秆综合利用工程技术研究中心，进一步提升黑龙江秸秆综合利用领域自主创新能力，加速科技成果转化和产业化进程。
4.3组建省级秸秆综合利用技术创新联盟在省级有关部门指导下，以黑龙江省农业科学院等农业科研部门及院校为联盟核心，发起组建省级秸秆综合利用技术创新联盟。主要围绕秸秆产业技术创新的关键问题，开展技术合作，突破产业发展核心技术；建立共同技术平台，实现创新资源共享，加速科技成果的商业化运用，提升产业整体水平。
4.4完善激励政策，提高公众对秸秆利用的自觉性通过立法形式，对秸秆综合利用企业给予一定的财政补贴，为企业的发展创造一个良好的投资与发展环境。通过召开现场会、组织参观学习、开展技术培训等多种形式，教育农民更新观念，追求健康文明的生活方式，为秸秆综合利用推广与普及奠定坚实的群众基础。
参考文献
[1] 李伟，蔺树生，谭豫之，等.作物秸秆综合利用的创新技术[J].农业工程学报，2000（1）：14-17.
[2] 安成立，杜建，岳秀琴，等.作物秸秆高效综合利用途径探析[J].中国资源综合利用，2004（1）：25-27.
[3] 王激清，张宝英，刘社平，等.我国作物秸秆综合利用现状及问题分析[J].江西农业学报，2008（8）：126-128，132.
[4] 安海燕，李翠霞.黑龙江省泰来县秸秆综合利用现状及对策[J].中国农学通报，2009（23）：433-436.安徽农业科学，Journal of Anhui Agri. Sci.2015，43（6）：240-243
关键词作物秸秆；综合利用；现状；问题；发展建议
中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2015）06-238-02
黑龙江省作为我国农业大省，作物秸秆资源十分丰富，广泛分布于松嫩平原和三江平原等粮食主产区，历来是广大农村居民生活的主要能源和饲料来源。因此，换而言之，秸秆不应该简单定义为农业废弃物，而是“典型的农业副产物”，是“放错了地方、没有得到真正利用的资源”。但由于缺乏行之有效的激励政策和经济实用的技术装备[1]，黑龙江省秸秆利用方式尚处于初级阶段，利用率低、资源浪费严重，并形成了新的农业面源污染。
1黑龙江省秸秆资源现状分析
1.1分布相对集中，数量巨大黑龙江省是重要的商品粮基地，2013年农作物种植面积0.14亿hm2，粮食总产量6 000万t，农作物秸秆量为6 100万t，其中主要是玉米秸秆3 100万t，水稻秸秆2 400万t，大豆秸秆510万t。随着种植结构调整和新型农业经营主体成立，农作物布局呈现出集中连片趋势，秸秆资源分布也从种类和数量上日趋集中，黑龙江省南部和西部以玉米为主，北部以大豆为主，东部以水稻为主，集中的资源分布态势为秸秆的综合利用提供了有利条件。
1.2利用方式简单粗放，效率低下黑龙江省秸秆利用方式主要为秸秆能源化、饲料化、秸秆还田、工业原料以及食用菌基料等。其所占比例各不相同，其中家庭燃用50%，饲料用23%，还田约3%，工业用途占3%，此外，还有约21%的秸秆被焚烧或废弃（图1）。秸秆家庭燃用能量损失严重，能源利用率只有10%～15%。秸秆饲料适口性差，养分吸收率只有15%～18%。焚烧废弃的秸秆作为肥料相当于47万t尿素、95万t过磷酸钙和95万t硫酸钾，作为燃料相当于500万t标煤[2]。秸秆焚烧不仅污染环境、浪费资源，而且已成为社会问题。
图1黑龙江省秸秆利用现状1.3利用途径多样，潜力巨大黑龙江是农业大省，2013 年农作物播种面积为 1 394.2万hm2，通常秸秆还田适宜数量为 2.25 t/hm2，黑龙江省秸秆还田量应为3 100万t，但目前秸秆还田量仅为180万t，缺口2 920万t。此外，黑龙江还是畜牧大省，仅牛存栏量就达500余万头，秸秆饲料需求量达 3 000万t（鲜重），而目前饲料化鲜秸秆仅为1 400万t，缺口1 600万t。另外，黑龙江地处高寒地区，冬季漫长寒冷，每年仍消耗大量的化石能源取暖，造成了严重的环境污染，而秸秆作为重要的生物质能，还未被广泛和有效的应用。总之，秸秆用途广泛多样，如果关键技术和装备问题得以突破，完全有能力将本地秸秆资源吃干榨净，变废为宝。
2存在问题
2.1关键技术装备问题有待解决秸秆自身具有质地松散、密度低、体积大、水分高、易虫蚀、霉变和腐烂特点[3]；其次，黑龙江省作物种植为一年一季，收获期集中、气温偏低，主要作物玉米和水稻多为活秆成熟品种，秸秆水分超过35%，从而导致在利用过程中存在诸多问题。①收储运过程：运输量大，易腐烂，不耐储。②秸秆还田：秸秆在25～30 ℃条件下腐熟需要20 d左右，而黑龙江秋季气温低，时间短，当季难以腐熟完全，尤其是还田机械粉碎粒度过大，掩埋浅，影响下茬作物生长。③能源化：秸秆固化耗能高，易损耗，成本高；秸秆气化产焦油量大，气体有效成分仅40%左右；秸秆乙醇技术还不完善，处于实验室阶段，低成本、高效率的秸秆能源化技术和装备还未完全解决。④饲料化：青贮饲料所需空间大，易污染。黄贮饲料适口性差，养分吸收率仅有15%～18%。
2.2产业链条尚未形成黑龙江省秸秆综合利用企业布局零散，技术装备水平相对落后，整体经济效益偏低，除了发电厂规模较大外，其他的均为小规模的作坊式企业，没有形成规模化生产[4]。截至2013年，黑龙江省稻壳和秸秆发电厂各9处，秸秆固体燃料厂50余家，秸秆气化站50余处，而秸秆饲料厂几乎没有。主要表现在：一是产业链上下游脱节。随着种植业和养殖业集约化和规模化发展，传统的种养结合模式日渐分离，导致秸秆在农区过剩。其次，秸秆应用一次性投资大，周期长和获得效益的不确定性（主要是收购价格波动幅度较大，而企业面对千家万户缺少定价权）导致企业不愿意涉足该领域。三是没有出台相对成熟和完备的秸秆综合利用激励政策来引导企业开发利用秸秆资源，更多情况是以罚代管，而在秸秆综合利用项目建设用地、用电、排污费收取以及税收等方面的优惠政策尚需完善和落实，没有完备的政策和法规来保护企业的利益，生产企业积极性不高，没有形成完整的销售体系和稳定的市场。促进企业的积极性，就要有高的回报率，就要求有低成本高效率的秸秆应用技术与装备，但是现有的技术和装备还满足不了市场的需求，需进一步完善。所以黑龙江省秸秆综合利用产业链条尚未形成。
2.3公众意识有待提升民众对秸秆的价值和利用意识还很薄弱，还没有认识到秸秆好似宝贵的资源，造成秸秆遗弃现象严重，露天燃烧现象屡禁不止。因此，制定和落实优惠政策，加大宣传力度，提高民众认识，对于促进秸秆综合利用的良性发展尤为重要。
3黑龙江省秸秆综合利用研究发展现状
3.1秸秆还田针对黑龙江省的气候和环境特点，开展了秸秆腐熟还田和炭化还田研究。
3.1.1秸秆腐熟还田。获得了秸秆纤维素高效降解菌株20余株，构建复合功能菌群3个，缩短秸秆腐熟周期5 d。同时，配合土层置换技术，将腐熟后的秸秆施用到10～20 cm深的土壤中，不影响下茬作物生长。
3.1.2秸秆炭化还田。在催化剂存在条件下，对秸秆进行轻度炭化处理，不仅改善秸秆的表面活性，增加秸秆炭吸附性，利于污染土壤和水体修复，而且秸秆生物炭可以快速增加土壤的碳库容量（有机质含量可达80%以上），提高土壤肥力。 3.2秸秆能源化2010年投资1 200余万元在黑龙江国家级现代农业园区建立的寒地农业可再生能源中试基地，重点开展作物秸秆能源化研究与示范。①建成年产3 000 t秸秆生物质型煤生产线1条。该生产线以“轻度炭化法制取生物炭”为核心技术，与传统生产工艺相比，能耗降低10%以上，生物炭得率提升20%，并且可以实现连续生产，终端产品生物质型煤热值达3 800 kcal/kg以上，可以替代市售型煤。②建成年产3 000 t固体成型燃料生产线1条。该技术核心工艺采用国内先进的“低能耗固体成型燃料制备关键技术与装备”，克服了传统工艺能耗高、机械磨损大等缺点，成型燃料热值可达到3 500 kcal/kg以上，产品适用于广大农户炊事、取暖、城镇供热和大型发电厂等。
3.3秸秆饲料化针对制约秸秆饲料的收储空间大、适口性差、营养成分含量低等问题，开展秸秆生化饲料技术研究。将“低能耗固体成型燃料制备关键技术与装备”与“秸秆饲料真空后喷涂工艺”相结合，生产秸秆生化饲料。将秸秆通过低能耗颗粒成型设备，进行揉搓、粉碎、真空喷涂、挤压成型，减少饲料体积，便于储藏和运输。在颗粒饲料喂食前，进行氨化和碱化等技术处理后，使饲料快速腐熟，提高饲料消化率15%左右，秸秆的粗蛋白含量提高1～2倍，提高颗粒饲料的适口性，秸秆总营养价值提高1倍以上。
4发展建议
4.1加大秸秆利用关键技术与装备研发投入将秸秆综合利用关键技术和装备研究纳入各级政府科技计划，提高秸秆还田、能源化、饲料化等相关技术领域立项比例和经费投入。
4.2建立省级秸秆综合利用工程技术研究中心以科研院所为主体，依托黑龙江省国家级现代农业科技示范区，建立秸秆综合利用工程技术研究中心，进一步提升黑龙江秸秆综合利用领域自主创新能力，加速科技成果转化和产业化进程。
4.3组建省级秸秆综合利用技术创新联盟在省级有关部门指导下，以黑龙江省农业科学院等农业科研部门及院校为联盟核心，发起组建省级秸秆综合利用技术创新联盟。主要围绕秸秆产业技术创新的关键问题，开展技术合作，突破产业发展核心技术；建立共同技术平台，实现创新资源共享，加速科技成果的商业化运用，提升产业整体水平。
4.4完善激励政策，提高公众对秸秆利用的自觉性通过立法形式，对秸秆综合利用企业给予一定的财政补贴，为企业的发展创造一个良好的投资与发展环境。通过召开现场会、组织参观学习、开展技术培训等多种形式，教育农民更新观念，追求健康文明的生活方式，为秸秆综合利用推广与普及奠定坚实的群众基础。
参考文献
[1] 李伟，蔺树生，谭豫之，等.作物秸秆综合利用的创新技术[J].农业工程学报，2000（1）：14-17.
[2] 安成立，杜建，岳秀琴，等.作物秸秆高效综合利用途径探析[J].中国资源综合利用，2004（1）：25-27.
[3] 王激清，张宝英，刘社平，等.我国作物秸秆综合利用现状及问题分析[J].江西农业学报，2008（8）：126-128，132.
[4] 安海燕，李翠霞.黑龙江省泰来县秸秆综合利用现状及对策[J].中国农学通报，2009（23）：433-436.安徽农业科学，Journal of Anhui Agri. Sci.2015，43（6）：240-243