李昕 郭丽华

[摘要]河北省是我国主要的玉米生产基地之一，有着丰富的玉米秸秆资源。近年来，在政府的管控下，秸秆露天焚烧情况有所改善，但玉米秸秆就地粉碎还田仍然是目前最普遍的秸秆处理方式。秸秆的合理利用对于帮助农民提高收入，建立循环农业与可持续能源体系，促进国民经济绿色发展具有重要意义。基于此，本文结合河北地区玉米秸秆资源概况和利用现状，分析目前在秸秆利用方面存在的问题，提出河北地区玉米秸秆离田利用发展建议。

[关键词]玉米秸秆;离田利用;河北省

中图分类号：S38 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202005

1 河北省玉米秸秆资源概况及利用现状

1.1 河北省玉米秸秆资源概况

玉米秸秆是河北省农作物秸秆的重要组成部分。2018年河北省玉米播种面积为34 377km2，年产量1 941.2万t，按照玉米秸草谷比1.15[1]、玉米秸秆可收集系数为0.83[2]计算，玉米秸秆的理论产量为2 232.32万t，实际可收集量为1 852.83万t，约占河北省农作物秸秆总产量的33.1%。近10年河北地区玉米种植面积整体趋于上升，玉米秸秆资源也随之增加，与2009年相比，2018年玉米产量增长幅度为32.48%，河北省需要利用、消纳的玉米秸秆数量庞大。河北地区近10年玉米秸秆资源数量变化情况见表1。

1.2 河北省玉米秸秆离田利用现状

河北省政府针对秸秆资源建立“疏堵结合”监管机制，倡导以还田为主，多元化利用的秸秆利用方式。从河北省相关部门了解到，目前河北省玉米秸秆肥料化利用方式以直接还田为主，2018年河北省玉米秸秆资源综合利用率为96.8%，其中肥料化利用方式占69.8%，饲料化利用方式占23.30%、能源化利用方式占4.9%、基料化利用方式占1.1%、原料化利用方式占0.9%（见图1），由此可见，河北省目前秸秆离田利用的主要方式分别为肥料化、饲料化。

2 河北省玉米秸秆主要离田利用方式

秸秆离田利用的方式多样，在秸秆“五化”利用中，饲料化、能源化、基料化、原料化以及肥料化中的间接还田均属于秸秆离田利用方式。

2.1 玉米秸秆饲料化利用

玉米秸秆饲料化利用是指通过物理处理、化学处理和微生物处理等方式将粗质农作物秸秆加工转化为优质饲料，用于饲喂牧畜动物的利用方式[3]。玉米秸秆中含有34%的纤维素、37.5%的半纤维素、16%的脂肪以及5.7%的蛋白质。就食草动物而言，2kg的玉米秸秆增重净能相当于1kg的玉米籽粒，经过青贮、黄贮、氨化及糖化等方式处理后，可进一步提高饲喂效果。玉米秸秆的消化能为2 235.8kJ/kg，总能量与牧草相当。秸秆饲料化利用有利于标准化规模养殖的发展，对解决“人畜争粮”、保障我国粮食安全产能意义重大，是发展节粮型畜牧业的重要途径。将玉米秸秆加工处理制成牲畜饲料，不仅能够促进畜牧业发展，还能利用反刍动物的瘤胃消化生理特性，将秸秆过腹还田，从而增强土壤肥力，提高作物产量，产生经济效益。

河北省饲料化利用量为1 317.85万t，截至2018年，河北省共有玉米秸秆压块饲料加工企业48家（见图2），主要集中于山前平原区、黑龙港流域等秸秆资源丰富、交通便利，且牛羊等草食动物养殖量较大的地区，其中仅有9家企业年产量超过1万t，占河北省玉米秸秆饲料加工企业总数的18.75%，当前主要存在自主生产能力较弱，企业在当地的带动能力较差等问题。截至2018年年底，河北省争取到5.49亿元国家“粮改饲”专项资金，主要用于对玉米种植大县和奶牛生产大县395家企业（合作社）的收储运设备进行补贴，提高收储运秸秆水平，并支持356家大中型奶牛养殖场提升草食畜飼料品质，振兴河北省奶业发展。

2.2 玉米秸秆能源化利用

秸秆能源化利用包括传统利用和新型利用方式，其中传统利用方式主要是指户用薪碳。玉米秸秆是传统农村常用的生火取暖的一种薪碳资源，但近年来由于秸秆燃烧产生了严重的环境问题，由此产生的雾霾还会造成飞机延误、高速被封，对人的身体也有极大的危害，给人们日常生活和社会发展都带来了不利影响。此外，随着其他新型资源的普及，以及对秸秆综合利用途径的积极探索，直接将秸秆薪碳用作资源的情况逐渐减少。新型利用方式包括秸秆固化成型燃料利用技术、秸秆生产沼气、秸秆热解气化、秸秆发电等[4]。

2.2.1 玉米秸秆颗粒燃料

河北省玉米秸秆颗粒燃料的生产方式以加工成为生物质颗粒为主，河北省生物质颗粒生产厂家约有74家（见图3），主要集中于冀中和冀南小麦、玉米、棉花等农作物主产区和农林废弃物丰富区。将农林加工的废弃物等生物质作为原料，通过生物质颗粒机固化成形，加工为高密度颗粒燃料，能够有效替代煤炭、天然气等不可再生的化石能源，节约资源的同时减少污染排放，是一种洁净、高效的可再生能源。如博新民乐新能源有限公司，采用生物质锅炉加工，1t干秸秆可生产约0.8t颗粒燃料，单日产量约10t，一年可生产3 000t颗粒燃料，消纳秸秆3 800t，替代节约煤炭资源约1 500t。经过机械加工后形成的生物质颗粒燃料碳含量低，可以降低二氧化碳排放量，含氧量远高于煤炭，使颗粒燃料更易燃烧，且燃烧更充分，可以实现生物质废弃物的减量化、无害化和资源化利用。

2.2.2 玉米秸秆生物质燃气

生物质气化技术能够将秸秆高温裂解，生成以CO为主，并含有H2、CH4等多种可燃成分的生物质燃气，热值为5～12MJ/m3，总效率可达35%～45%，是直燃的2倍。河北省目前玉米秸秆生物质燃气利用企业有13家，主要用于乡村小型集中供气。如河北唐县恒旺利新能源发展有限公司史家佐供气站，2017年试车成功并服务于农村居民冬季采暖，夏秋季用于烧砖瓦供气使用。一台功率为14kw/h的SQ1000小型生物质气化设备正常运转可年产生物质燃气500万m3左右，可供2 000户农村家庭日常生活及冬季取暖，年消耗玉米秸秆等生物质剩余物约2 000t，可替代秸秆煤炭1 000t。与煤炭相比，可有效缓解冬季取暖污染严重的问题;与天然气相比，可降低农村家庭冬季“取暖贵”的问题。

2.2.3 玉米秸秆生物质发电

截至2018年底，河北省已建成（或完成技改）33个县域生物质热电联产清洁供热示范项目（见图4），总装机规模达80MW左右，每年可发电约34亿kW·h，平均每年可消耗利用农作物秸秆和其他农林剩余物152万t左右，提供1 151.5万MJ热量，可替代燃煤约72.6万t。例如，张家口涿鹿华达发电厂是中国第一批利用可再生能源用于生物质发电的项目之一，是河北省第一个生物质发电工程。装机规模为2.5MW，配套130 t次高压秸秆焚烧炉及相关环保设备，2019年实现年发电量1.53亿kW·h，消耗24万t农作物生物质秸秆，可替代标准煤约6万t，提供100多个就业岗位，带动当地农户增收。

2.3 玉米秸秆食用菌基料

秸秆基料是指以农作物秸秆为主要原料，加工制备成能够为植物、动物以及微生物提供一定营养的秸秆利用方式[5]。玉米秸秆栽培食用菌技术的示范与推廣，进一步推动了食用菌产业的发展。草菇、香菇、金针菇等草腐菌和木腐菌适宜利用农作物秸秆进行栽培，利用玉米秸秆替代部分木屑、棉籽壳等基料原料栽培食用菌，节约食用菌种植成本的效果十分显著。其中以玉米秸秆为主要基料原料的赤松茸林下种植技术，每公顷可消纳玉米秸秆1.33t左右。该技术操作方便，既可运用于个体农户生产，又可运用于产业化规模生产，能消纳大量零散玉米秸秆，极大地提升了秸秆基料化水平，成为高效利用秸秆的又一个途径。

河北省秸秆基料利用量62.216万t，以食用菌种植基料为主，以河北省环京津食用菌优势区、邯郸冀中南食用菌核心产区为重点。目前，玉米秸秆基质化栽培食用菌技术在双孢菇、滑菇等生产上已大规模推广与应用。河北省引进了以玉米秸秆为主要基料原料的赤松茸林下种植技术，每公顷可消纳玉米秸秆1.33t，单公顷产量166.67kg，成为秸秆又一高效利用途径。目前河北地区食用菌种植企业有18 000多家，其中赤松茸种植企业20家左右，主要集中在邯郸、邢台、保定等地，全省种植面积约为9 000hm2，年产量150万kg，赤松茸种植技术每年消纳玉米秸秆约1.2万t。

2.4 玉米秸秆原料化利用方式

秸秆原料化利用是借助作物秸秆天然纤维素生物降解性好、含糖量高等特点，将秸秆用于造纸原浆、糖醇等产品制造的方式。但是由于玉米秸秆节点较多，含有过多的灰分，表皮较硬，化学蒸煮不利于药液的浸透，制造出的纸质量不高。且玉米秸秆中含糖量较少，一般并不利用玉米秸秆生产糖醇，受玉米秸秆自身生物特性的局限，玉米秸秆一般不作为原料化利用的原材料，因此本文不对此种方式做过多分析。

2.5 玉米秸秆间接还田

玉米秸秆间接还田是将秸秆进行养畜或发酵，在经过禽畜消化或生成沼气后，将其粪便或沼渣处理后还田。玉米秸秆中含有K、N、P等微量元素[6]，将经过处理的秸秆还田，能够改善土壤结构，增强土壤肥力，促进根系发育，同时还能减少化肥农药的使用量，实现作物高产、优产，并能够解决因直接还田秸秆分解不充分导致的后续耕播作业延误、冬小麦出苗缓慢和部分病虫害问题。

3 河北省玉米秸秆利用存在的问题

河北省政府将秸秆利用放在环境治理工作中的重要位置，近年来不断探索玉米秸秆利用新途径，拓宽秸秆利用途径，从而加快了改善秸秆焚烧的步伐。但由于部分相关政策较为模糊，各级部门落实程度较差，对农户补贴以及企业经济、技术扶持的政策激励力度不强，导致河北地区玉米秸秆利用仍存在一些问题，具体问题如下。

3.1 玉米秸秆利用技术不成熟，现代化产业发展缓慢

由于秸秆利用企业缺少技术和经济扶持，企业规模普遍较小，生产设备落后、相关技术不够成熟且推广普及程度低，导致企业利润低、发展空间小。虽然政府在相关技术方面给予了一定的支持，但仍然存在技术瓶颈，导致秸秆加工转化能力偏低，秸秆的开发利用程度不高，产品附加值低，造成现代化产业发展进程缓慢。

3.2 扶持监管政策体系尚不完善

河北省目前形成规模农村合作社数量有限，玉米种植不集中且较为分散，尽管有政府扶持资金，但补贴覆盖面窄，未能全面普及，且补贴主要针对大型玉米秸秆加工企业;政府对于市场优化配置的引导工作力度不足，导致企业与农户之间缺少联结机制，企业获取秸秆的途径少、成本高，制约了相关企业的发展。

3.3 秸秆获取成本高，影响经济利润

一方面，由于玉米秸秆自身密度小、体积大的生物特性，目前的秸秆运输打包工具单次运输的量有限，使玉米秸秆的运输成本居高不下，在秸秆获取成本中占很大一部分比例;另一方面，河北省内形成规模的农村合作社较少，玉米种植呈分散型，未形成大面积种植区，并且缺乏适用于实际情况的可作业小型机械。另外，由于农机具价格较高，因此在获取秸秆的环节中，需要投入较高的人工成本和运输成本，这成为当前制约秸秆离田利用经济效益的重要因素。

3.4 秸秆收储运体系不健全，市场产业化协调意识薄弱

目前秸秆收储运方式较单一，尚未形成完善的收储运体系[7]。对秸秆需求量大的企业，收储运受季节约束性较强，短期内秸秆收储运成本资金需求量大，存储难度大且收益难以平衡。而相对于规模较大的企业，小型玉米秸秆利用企业的秸秆需求量少，没有专门的秸秆收购人员，议价能力低，秸秆获取成本相对较高，缺乏成本优势。

4 河北省玉米秸秆利用发展建议

4.1 构建扶持与监管政策体系

结合河北省实际情况，发挥政策导向作用，充分调动、激发秸秆处理环节中参与者的积极性、主动性。在资金方面，将分散的相关资金、政策凝聚整合为专项政策或基金，加大资金补贴力度，利用“经济杠杆”撬动产业发展。此外，综合利用农作物秸秆的公益性特征鲜明，政府应针对全产业链条，对产业“参与者、生产者、使用者”进行精准扶持、加大支持力度，建立产业补贴、运输、审批、税收等“绿色通道”，彻底打通农作物秸秆发展的“最后一公里”。

4.2 完善秸秆收储运体系，降低秸秆获取成本根据秸秆产地合理区域半径的就近就地利用原则，建立秸秆收储运站点，建立健全以政府为推手、以秸秆利用企业和收储组织为轴心、由专业合作社经济组织和秸秆经济人共同参与、由市场化运作的规模化专业秸秆收储运体系模式[8]。

4.3 提高机械化水平，提升科技含量

产业发展的动力是科技。随着河北省农业机械化的加快发展，河北省在玉米秸秆离田利用方面的机械化水平越来越高。但随着我国水经济的持续发展，人工成本也越来越高。对于一些人工成本较高的玉米秸秆离田利用方式，要充分释放科技创新发展活力，让科技真正为产业创新发展服务，加强产业技术创新研究，提高玉米秸秆离田利用的机械化水平，既可以减少玉米秸秆离田利用的人工成本，又可以提高玉米秸秆的能量转化效率，提升玉米秸秆离田利用效益。

4.4 加大宣传示范力度

积极鼓励地区秸秆资源利用工程发展，坚持示范先行，以点带面的工作方式，以秸秆综合利用试点项目为载体，总结秸秆利用典型模式，将工作措施、技术措施和政策措施有机结合，形成可持续、可复制、可推广的秸秆利用模式。同时，发挥媒体舆论导向作用，加大对秸秆利用效果、焚烧法律法规以及相关先进典型的宣传力度，加强全民保护环境、节约资源的意识。

参考文献

[1]王亞静，毕于运，高春雨.中国秸秆资源可收集利用量及其适宜性评价[J].中国农业科学，2010，43（9）：1852-1859.

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[3]胡明哲.玉米秸秆饲料化利用[J].当代畜禽养殖业，2020（2）：50+44.

[4]王金武，唐汉，王金峰.东北地区作物秸秆资源综合利用现状与发展分析[J].农业机械学报，2017，48（5）：1-21.

[5]张宇飞.农作物秸秆在食用菌栽培中的综合应用技术[J].新农业，2020（3）：35.

[6]王学敏，刘兴，郝丽英，等.秸秆还田结合氮肥减施对玉米产量和土壤性质的影响[J].生态学杂志，2020，39（2）：507-516.

[7]杨轶因，吴迪，刘文明，等.吉林省玉米秸秆资源化利用的问题与对策研究[J].玉米科学，2016，24（2）：171-174.

[8]燕晓辉，景全荣，吴丽丽，等.一种秸秆收储运供应体系建设模式[J].农业机械，2018（10）：90-92.